해양기상관측의 정의와 중요성 및 다양한 해양기상관측망과 관측 장비의 종류 및 특성 doc_id CNTS-00118872131_5

해양(海洋)기상관측이란 ‘해양 위의 대기와 해양의 상호작용으로 나타나는 기상현상에 대하여 행하는 관측’을 말한다. 우리나라는 3면이 바다이고 편서풍 지역에 위치하고 있어 해양기상관측자료가 매우 중요하며, 해양기상정보의 수요가 급증하면서 해양기상관측망의 중요도가 날로 증가하고 있다. 기상청은 해양기상관측을 위해 해양기상부이, 등표기상관측장비, 파랑계, 파고부이, 연안방재관측시스템, 해양·항만관측시스템, 기상관측선, 선박기상관측장비, 해양기상기지 등을 설치하여 해양기상관측자료를 확보하고 있다. 기상청의 해양기상관측장비 설치현황이며, 해양기상관측망도를 나타낸 것이다. 해양기상관측망을 해역별로 구분해서 살펴보면 먼바다의 해양기상관측을 위하여 기상관측선 기상1호(498톤급) 1척과 유관기관 선박에 관측장비를 설치한 선박기상관측장비 14대를 비롯하여 해양기상부이를 서해 6개소, 남해 4개소, 동해 5개소 및 제주 2개소 등 모두 17개소에 계류하였고, 앞바다 관측을 위하여 등표기상관측장비 9개소, 파고부이 59개소를 운영하고 있으며, 연안 기상관측을 위하여 파랑계 1개소, 연안방재관측장비 18개소, 항만기상관측장비 4개소를 설치하였다. 선박기상관측장비(Ship Weather Monitoring System)는 넓은 해역에서 해양기상 실황을 효과적으로 감시하기 위하여, 우리나라 해역을 운항하고 있는 해양경찰청 등의 유관기관 선박과 국제여객선에 설치한 기상관측장비이다. 선박기상관측장비를 이용해 관측하는 요소는 기온, 기압, 습도, 풍향, 풍속, 파고, 파주기, 수온 등이며, 현재 해양경찰청의 3,000톤급 경비함(10척)과 1,000톤급 어업지도선(2척), 국제여객선(2척) 등 선박 14척에 관측장비를 설치하여 운영하고 있다. 관측지원선박(VOS, Voluntary Observing Ships)은 해양을 운항하는 민간 선박의 관측자료를 최대한 활용하여 많은 해양기상관측 데이터를 수집하기 위한 세계기상기구(WMO)의 VOS 프로그램의 일환이다. 현재 우리나라는 한국해양연구원 부설 극지연구소의 아리온호(쇄빙선)를 비롯하여 6개 해운사의 민간선박 등 31척으로부터 3시간 간격으로 관측자료를 수집하여 업무에 활용하고, 기상청 홈페이지를 통해 서비스하고 있다. 종합해양과학기지는 국립해양조사원에서 이어도, 한국해양과학기술원에서 가거도, 소청도 등 3개소에 종합해양과학기지를 구축 운영하고 있고, 기상청에서 2005년부터 태안반도 서쪽 약 65km 지점에 위치한 북격렬비열도에 무인 서해종합기상관측기지(파랑계, 자동기상관측장비, 연직바람관측장비, 부유분진측정기 등 설치) 등 먼바다의 해양기상관측을 위해 79개소의 해양기상관측망을 구축하여 운영하고 있다. 원해는 관측지원선박(VOS, Voluntary Observing Ships) 31척을 통해 해양기상관측자료를 수집하여 활용하고 있다. 앞바다 및 특정해역에 대한 관측시설로는 기상청에서 파고부이 59개소와 등표기상관측장비 9개소, 국립해양조사원에서 해양관측소 3개소와 해양관측부이 36개소 등 도합 107개소가 앞바다 해양기상관측을 하고 있다. 이어서 해양기상관측장비별 제원과 특성을 살펴보고자 한다. 먼저 해양기상부이(Ocean Data Buoy)는 먼바다의 해상예보, 특보를 지원하기 위한 종합해양기상장비로서, 해수면에서 다양한 해양기상현상을 관측하고, 위성 등 원격통신을 이용하여 30분 간격으로 관측자료를 전송하는 장비이며, 형태에 따라 선박형(6m NOMAD)과 원반형(직경 3m) 두 가지가 있다. 해양기상부이는 기온, 기압, 습도, 풍향, 풍속, 파고, 파주기, 파향, 수온 등을 관측하고 있다. 파고와 파주기 관측의 경우에는 해수면에서 부이 몸체의 움직이는 가속도를 측정하여 분석한다. 기상청에서 운영하고 있는 해양기상부이의 모습과 관측망도이다. 파고부이(Coastal Wave Buoy)는 해양기상부이보다 근해에 설치하여, 특정관리해역(연안바다, 평수구역)의 예보, 특보를 제공하기 위한 파고관측 장비로서, 복잡한 지형에 의해 국지적으로 서로 달리 나타나는 파고를 관측하여 CDMA를 이용하여 1시간 간격으로 자료를 전송하는 장비이다. 등표기상관측장비(Light House AWS)는 등표나 관측탑 등의 해양 구조물에 AWS 등의 기상관측장비를 설치하고 수중에는 해상의 상태를 측정할 수 있는 압력식 파고계 등을 설치하여 주로 앞바다 예보, 특보를 지원하기 위한 관측장비로서, 관측한 자료를 위성 및 CDMA등을 이용하여 30분 간격으로 전송하는 장비이다. 등표기상관측 장비에서 관측하는 요소는 기온, 기압, 풍향, 풍속, 파고, 파주기, 수온 등이며, 파고와 파주기 관측의 경우에는 해저에 설치된 파고계에서 수압의 변화를 측정하여 분석한다. 등표기상관측장비의 실제 모습과 관측망도이다. 파랑계(Wave Radar)는 마이크로파를 해면으로 송신하고 해면에서 반사되는 파를 수신하여 파고를 관측하는 장비이다. 파랑계는 파고부이가 도입되기 전 연안바다 관측을 위하여 해안의 언덕이나 절벽 꼭대기 등에 설치하였으며, 설치고도는 해수면으로부터 20~100m이다. 관측요소는 파고, 파주기, 파향, 파속, 파장 등이며 현재 북격렬비열도 서해기지 1개소를 운영하고 있다. 연안방재관측장비(Coastal Long Wave Monitoring System)는 연안 방파제 및 부두(항)에 설치하여 기상해일, 너울성 파도 등 장주기파에 의해 발생하는 수난사고 예방을 위한 실시간 해양관측을 위한 장비이다. 연안방재관측시스템은 연안지역에 설치하여 풍향, 풍속, 기압, 수위를 측정하며, 해안지역의 기상실황감시를 위해 CCTV도 함께 설치되어 있다. 다른 해양기상관측장비에서 관측하는 파고는 주로 주기가 짧은 단주기파인데 비해, 연안방재관측장비에서는 보다 주기가 긴 장주기파를 관측한다. 이는 날씨가 좋은 경우에도 해안지역에 피해를 주는 기상해일이 장주기 성분을 가지고 있기 때문이다. 장주기파의 관측은 마이크로파를 해수면에 수직으로 송신한 뒤 해수면에 부딪혀 되돌아오는 파를 1분 간격으로 수신하여 해수면까지의 거리의 변화(수위의 변화)를 측정함으로써 이루어진다. 기상관측선(기상1호)은 집중호우와 폭설 등의 위험기상 조기감시 및 기상예보 지원과 해상·해양 물리현상의 관측, 조사 등을 위한 해양기상관측을 바다에서 능동적·입체적으로 수행할 수 있도록 2011년에 기상청에서 건조한 498톤(길이 64m) 규모의 기상관측 전용 선박으로서, 지난 2011년 5월에 취항하였다. 한반도 주변해역의 먼바다를 포함한 근해구역(113°S­63°N, 94°E­175°E)을 25일 이상 연속 항해하는 것이 가능하고, 최고속도는 시속 33km, 최대 탑승인원은 총 47명이다. 기상1호는 고층-해상-해양-환경 관측이 동시에 가능한 종합적인 관측선박이며, 해양기상, 고층기상, 해양물리현상을 관측하기 위한 자동기상관측장비, 고층기상관측장비, 웨이브 라이더 부이, 초음파해류 관측장비 등을 탑재하고 있다. 특히, 기상1호는 해상의 기상상태뿐만 아니라 해양기상부이와 같은 기존의 장비로는 불가능했던 상층 약 20km까지의 기온, 기압, 습도, 바람을 관측한다.