자연재해(화산 및 지진) 예측의 기술적 한계와 이에 대응하기 위한 지진조기경보 서비스의 중요성 및 발전 방향 doc_id PCY_201702100510008871_4

20세기 이후 급속도로 발전하고 있는 과학 기술에도 불구하고 2011년 3월에 발생한 일본 동북부 지진과 지진해일 등은 발생 가능성은 물론 강도조차 사전에 예측하지 못한 것이 현실이다. 백두산의 분화 가능성도 여러 가지 형태로 제기되고 있으나 현재 시점에서 분화시기를 예측한다거나 강도를 추정 하는 것은 불가능하다고 판단되고 있다. 그러나 모든 자연재해와 마찬가지로 화산의 분화는 가능성만으로도 그 위험도를 예측하고 국가와 사회와 기업 단위에서 대응 및 피해 경감 대책을 수립할 필요는 이전에 발생하였던 많은 피해 사례를 돌아볼 때 지극히 당연하다고 판단된다. 화산재해에 대한 위험도의 추정은 분화 발생 가능성에 대한 연구와 분화에 따른 피해 추정 및 대응 방안 수립을 병행하여 진행되어야 한다. 분화 발생 가능성에 대한 연구는 화산 자체에 대한 관측, 조사 및 분석과 더불어 현장 계측, 위성 관측 등의 모니터링이 필수적이므로 백두산이나 한반도 인접 화산이 위치한 국가와의 공동 연구가 필요하기 때문에 단순히 학계 차원의 접근보다는 당사국과 관측과 분석을 공유할 수 있는 국가적 차원의 지원이 요구된다. 먼저, 기상예보와 달리 지구물리 관측 및 모니터링을 통해 자연재해를 시간과 장소를 확정지어 예측할 수 있는 기술이 아직까지는 부족하다는 점이다. 대부분의 자연현상과 관련한 과학기술의 최종적 목표는 반복적인 관측 및 그것을 설명하는 지배 방정식을 통한 현상에 대한 예측과 그에 따른 대비라 할 수 있다. 천문학에서 춘천 지역 해와 달의 뜨고 짐, 일식이나 월식 현상을 예측하는 것, 기상 분야에서 내일 서울에 비가 올지 안 올지를 예측하는 것이 그에 해당한다. 자연재해에 대한 이러한 예측이 어려운 것은 반복적인 관측도, 자연재해를 간단히 설명할 수 있는 지배 방정식도 존재하지 않기 때문이다. 단지 현재로서는 재해와 연관이 깊어 보이는 간접적인 관측을 수행하여 재해 발생 전후의 상관성을 분석하고 이를 향후 예측에 활용하고자 하는 단계인 것이다 둘째, 매일의 기상변화가 이벤트가 되는 기상예보와 달리, 지구물리 관측을 통해 모니터링 할 수 있는 자연재해의 빈도는 매우 낮고 불규칙하다는 점에 있다. 기상과는 달리 지진은 왜 예측하기 힘들까. 미래는 현재와 연결되어 있기 때문이다. 현재의 현상과 흐름을 잘 파악하면 어느 정도 가늠해 볼 수 있는 것이 미래다. 대기는 눈에 보이지는 않지만 현재의 상태가 측정 가능한 영역이다. 하지만 땅 속의 영역은 예측에 적용될 만큼 실시간으로 충분하게 측정이 이루어지지 못한다는 데 있다. 지진 해법의 고민은 항상 이 지점에서 맴돌고 있다. 사실 우리나라도 많은 연구를 통해 일부분 지역의 단층구조는 파악되고 있지만 동적 측면의 관찰은 다른 나라와 마찬가지로 아직은 요원하다. 그래서 모든 나라에서는 지진이 발생하면 최단시간에 지진발생 사실을 국민들에게 알려주는데 초점을 맞추고 있다. 우리도 2015년 1월부터 지진조기경보 서비스를 시작했다. 이것은 피해를 주는 지진파(S파)가 오기 전에 피해를 주지 않지만 먼저 감지되는 지진파(P파)를 매우 짧은 시간에 분석하여 지진의 규모와 위치를 알려주는 것이다. 오대산 일대에서 발생한 지진의 진동이 서울을 포함한 수도권을 전파하면서 대다수의 국민이 큰 두려움에 떨면서도 그 이유를 바로 알 수가 없었다. 기상청이 최대한 빨리 지진속보를 발표하였다고는 하지만 이미 그 시점은 지진동이 지나간 이후였기 때문이다. 지진이 발생한 위치부터 서울까지는 100 km 이상의 거리가 있기 때문에 지진 발생 후 20~30초만에라도 지진 발생 여부를 알릴 수 있다면, 일반 국민이 느끼는 두려움은 훨씬 적었을 것이다. 이러한 오대산 지진은 보다 신속한 지진정보의 전파에 대한 국민적 요구가 제기되는 결정적인 계기가 되었다. 기상청은 국민적 요구에 부응하기 위해서 2009년부터 지진조기경보 서비스 체계 구축을 위한 준비를 시작하였다. 기상청은 2015년부터 지진관측 후 50초 이내, 2020년부터는 지진관측 후 10초 이내까지 지진조기경보 서비스를 통해 지진발생 사실을 최단 시간 내에 국민에게 전파하는 것을 목표로 설정하였다. 지진은 현대의 과학기술로는 정확한 예측이 거의 불가능한 자연 현상의 하나라는 것이 국내외 전문가들의 공통된 견해이다. 그렇기 때문에 언제 어디서 발생할지 알 수 없다는 불리한 조건을 갖고 있는 만큼 지나칠 만큼 철저한 대비가 요구된다. 일반적으로 지진에 대한 대비는 충분한 내진설계와 지진 발생 후 즉각적인 복구 등을 통한 피해 최소화가 매우 중요하다. 지진조기경보는 신속한 정보 전파를 통해 즉각적인 복구와 대응을 지원할 수 있는 골든타임을 제공할 수 있으며, 지진 발생 시 Blind Zone 외곽에 위치한 주요 시설물과 국민 개개인의 진동에 의한 피해를 최소화할 수 있는 결정적인 역할을 할 수 있을 것으로 기대된다. 기상청은 2020년까지 지진조기경보 서비스가 실질적인 효과를 줄 수 있도록 지진조기경보의 신뢰도 확보를 통한 소요시간을 단축하고, 수요자가 적극적으로 활용할 수 있는 정보를 제공하도록 노력할 것이다. 첫 번째 방식은 지진이 발생하기 전에 앞으로 발생 가능성이 높은 지진의 발생 시나리오를 예상하여 그에 대한 지진원 효과 모델을 구축하고, 이를 해당 지역에 대한 전파 효과, 부지 효과 모델과 결합하여 지진동을 예측한 후 이를 기반으로 지진에 대한 대비 계획을 세우는 데 활용하는 것이다. 예를 들어 지질학적 기록을 바탕으로 특정 단층에서 여러 번 발생했던 지진의 특성 파악이 가능하다면 같은 형태의 지진이 앞으로 다시 발생할 경우 주변에서 예상되는 지진동을 예측하여 내진 설계 기준 수립에 적용하거나 토지 이용 계획 수립에 참고 자료로 사용할 수 있다. 두 번째 방식은 지진이 발생한 이후에 관측된 기록을 바탕으로 발생한 지진에 대한 지진원 모델을 구 축하고 이를 이용하여 발생한 지진동을 예측하여 피해 추정에 활용하는 방식이다. 큰 지진은 많은 경우 넓은 지역에 피해를 일으키고 지진 발생 시 통신망이 원활하게 작동하지 않을 가능성이 높기 때문에 간접적인 방법으로 신속하게 피해를 평가하는 것은 제한된 자원을 효과적으로 활용하여 최종적인 피해를 저감하는데 매우 중요하다. 기상청은 올해 1월부터 지진조기경보 서비스 시행으로, 지진 발생 규모에 따라서 지진조기경보, 지진속보, 지진통보를 서비스하고 있다. 지진조기경보와 지진속보는 규모 5.0을 기준으로 지진동에 의한 피해 가능 여부에 따라서 구분하여 신속한 정보를 제공하고 있으며, 모든 지진에 대해서는 지진통보를 통해 정확한 정보를 제공하고 있다. 현재 단순한 정보 수준으로 제공 중인 지진속보는 향후 지진조기경보의 분석 정확도에 대한 성능 향상을 통해 보다 다양한 정보가 포함될 수 있도록 개선해 나갈 예정이다. 기상청이 지진발생 시 신속한 정보 제공을 위해 지진조기경보 서비스를 실시함으로써, 기존에 비해 빨리 지진발생 여부를 알 수 있게 되었다. 그러나 현재의 지진조기경보 서비스는 실질적인 효율성이 부족하므로 지속적인 성능개선과 기술개발을 통해 발전시켜 나갈 필요가 있다.