한국형모델 현업 1주년 - 의의, 성과 및 향후계획

권영철 한국기상학회 2021 한국기상학회 학술대회 논문집 Vol.2021 No.4

한국형모델(KIM)은 대한민국 자체기술로 한국형수치예보모델개발사업단(KIAPS: Korean Institute of At-mospheric Prediction Systems)에서 9년간의 개발 끝에 완성된 비정역학 전지구 수치예보시스템이다. 독자 전지구 모델을 보유하고 있는 국가는 8개국 (미국, 캐나다, 독일, 영국, 프랑스, 러시아, 일본, 중국)이였는데 KIM의 개발로 우리나라가 9번째로 자체모델을 보유한 나라가 되었다. 수치예보모델은 현업기상예보 뿐 아니라 기상연구에도 가장 기본이 되는 도구임을 고려하면, 한국형모델의 성공적인 개발은 기상청의 기상예보의 독립적 위상확보와 기상학계 연구분야에도 한단계 도약의 발판을 마련한 쾌거라고 생각된다. 한국형모델은 플럭스형식의 비정역학 방정식을 수평으로 육면체구, 연직으로 기압-고도 하이브리드 좌표계에 구현한 역학체계를 가지고 있으며, 총 10개의 물리과정은 격자적응, 물리 과정간의 상호 연계과정 등을 고려하여 개발되었다. 또한 자료동화는 자체 개발 관측 전처리와 앙상블-변분법의 혼합방식의 동화기법을 사용하고 있다. 한국형모델은 2019년 12월 KIAPS에서 기상청으로 이관된 후 현업환경에 맞게 수정되어 2020년 4월 28일 00UTC부터 기상청 현업모델로서 구동을 시작하였다. 2020년 여름철에는 유래가 없는 54일간의 긴 장마, 3개의 태풍이 연속으로 우리나라에 영향을 주는 등의 다양한 위험기상 현상이 발생하였다. 현업 첫 해임에도 불구하고 한국형 모델은 한반도의 여름철 위험기상 예측 성능이 기상청에서 병행 운영되고 있는 영국모델 (KMA UM)과 유사한 성능을 보여 성공적인 데뷔를 하였다. 장마기간동안 강수예측의 정확도(ACC)는 KIM이 0.67, UM이 0.68로 나타났으며, 우리나라에 영향을 준 3개의 태풍 (바비, 마이삭, 하이선)의 경로예보는 UM이 KIM보다 우수했으나 강도예보는 KIM이 정확도가 높았다. 수치모델링 센터는 KIM의 현업운영과 함께 매일 예보브리핑에서 모델결과를 예보관들에게 설명하여 보다 정확한 예보를 생산하는데 도움을 주고 있으며, 예보관들의 모델에 대한 의견을 반영하여 모델개선에 사용하고 있다. 또한 한국형모델의 결과를 관측/분석과 비교하여 결함을 파악하고, 위성관측자료의 동화를 확대하여 성능을 지속적으로 개선하고 있다. 이 발표에서는 한국형모델 1년 현업의 성과 그리고 수치모델링센터에서 진행하였거나 계획하고 있는 모델성능 개선에 대한 내용을 간략히 설명하고자 한다.

한국농림기상학회지 수록 논문에 기반한 산림기상 연구 추세와 전망

문나현,신만용,문가현,천정화 한국농림기상학회 2019 한국농림기상학회지 Vol.21 No.3

This study was conducted to review the trends of forest meteorological studies based on the publications for last 20 years in Korean Journal of Agricultural and Forest Meteorology (KJAFM), and to provide insight for future prospect for researches in the field of forest meteorology. A total of 220 papers related to forest meteorology were published in KJAFM for the last 20 years. That corresponds to 33.5% out of all the papers including agricultural meteorology papers. To review the trends of forest meteorology studies, the 220 published papers were classified into seven categories. They are forest meteorology and forest fire, forest meteorology and tree physiology, forest meteorology and forest protection, micrometeorology in mountain area, climate and forest growth, climate and forest vegetation distribution, and climate change and forest ecosystem. Even if there were differences in paper numbers among the seven categories, it was found that various and very specific studies were conducted in the field of forest meteorology for the last 20 years. It was also expected that the accumulation and utilization of various and accurate forest meteorological information would bring remarkable progress of forest meteorological studies in the near future. 본 논문은 한국농림기상학회지 발간 20주년을 맞이하여 지난 20년 동안 학회지에 게재된 산림기상 관련 논문을 분석함으로써 그동안 수행된 산림기상 분야의 연구 추세를 진단함과 동시에, 앞으로의 산림기상 연구의 방향을 전망하고자 하였다. 산림기상 관련 논문은 총 220편으로 전체 게재된 논문의 35.5%인 것으로 분석되었다. 그동안 구체적으로 어느 분야의 연구가 수행되었는지를 평가하기 위해 전체 220편의 산림기상 논문을 7개 영역으로 분류하여 분석하였다. 분류된 연구 주제는 산림기상과 산불, 산림기상과 수목생리, 산림기상과 산림보호, 산악지역 미기상, 기후와 산림 생장, 기후와 산림식생분포, 그리고 기후변화와 산림 생태계의 7개 영역이다. 게재된 220편의 산림기상 관련 논문은 앞에서 분류한 7개 영역에 복수로 포함될 수도 있는 주제를 다루고 있어, 일부 논문의 경우에는 분류에 어려움이 있었다. 이러한 경우 가장 유사한 영역에 포함되도록 조치하였으며, 또한 일부 논문의 경우 저자가 산림분야의 연구자가 아님에도 불구하고 산림을 대상으로 산림기상 연구를 수행한 경우가 많았다. 이 경우에는 저자에 상관없이 모두 산림기상 관련 논문으로 취급하여 분류하였다. 전체적으로 보면, 산림기상과 수목생리 관련 논문이 총 54편으로 가장 많고, 기후와 산림생장이 49편, 산악지역 미기상이 47편으로 이 3개 분야의 논문이 전체의 68.2%를 차지하고 있다. 반면에 기후변화와 산림생태계 관련 논문이 10편으로 가장 적었고, 다음은 산림기상과 산불이 16편, 산림기상과 산림보호가 21편, 그리고 기후와 산림식생분포가 23편인 것으로 분석되었다. 이상의 7개 영역의 논문을 세부적으로 분석한 결과, 해당 영역 내에서 다양한 주제의 연구가 수행된 것으로 파악되었다. 산림생태계의 현상은 기상조건과 밀접한 관계를 맺고 있다. 따라서 다양한 산림분야의 연구는 기상조건을 고려하여 수행되어야 좀 더 정확한 결과를 도출할 수 있다. 그동안 사용가능한 산림기상 자료의 부족 등으로 인하여 산림기상 관련 연구에 한계가 있었던 것이 사실이다. 하지만 최근에 이루어진 산림수치기후도의 제작, 산림기상관측망의 확충, 산악 지역 내의 플럭스 관측망 설치, 기후변화 시나리오의 사용 등은 앞으로 산림기상 관련 연구의 활성화에 긍정적인 영향을 미칠 것으로 판단된다. 뿐만 아니라 위성영상이나 산림지리정보시스템 등과 같은 과학기술의 접목과 함께 첨단 통계기법의 적용은 산림기상 분야의 연구를 양적 그리고 질적으로 크게 성장시킬 수 있을 것으로 기대된다.

한국 기상학의 대부 국채표 박사

김근배 한국기상학회 2021 한국기상학회 학술대회 논문집 Vol.2021 No.10

첫 기상학자로 불릴 국채표는 다채로운 경력을 가진 뜻밖의 인물이다. 연희전문학교를 거쳐 1941년 교토제국대학을 졸업한 수학 전공자였다. 고등교육을 받은 후에는 이화여자고등보통학교에서 교사로 근무했고 교감으로 승진해서는 안정적인 생활을 하고 있었다. 그는 기상학과 거리가 먼 학문을 전공했고 경력도 전혀 관련이 없었다. 관련을 구태여 찾는다면 교사로 있으면서 신문에 기상에 관한 교양성격의 글을 일부 게재했다는 점이다. 그가 기상분야로 발을 내딛기 시작한 것은 천문학자 이원철 때문이었다. 연희전문 사제관계가 인연이 되어 중앙관상대 대장으로 있던 이원철의 권유로 그는 직장을 옮기게 되었다. 중앙관상대 부대장으로 임명되어 기상관측 업무에 종사하게 되었고 다시 이원철의 인력양성계획에 따라 미국유학을 떠나게 되었다. 기상학을 본격적으로 배우기 위해 그의 나이 43세에 시카고대학 기상학과에 학부생으로 입학했던 것이다. 기상학자로서 국채표를 국제적으로 인정받게 해준 연구는 허리케인 예보 연구였다. 그는 시카고대학 기상학과 대학원과 미 제6군단에 있으면서 그에 대한 장기예보 방법을 찾고자 노력했다. 당시 허리케인 기상관측은 24시간이라는 단기예보에 그쳐 많은 피해를 막을 수 없었다. 그는 자신이 독창적으로 고안한 일기도의 데이터를 이용한 수리적 방법을 통해 예보기간을 3일로 대폭 늘려 장기예보의 길을 열었다. 이 연구는 미연방 기상국에서 당대 기상연구의 주요 성과의 하나로 인정받았다. 그는 1961년 중앙관상대 대장으로 임명받고 기상관측 현대화에도 큰 기여를 했다. 한국에서 가뭄이 극심할 때 그 해결책으로 인공강우를 제시하며 주목을 끌었다. 박정희 대통령까지 나서서 관심을 나타냈고 국가적인 재정 지원이 이루어졌다. 이를 통해 그는 기상관측소를 확대하고 자동일기예보, 라디오/텔레타이프 통신, 기상 팩시밀리 등 현대적 기상시스템을 갖추었다. 일일예보만이 아니라 주간예보, 월간예보 등과 같은 장기예보가 이루어진 것도 이때부터였다. “세종대왕 이후 최초의 기상학자”로 불린 국채표, 그는 최신의 첨단기법으로 여겨진 인공강우를 전략적으로 활용하여 기상학 및 기상활동의 국가적 위상을 획기적으로 높이고자 했다. 특히 그는 한국의 현대적 기상예보 기술과 기상학의 제도적 발전을 선도한 과학자였다. 뿐만 아니라 그는 독창적인 국의 기법을 창안하여 허리케인과 태풍의 장기예보를 위한 학술적 기초를 제공했다. 그만큼 국채표는 국제 기상학 연구에서도 한 획을 그은 보기 드문 과학자였다.

철원 자동농업기상관측자료의 품질보증 및 대표성 향상을 위한 제언

박주한,이승재,강민석,김준,양일규,김병국,유근기 한국농림기상학회 2018 한국농림기상학회지 Vol.20 No.1

For useful agrometeorological services, providing qualified meteorological observation data at sites that represent actual farming environment is essential. Automated Agricultural Observing System (AAOS) of Korean Meteorological Administration, however, has deployed in lawns rather than actual farm land. In this study, we show the problems in AAOS data by analyzing temporal and vertical variation and by comparing with the data recorded by the National Center for AgroMeteorology (NCAM) tower installed at an actual farming site near the AAOS tower. The data in August and October (before and after harvest time, respectively) were analyzed. Air temperature and water vapor pressure observed at AAOS were lower than those observed at NCAM tower before and after harvest time. Reflected shortwave radiation observed at AAOS tended to be higher than that observed at NCAM tower. The soil variables showed bigger differences compared to the meteorological variables. In August, soil temperature observed at NCAM tower was lower than that those at AAOS with smaller diurnal changes due to irrigation. The soil moisture observed at NCAM tower continuously maintained its saturation state, but that at AAOS showed a decreasing trend, following an increase after rainfall. The trend changed in October. Soil temperature observed at NCAM showed similar daily means with higher diurnal changes than that at AAOS. Soil moisture observed at NCAM was continuously higher, but both AAOS and NCAM showed similar trends. The above results show that there are the quality problems in AAOS data and a considerable difference is generated in the meteorological and soil environments by the ground surface cover and farming activities. We propose that the equipment be shifted to actual farming sites such as rice paddies, farms, and orchards, instead of lawns, so that the results can be representative of the actual agrometeorological observations. 농업은 인간의 활동 중 기상 활동에 가장 종속적이며, 기후 변화 및 기상 재해와 같은 대기 변동성의 증가 속에서 농업기상서비스의 중요성은 점점 증가하고 있다. 유용한 농업기상서비스를 제공하기 위해서는 관측 자료의 품질 관리와 더불어 실제 농경 활동 현장을 대표할 수 있는 곳에서의 기상 관측이 필수적이다. 이를 위해 기상청에서는 자동농업기상관측망(AAOS)을 실제 농경지 근처로 재배치하는 등 관측망 환경을 개선하고 있지만, 아직까지 모든 농업기상관측이 실제 영농 환경이 아닌 잔디밭에서 이루어지고 있는 문제가 남아 있다. 기온, 상대 습도, 토양 온도, 토양 수분 관측 요소는 지표면의 식생 형태와 관개 등의 영농 활동에 큰 영향을 받는데, 현재의 농업기상관측은 이러한 요소들의 영향을 관측하는데 근본적인 한계가 있다. 본 연구에서는 AAOS 관측 자료의 시간적, 연직적 변이를 분석하고, 실제 농경지 위에 설치된 국가농림기상센터(NCAM) 타워에서 관측하고 있는 공통 기상 및 토양 관측 요소를 비교하여, AAOS 관측 자료의 특성 및 문제점을 분석하였다. 분석 시기는 결측이 가장 적고 추수 이전인 8월과 추수 이후인 10월로 선정하였다. 각 관측 요소별로 관측 높이 및 깊이에 차이가 있었으므로, 차이가 가장 적은 높이 또는 깊이 값을 비교 대상으로 선정하였다. 기온의 경우 AAOS 4 m 관측 값이 NCAM타워 관측 값이 비해 낮과 밤 또는 추수 이전과 이후 모두 낮았으며, 큰 일중 변화 없이 일정한 차이를 유지하였다. 수증기압 역시 NCAM 관측 값이AAOS 관측 값에 비해 항상 높았으며, 8월이 10월에 비해 더 큰 차이를 보였다. AAOS 순단파복사의 경우AAOS 관측 반사복사량이 NCAM 관측 값에 비해 높은 경향을 보였다. 한편, 토양 관측 요소는 대기 관측 요소에 비해 더 큰 차이를 보였다. 추수 이전인 8월에는 대부분 논에 물이 차 있었으며, 그로 인해 NCAM관측 토양 온도가 AAOS 관측 토양 온도에 비해 낮았으며, 일 변화 폭 역시 작았다. NCAM 관측 토양 수분은 강수 여부와 관계 없이 지속적으로 포화상태를 유지하는 반면, AAOS 관측 토양 수분은 강수에 의해 증가한 뒤 감소하는 경향을 보였다. 추수 이후인 10월에는 8월과 다른 경향을 보였다. 토양 온도의 경우, NCAM 관측 값과 AAOS 관측 값의 일 평균값은 비슷하였으나 일 변화 폭은 NCAM 관측 값이 더 컸다. 토양 수분은 NCAM 관측 값이 지속적으로 높았으나, 두 관측 값 모두 강수에 의해 상승하고 증발 또는 배수에 의해 감소하는 경향을 보였다. 이상의 결과는AAOS 관측 자료의 품질 관리 문제와 함께 논과 잔디밭이라는 지표면 피복 및 영농 활동의 영향을 반영하지 못하는 대표성 문제를 보여주는 것으로서, 본 연구는 2011년 이후 이루어지고 있는 기상청 농업기상관측장비의 농지 부근 이동 작업에 이은 후속 조치로, 농업기상 관측을 대표할 수 있도록 잔디밭이 아닌 논, 밭, 과수원 등 실제 지역 대표 농업 현장에 설치되어야 함을 제언한다.

회의보고 : 선도적 농림기상 국제협력을 통한 농업과 식량안보분야 전지구기후 서비스체계 구축 전략

이병열 ( Byong Lyol Lee ),페데리카로씨 ( Federica Rossi ),레이몬드모타 ( Raymond Motha ),로버트스테판스키 ( Robert Stefanski ) 한국농림기상학회 2013 한국농림기상학회지 Vol.15 No.2

“전지구기후서비스체계” (GFCS)는 2009년 제3차 세계기후회의에서 기후변화 대응 취약 국가와 소외계층에 대해 보다 효율적인 기후정보를 제공하기 위한 전지구차원의 서비스 제공체계 구축 필요성에 대한 공감을 바탕으로 제안되어, 현재 세계기싱기구를 중심으로 관련 UN 및 국제기구간 공조를 통해 향후 약 10년 동안에 걸쳐 이를 이행하기 위한 노력을 기울일 예정이다. GFCS는 과학적 기후정보와 기후예측을 기후변화 적응과 기후위기관리를 상호 연계할 수 있는 기후서비스 개발을 주도하게 된다. GFCS의 기본구조는 5개 주요 요소로 구성되어 있는데, 이에는 관측/모니터링, 연구/모형/예측, 기후서비스정보시스템 및 사용자인터페이스 플랫폼과 함께 이들 모두를 포괄하는 역량개발이 포함되어 있다. 현재 GFCS의 편익분야 중 자연재해경감, 수자원, 보건 분야와 함께 농업/식량안보분야가 4대 우선순위에 포함되어 있는데, WMO의 농업기상위원회(CAgM)은 동분야에 대한 GFCS의 효율적 이행을 지원하기 위해 GFCS의 5개 요소별로 이를 보완하기 위한 전구차원 선도적 협력방안(GIAM)을 제안 추진하고 있다. GIAM의 취지는 기존의 기후서비스체계의 개별적 서비스 구조를 통합하거나 미흡한 부분을 보완하는 방법 등 최소한의 추가적인 자원 투입으로 최대 시너지효과를 도출하는데 중점을 두고 있다. 관측분야는 전구생물계절관측협의체 구축, 연구분야는 지역/전구 농림기상 파일롯프로젝트 도출, 기후서비스분야는 기존농업기상웹서버인 WAMIS의 지역 및 기능 확대, 사용자인터페이스분야는 기존 사이버농업기상협의체를 보완하기 위한 전구 농림기상학술협의체 구축, 그리고 역량개발분야는 전구농림기상교육훈련센터 구축 등이 추진 중에 있으며, 이들간의 유기적인 연동 지원을 위한 조정기구와 지원사무국의 설립도 기상청에 의해 가시화되고 있으며, 효율적인 운영을 위한 새로운 거버넌스도 미국 조지메이슨대를 중심으로 구축 중에 있다. 한편 GIAM의 성공적인 이행을 위해서는 전산자원 인프라 구축이 선행되어야 함으로 현재 WAMIS를 지원하기 위해서 세계기상기구 정보시스템(WIS)의 자료수집/생산센터(DCPC-WAMIS) 구축 및 회원국간 전산자원 공유를 위한 클라우드 및 그리드 환경 구축도 기상청과 KISTI/부경대 등의 협조를 얻어 추진 중에 있다, GIAM의 궁극적인 목표의 하나는 차세대 기후변화 대응 농림기상전문가의 양성에 있는데 이를 구현하는 방안으로 회원국의 추천을 받은 후보자를 전구농림기상 교육훈련센터 대학원 과정에 학비/수업료 면제조건으로 입학시킨 후, 지역 파일롯프로젝트에 연구원으로 참여, 이를 통해 생활비 등 지원을 받는 한편 농림기상 학술협의체 회원 활동, 국내외 실무그룹 활동 등을 통해 농림기상분야 국제전문가로 양성함으로써 향후 회원국 농업/식량안보분야 기후변화 대응에 절대적으로 필요한 핵심정책연구 담당자로서의 역할을 기대할 수 있을 것이다. The Global Framework on Climate Services (GFCS) will guide the development of climate services that link science-based climate information and predictions with climate-risk management and adaptation to climate change. GFCS structure is made up of 5 pillars; Observations/Monitoring (OBS), Research/ Modeling/Prediction (RES), Climate Services Information System (CSIS) and User Interface Platform (UIP) which are all supplemented with Capacity Development (CD). Corresponding to each GFCS pillar, the Commission for Agricultural Meteorology (CAgM) has been proposing “Global Initiatives in AgroMeteorology” (GIAM) in order to facilitate GFCS implementation scheme from the perspective of AgroMeteorology - Global AgroMeteorological Outlook System (GAMOS) for OBS, Global AgroMeteorological Pilot Projects (GAMPP) for RES, Global Federation of AgroMeteorological Society (GFAMS) for UIP/RES, WAMIS next phase for CSIS/UIP, and Global Centers of Research and Excellence in AgroMeteorology (GCREAM) for CD, through which next generation experts will be brought up as virtuous cycle for human resource procurements. The World AgroMeteorological Information Service (WAMIS) is a dedicated web server in which agrometeorological bulletins and advisories from members are placed. CAgM is about to extend its service into a Grid portal to share computer resources, information and human resources with user communities as a part of GFCS. To facilitate ICT resources sharing, a specialized or dedicated Data Center or Production Center (DCPC) of WMO Information System for WAMIS is under implementation by Korea Meteorological Administration. CAgM will provide land surface information to support LDAS (Land Data Assimilation System) of next generation Earth System as an information provider. The International Society for Agricultural Meteorology (INSAM) is an Internet market place for agrometeorologists. In an effort to strengthen INSAM as UIP for research community in AgroMeteorology, it was proposed by CAgM to establish Global Federation of AgroMeteorological Society (GFAMS). CAgM will try to encourage the next generation agrometeorological experts through Global Center of Excellence in Research and Education in AgroMeteorology (GCREAM) including graduate programmes under the framework of GENRI as a governing hub of Global Initiatives in AgroMeteorology (GIAM of CAgM). It would be coordinated under the framework of GENRI as a governing hub for all global initiatives such as GFAMS, GAMPP, GAPON including WAMIS II, primarily targeting on GFCS implementations.

고해상도 입체기상관측자료 확보를 위한 기상드론과 고층관측장비의 비교 관측

이승협,박미르,전혜림,박미은 한국기상학회 2021 한국기상학회 학술대회 논문집 Vol.2021 No.10

강원영동 공동 입체기상관측 프로젝트에서는 영동대설과 강풍의 메커니즘을 이해하기 위해 3차원 관측을 수행하고 있다. 그러나 기존의 고층관측장비는 대기최하층 관측자료를 생산하는데 시공간해상도가 낮거나 정확도가 떨어지는 단점이 있다. 이에 따라 이번 연구에서는 기상드론과 고층기상관측장비(레윈존데, 윈드프로파일러, 윈드라이다)의 관측자료를 비교하여 기상드론의 대기최하층(150 m 고도 이하) 관측공백 해소를 통한 고해상도 3차원 관측자료 확보 가능성을 확인하고자 한다. 레윈존데와 윈드프로파일러는 북강릉에서 상시관측했으며, 윈드라이다는 프로젝트 기간 동안 대관령에서 관측하였다. 기상드론은 각 장비에서 30~48 m 떨어진 지점에서 비행했고, 북강릉지점에서는 최대 300 m 고도까지 연직상승 및 하강, 대관령지점에서는 150, 200, 250 m 고도에서 10분간 정지관측하였다. 관측날짜는 바람이 약해 드론 비행에 적합한 2021년 4월 23일, 5월 13일과 영동강풍 특별관측기간에 해당하는 2021년 5월 7일로 총 3일간 총 23회 비교관측을 수행하였다. 기상드론과 레윈존데의 관측결과, 기온과 습도는 200 m 고도에서 각각 1.5℃ 이상, 15% 이상 큰 편차가 나타났다. 풍속은 바람이 강했던 5월 7일 고도에 따라 2 m/s이상의 차이를 보였으나 바람이 약했던 4월 23일에는 지상부터 200 m 고도까지 1 m/s의 편차로 기상측기검정기준을 만족했다. 또한 두 장비의 상관계수(r)는 풍속과 풍향 모두 0.7 이상으로 대기최하층에서 기상드론은 3차원 관측자료 생산에 적합하다고 판단했다. 윈드프로파일러는 기상드론과 r값이 -0.85에서 0.10로 낮았으며, 특히 가장 낮은 고도인 150 m에서 풍속과 풍향의 편차가 각각 4 m/s와 80°로 가장 컸다. 이러한 윈드프로파일러의 대기하층의 부정확성과 150 m 이하의 관측공백은 기상드론으로 대체 가능하다고 생각된다. 윈드라이다와 기상드론의 풍속과 풍향의 평균편차는 각각 1 m/s와 5°이었지만, 시간에 따른 일변동 경향이 유사하고 r값은 0.86으로 높아 기상드론 자료를 통해 윈드라이다 최하층 자료 보정이 가능할 것으로 판단하였다. 이번 연구에서 레윈존데와 비교를 통해 기상드론의 대기하층 3차원 관측자료 생산가능성을 확인했으며, 기상드론과 원격관측장비인 윈드프로파일러와 윈드라이다의 비교에서는 100 150 m 고도이하의 관측공백해소와 연직해상도를 높일 수 있었다.

기상청의 통합전지구온실가스과학정보시스템 사업 소개

주상원,이해영,홍진규,이호찬,임정식,김은숙,Eri Saikawa,심창섭,정주용,김연희 한국기상학회 2021 한국기상학회 학술대회 논문집 Vol.2021 No.10

전지구적 기후위기에 대응하기 위해 우리나라는 국가적인 아젠다로 2050년까지 탄소중립을 추진하고 있다. 계획한 온실가스 감축을 달성하기 위해서는 정확하고 신속한 배출량산정이 매우 중요하다. 기존의 상향식 인벤토리는 인위적 이산화탄소 배출량에 대한 정확도는 높지만, 자연 발생 기원의 이산화탄소 및 메탄과 아산화질소 등의 배출량은 상대적으로 정확도가 낮다. 배출량의 신뢰도를 개선하기 위해서 세계기상기구(WMO) 차원에서 온실가스 배출 인벤토리의 독립적인 평가가 가능한 새로운 접근법의 필요성이 제시되었다. 제17차 세계기상기구 총회에서 통합전지구온실가스과학정보시스템(IG3IS: Integrated Global Greenhouse Gas Information System) 개발에 대한 결의안을 채택하였다. 2018년 IG³IS 실행계획을 수립하고, 회원국의 적극적인 참여를 독려하게 되었다. 또한 국가온실가스 인벤토리에 대한 IPCC TF는 2006년 국가 온실가스 IPCC 가이드라인의 2019년 개정판에 배출량 불확도를 줄이기 위한 방안으로 대기관측을 활용하는 IG3IS가 새롭게 포함하였다. 기상청 국립기상과학원은 그동안 축적된 지구대기감시와 기상모델링 역량을 바탕으로 WMO IG3IS 사업과 연계하여, INVERSE-KOREA (INvers modelling for Validating and Estimating of Reduction for Sectoral greenhouse gas Emissions in KOREA) 사업을 기획하였고, 2021년 5월 11에 아시아 최초, 세계에서는 5번째로 WMO 공식 프로젝트로 승인을 받게 되었다. INVERSE-KOREA는 국립기상과학원, 연세대학교, 서울시보건환경연구원, Emory대학과 한국환경연구원이 공동으로 참여하는 3개년 프로젝트이다. 2021년에 이산화탄소부터 적용을 시작하여, 순차적으로 메탄과 육불화황에 대한 시스템을 구축할 예정이다. 기상청 현업기상모델의 기상자료를 초기 및 경계자료로 활용하고, 10km 분해능의 WRF-DART를 주요 역모델링 시스템으로 구성하였다. GEOS-Chem과 STILT 모델을 추가로 구축하여 대기수송에 따른 불확도를 보완하고자 한다. 온실가스 관측자료는 안면도, 제주고산, 울릉도-독도 감시소를 포함한 7개 지상관측, 안면도 FTS, 위성자료와 항공기 관측자료를 자료동화할 예정이다. 21년에는 시스템을 구축하고, 22년에 성능 개선을 통해 23년에 시험운영을 추진할 계획이다. 향후 검증을 거쳐 탄소중립 추진을 위한 과학정보로 활용할 예정이다.

농장별 기상위험 조기경보를 위한 모바일 어플리케이션 설계 및 구현

신용순,박주현,김성기,강위수,한용규,김대준,김수옥,김진희,심교문,Shin, Y.S.,Park, J.H.,Kim, S.K.,Kang, W.S.,Han, Y.K.,Kim, D.J.,Kim, S.O.,Kim, J.H.,Shim, K.M. 한국농림기상학회 2017 한국농림기상학회지 Vol.19 No.3

기상위험에 선제적으로 대응할 수 있도록 하기 위하여 농장별 정밀 날씨추정, 작목별 기상위험의 알림과 대응지침의 전달 등 개별 농가 단위의 농업기상위험 관리 기술이 본 연구의 선행 성과물로 개발된 바 있다. 현재 470 자원 농가와 950농장을 대상으로 시군 단위로 관내 농장의 날씨와 기상위험 현황을 시각적으로 파악할 수 있는 GIS 기반 분포형 경보 시스템이 구축되어 현업 서비스가 운영 중이다(http://www.agmet.kr). 그러나 모든 농가를 서비스 대상으로 하다 보니 많은 작목과 기상위험요소가 나열되어 개별 농가가 시스템에 접속하여 자기 농장만의 농업기상위험 정보를 확인하기에는 불편한 사항이 많다. 따라서 개별 농장별로 정보 확인 편의성을 위하여 휴대전화 번호만을 이용하여 자기 농장만의 날씨, 작목의 생육단계, 작목 기상위험을 최대 미래 9일까지 조회하고, 기상특보 및 기상위험 주의, 경보 수준을 알림 정보로 제공받을 수 있는 농업기상재해 조기경보 모바일용 어플리케이션을 개발하였다. 스마트폰으로 본 시스템에 접속하여 농장별 날씨와 재배작목의 생육단계, 생육단계별 기상위험과 대응지침을 제공 받는 등 농장별로 특화된 기상위험을 사전 경고 정보로 신속하게 확인할 수 있다. 자기 농장만의 과거부터 미래까지 날씨와 기상위험을 단순하고 보기 쉽게 정리하여 농가에 제공함으로써 기존의 GIS 기반 기상위험 분포형 경보 시스템이 가진 정보 접근 불편함을 해소하였다. Agricultural hazards management technology, which would allow individual farms to respond preemptively, has been developed. A preliminary system developed in the previous study provides precise weather forecasts by farms, notification of weather hazards by crops and delivery of response guidelines (http://www.agmet.kr). Although the GIS map-based alarm system has been implemented for a number of farmers and their farms, its user interface was not designed for individual users who seek information at their farms. In this study, we have developed a mobile application to provide early warnings of weather hazards up to 10 days in advance. A set of information including field-specific weather, crop growth stages and weather hazard alerts can be delivered to individual farmers through their mobile phone. This would guide users to access the map-based system using their smartphone to obtain field-specific weather information by the growth stage of cultivated crops. This would help the farmers make the better use of the existing weather-hazard GIS map-based alarm system.

레이더 비교관측소 확대 운영 방안

이경훈,권병혁,김상진,김민성,김유진 한국기상학회 2021 한국기상학회 학술대회 논문집 Vol.2021 No.10

한반도(Korean Peninsula)는 좁은 면적에도 불구하고 지리적, 기상학적 특성으로 인해 지역별로 강수의 특성이 다르게 나타난다. 기상레이더센터는 레이더로 관측한 강수량, 대기수상체 등의 산출물을 비교·검증하기 위해 진천레이더비교관측소를 운영 중이며, 레이더비교관측소 관측자료를 활용하여 기상레이더 강수량 추정 정확도 개선에 활용하고 있다. 강수 미세물리 특성 분석을 위해 다양한 지역에서 지상관측 기반의 기초자료를 수집하고 기상레이더와 비교 및 검증하는 연구개발이 필요하다. 그러나 비교관측소가 한정되어있어 각 지역을 대표하는 강수의 특성을 파악하기 힘든 실정이다. 따라서 각 지역의 강수 특성을 대표할 수 있는 기상레이더와 비교하고, 검증할 수 있는 자료를 확보하기 위해 레이더비교관측 지점 확대 및 관측망 구축을 위한 기초 연구도 병행되어야 한다. 본 연구에서는 국내의 레이더 비교관측지점 확대를 위해 기존에 설치된 기상관측장비와 비교관측소 입지 선정 기준 및 우선순위를 고려하여 최적의 관측망 구축 방안을 제시하고자 하였다. 국내·외 레이더 비교관측 자료를 사용한 강수특성 분석 관련 연구 및 레이더 비교관측소의 기상학적 특성을 조사하고, 강수특성 연구를 위해 운영 중인 최신 기상관측장비 현황과 활용을 조사하였다. 국외 기상레이더 비교관측을 위해 운영 중인 관측소의 규모, 운영 형태, 구축 환경, 입지 조건 등 운영 현황을 조사하고, 기상레이더 비교관측 자료를 이용하여 수행한 연구 및 현업 개선 등 활용에 관한 정보를 조사하였다. 국내 위험기상(호우, 우박, 대설, 낙뢰 등) 발생지역, 지역별 위험기상 발생 빈도, 경제적 손실 등의 통계자료를 조사하여 비교관측지점 확대 구축이 필요한 지역을 제시하였다. 레이더 자료와 비교분석을 위하여 관측소와 레이더 간 거리, 빔 고도 및 주변 지형(차폐 정도) 등 기상학적 지형적 특성을 고려한 관측지점의 기준을 제시하고, 기상학적, 경제적, 지형적 특성을 고려한 비교관측소 입지 우선순위를 제시하였다. 레이더 비교관측지점의 관측망 자료를 사용하여 기술개발 및 비교·검증, 통계분석 등에 효과적 활용을 위한 산·학·연 활용방안이 필요하다.

고해상도 소기후모형을 이용한 국내 167개 시⋅군별 이상기상 발생빈도 자료

조세라,심교문,박주현,김용석,허지나 한국농림기상학회 2020 한국농림기상학회지 Vol.22 No.3

기상조건은 농업에 영향을 미치는 주요 환경요인이며, 특히 이상기상의 발생은 작물의 성장 및 작황에 큰 영향을 미친다. 그러므로 이상기상으로 인한 농업적 피해를 줄이기 위해 관측을 바탕으로 한 이상기상의 발생 빈도 분석 및 통계자료가 필요하다. 본 연구에서는 30m 및 270m 해상도의 고해상도 소기후 모형을 통해 상세화된 3종의 주요 기상변수(기온, 강수, 일사량)를 이용해, 남한의 167개 시⋅군의 1981년부터 2019년 동안 발생한 이상기상 발생에 대한 통계자료를 소개하였다. 소기후 모형을 통해 추정된 167개 시⋅군 이상기상 현상 발생 특징은 기상청의 종관 기상 관측자료와 비교해 보았을 때 전국적인 분포 및 변화 경향을 잘 반영하는 것으로 나타났다. 또한, 기상청 종관기상 관측 시스템에서 관측하지 못하는 지역의 기상까지 반영한 고해상도의 자료를 활용하였으므로 해당 시⋅군의 이상기상을 더욱 현실적으로 나타내었다. 본 연구에서 소개하는 시⋅군별 이상기상 통계자료는 농업부문의 기상재해 취약성 평가 및 피해 저감을 위한 정책 기초자료로 활용될 수 있을 것으로 생각된다. The weather conditions, such as temperature, precipitation, and sunshine duration, play one of the key roles in Agriculture. In particular, extreme weather events have crucial impacts on growth and yields of crops. This study estimates statistics of extreme weather events in 167 Si-gun over South Korea derived from high-resolution(30 and 270m) topo-climatology model for key three meteorological variables(temperature, precipitation and sunshine duration). It is shown that the characteristic of each extreme weather frequency in the topo-climatology model is in good agreement with observation from Korean Meteorological Administration’s Automatic Surface Observing System. Moreover, it is possible to analyze the statistics of extreme weather more realistically because this data can cover the weather at not-observed regions. Hence, this data is expected to be used as baseline data for assessing vulnerability to extreme weather and politic decisions for damage reduction in agricultural sector.