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.

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.

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.

산림재해 방지와 산림관리를 위한 산악기상정보

장근창,민성현,김인혜,천정화,원명수 한국농림기상학회 2022 한국농림기상학회지 Vol.24 No.4

Mountain meteorology in South Korea that is covered mountains with complex terrain is important for understanding and managing the forest disaster and forest ecosystems. In particular, recent changes in dryness and/or rainfall intensity due to climate change may cause an increase in the possibility of forest disasters. Therefore, accurate monitoring of mountain meteorology is needed for efficient forest management. Korea Forest Service (KFS) is establishing the Automatic Mountain Meteorology Observation Stations (AMOS) in the mountain regions since 2012. 464 AMOSs are observing various meteorological variables such as air temperature, relative humidity, wind speed and direction, precipitation, soil temperature, and air pressure for every minute, which is conducted the quality control (QC) to retain data reliability. QC process includes the physical limit test, step test, internal consistency test, persistence test, climate range test, and median filter test. All of AMOS observations are open to use, which can be found from the Korean Mountain Meteorology Information System (KoMIS, http://mtweather.nifos.go.kr/) of the National Institute of Forest Science and the Public Data Portal (https://public.go.kr/). AMOS observations with guaranteed quality can be used in various forest fields including the public safety, forest recreation, forest leisure activities, etc., and can contribute to the advancement of forest science and technology. In this paper, a series of processes are introduced to collect and use the AMOS dataset in the mountain region in South Korea. 우리나라의 산림은 지형적으로 복잡한 특성을 가지고 있기 때문에 효율적인 산림관리를 위해서는 산림지역에 특화된 기상관측이 중요하다. 특히, 최근 기후변화에 따른 건조와 집중호우 등 이상기상 현상으로 산림재해가 발생할 수 있기 때문에, 이를 효과적으로 예방하고 관리하기 위한 대책 마련이 필요하다. 이를 위해 산림청에서는 산악지역에 대한 기상 자료를 수집하기 위해 2012년부터 산악기상관측망 구축을 시작했고, 현재 464개소의 산악기상관측망을 운영하고 있다. 산악기상관측망에서는 기온, 상대습도, 풍향과 풍속, 강수량, 지면온도, 대기압 등 7개 기상요소를 관측한다. 기상 자료는 1분 간격의 실시간 자료를 수집하며, 자료의 신뢰도 확보를 위한 품질관리 시스템을 운영하고 있다. 산악기상관측 자료의 품질관리는 물리한계검사, 단계검사, 내적 일치성검사, 지속성검사, 기후범위검사, 중앙값 필터검사 등 6가지 품질검사를 수행한다. 고품질 산악기상정보는 공동활용을 위해 산악기상정보시스템과 공공데이터 포털을 통해 자료를 공개하고 있다. 산악지역에 특화된 산악기상정보는 산림관리 및 산림재해 방지뿐만 아니라 국민 생활안전과 산림휴양⋅레저 등 다양한 분야에 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

드론 등 초저고도 기상정보 서비스 제공 방안

나성준,성성철,김제원,한상대 한국기상학회 2021 한국기상학회 학술대회 논문집 Vol.2021 No.10

지난 5년 동안 국토부에서는 저고도 무인비행장치 교통관리체계 개발 및 실증사업을 실사하였고, 이후 이러한 사업이 더 확장되어 한국형 K-UAM(Urban Air Mobility) 사업이 중장기적으로 추진할 계획이 진행되고 있다. K-UAM 핵심기술 예정 사업에는 UAM 운항 지원을 위한 상세 기상관측기술 개발, UAM 전주기 운항 지원을 위한 기상예측기술 개발 사업 등 기상 분야도 포함이 되어 있다. 현재 드론과 관련된 기상정보는 기존의 기상 수치모델을 기반을 서비스가 제공되어 있는데, 국내의 UM 모델이나 유럽의 ECMWF의 경우는 10km 내외 해상도의 수치모델 정보를 활용하고 있다. 또한 항공기상에서 제공하는 저고도 기상정보는 약 3000m 정도 이내의 고도를 기준으로 난류 정보 등을 생산 제공하고 있는데 드론의 현재 운행 가능 고도는 지면으로부터 150m이고 UAM 등으로 확장 운행된다 하더라도 몇 백m 이내가 될 것으로 예상되어 현재 저고도 항공기상서비스로는 드론 등 초저고도 기상서비스에 한계가 있을 것이다. K-UAM 사업 등을 통해 향후 도시기상 규모의 초정밀 수치모델 정보가 생산되겠지만 현장에 활용까지는 많은 시간이 소요될 것으로 예상된다. 따라서, 현재 가용한 수치모델을 기반으로 드론 등 초저고도 기상정보, 특히 가장 중요한 바람, 난류 정보를 어떻게 생산 제공할 것인가에 대한 연구를 수행하였으며, 향후 이러한 연구 결과를 기반으로 서비스로 제작 예정이다. 현재 기상청의 UM 단일면 수치모델의 경우 지상 10, 50m 바람 정보를 제공하고 있고, GFS는 10, 20, 30, 40, 50, 80, 100m의 바람 정보, ECMWF는 10, 100, 200m의 바람정보를 제공하고 있다. GFS가 가장 상세하게 제공하지만 모델 해상도는 0.25°로 다른 모델 대비 해상도가 좋지 않기 때문에 ECMWF 0.1° 해상도 모델 자료를 이용하여 서비스에 필요한 고도별 풍속을 분석하였다. 지난 1년간 ECMWF 수치모델 기반으로 초저고도 내에서 고도별 지역별 비교, 평균과 Gust 비교 등을 통해서 풍속 특성과 난류 발생 예측 가능성을 분석하였다. 이러한 분석 결과를 바탕으로 서비스는 어떻게 진행할 것인가에 대해서 제시하고자 한다.

한국형모델 운영 현황 및 예측성능 진단

임윤진,박세영,구본양,김해근,조아라,이성은,최원,임혜란,박예서,강현석,원덕진,권영철 한국기상학회 2021 한국기상학회 학술대회 논문집 Vol.2021 No.10

기상청은 한국형모델(KIM)을 2020년 4월부터 실시간으로 운영하며 본격적으로 예보생산에 활용 중이다. 기상청 슈퍼컴퓨터를 통해 매일 4회(00, 06, 12, 18UTC) 12km 해상도의 12일 전지구 예측정보가 생산되며, 기존의 현업모델인 영국통합모델과 함께 단 중기 날씨예보 생산을 위한 기초자료로 제공된다. 수치모델링센터에서는 관측자료의 추가 활용, KIM모델의 강수과정과 지면-대기 상호작용 등을 개선하여 예측성능을 높이는 한편, 예보관과 함께 모델의 특성과 문제점을 분석하고 해결방안을 도출하여 2020년 부터 총 3회의 성능 개선을 추진하였다. 한국형모델의 결과는 기상청 누리집(weather.go.kr/w/index.do)과 방재기상정보 시스템(https://atso.kma.go.kr)을 통해 재해예방 관련 기관과 국민에게 실시간 제공되고 있으며, 더욱 상세하고 정밀한 해양기상, 항공기상, 황사예보에도 활용되고 있다. 본 발표에서는 한국형모델을 2020-2021 여름철 동안 예보현장에 직접 적용한 정성적인 예측성능 진단 결과를 제시하였다. 여름철 주요기상 이슈(장마, 태풍, 폭염 등)에 대한 ’20년과 ’21년 한국형모델의 예측 성능은 기존 현업모델인 영국통합모델(UM)과 유사한 수준인 것으로 확인되었다. 최장 기간의 장마기간을 보였던 ’20년(54일 중부, 49일 제주)과 역대 3번째로 짧았던 ’21년(17일 전국)에 대한 12시간 누적강수의 3일 예측 성능(정확도와 맞힘률)은 UM과 비슷하였으며, 사례별 분석에서도 강수기작에 따라서 차이는 있지만 우수한 성능을 보였다. 우리나라에 영향을 미쳤던 태풍의 진로 예측에 있어서도 발생초기를 제외하면 일관성 있는 진로를 예측하였다. 특히, 폭염 발생시 공간분포를 UM 대비 관측과 유사하게 나타나는 특징을 보였다.

기상정책의 변화 - 예보업무를 중심으로

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

중앙행정기관인 기상청에서 수행하고 있는 기상업무는 관련 분야에 대한 정책을 수립하고 그 내용을 집행하는 일련의 과정이라 할 수 있다. 기상청의 업무는 타 부처에서 공통으로 가진 기획 업무 외에 예보는 물론, 기획, 관측, 기후변화를 포함하는 기후, 기상산업, 자료처리, 슈퍼컴퓨터와 전산·통신, 해양기상, 항공기상, 지진·화산 등 매우 다양하다. 이 중 예보업무는 기상청 업무 중 가장 뚜렷한 대국민 밀접업무로 기상청을 대표하는 업무라 할 수 있다. 이 연구에서는 정책적인 면에서 예보업무의 변화를 소개한다. 특히 기상예보 정책 중 큰 분수령이 된 수치예보와 디지털예보(동네예보)로의 진행에 대한 배경 및 변화과정을 설명한다. 또한, 한국형수치예보모델의 탄생과 선진예보시스템이라는 예보관을 위한 기술적 도구를 준비하게 된 정책변화의 배경이 급작스러운 외부 요인에 기인하였음을 소개한다. 과거의 정책변화를 소개하는 다음 단계로 향후 기상청에서 준비하고 있는 예보정책의 미래에 대해 언급한다. 한국형수치예보모델 탄생 이후 진행하고 있는 차세대수치모델사업을 비롯해 현재까지 구체화 되지 않았더라도 기상청이 준비하고 있는 개략적인 예보정책 방향을 얘기한다. 이를 위해 닥쳐온 기후위기 시대를 고려하고 AI등 첨단 4차 산업혁명이 접목되어야 한다. 그 예로 IBM, Google 등이 계획하고 있는 미래의 예보기술과 관련한 기업 활동을 살펴봄으로써 대한민국 기상청이 미래에 세계 선도 기상청으로 자리매김 하기 위한 예보정책이 나아갈 방향을 모색하고자 한다.

한국농림기상학회지 신임 편집위원 소개

김준 한국농림기상학회 2009 한국농림기상학회지 Vol.11 No.1

한국농림기상학회지는 농업기상학 및 산림기상학 전반에 관한 이론과 기술의 연구와 그 응용을 촉진 및 보급시키며 학술과 사업을 연계 시키고 나아가 국가 식량 안보 및 국토보전에 기여하기 위해 1999년 9월에 창간되었습니다. 그동안 회원님들의 끊임없는 노고로 본 학회지는 경지미기후, 국지기후, 농업기후개조, 산림기상, 식물 병해충, 환경계측, 생태모형, 영농 활용, 수문기상, 농업원격탐사 등의 선진 연구 활동을 담은 논문을 연 4회 발간하여 현재 11권 1호를 발간하게 되었습니다. 본 지면을 통해 그동안 학회지 발간에 노고가 많으신 회원님과 편집위원님들께 감사의 말씀을 드리며, 2009년부터는 학회지 편집위원회를 새롭게 구성하였음을 회원님께 공지해 드립니다. 이번 편집위원회 구조 개편에서는 신규로 부편집자(Assistant editor)와 분과편집자(Subject editor)를 개설하여 각 분과별로 신속하고 공정한 심사를 진행하고자 함이 목적입니다. 신임 편집위원회는 편집장(Chief editor) 1인, 부편집자(Assistant editor) 1인, 분과편집자(Subject editor) 3인, 편집위원(Editor) 11인으로 각 전문분야의 심사과정을 전담하게 되었습니다. 신규로 임명된 4인 위원의 약력은 아래와 같습니다.

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.

광학 흐름(Optical-flow)기법을 활용한 레이더 영상기반 벡터 산출에 관한 연구

모선진,구지영,류근혁,박진우 한국기상학회 2021 한국기상학회 학술대회 논문집 Vol.2021 No.10

기상레이더는 전자기파를 대기 중에 방사하여 강수입자에 반사되어 되돌아오는 전자기파 신호의 강도와 수신 시간을 통해 강수의 위치와 강도를 관측하는 장비로 세밀한 시·공간 해상도를 가지고 있어 위험기상 감시에 매우 중요한 역할을 하고 있다. 더욱이 기상레이더 영상은 시각적인 측면에서 가시성이 높아 다양한 활용이 가능하다. 즉 기상레이더 원시자료뿐 아니라 영상의 변화 특성만으로도 기상현상의 흐름을 파악할 수 있는 장점을 가지고 있다. 특히 영상처리기법이 기상연구 분야에서도 점차 확대되고 있고 기상레이더 영상과 같이 높은 해상도를 가지는 영상자료의 경우 영상처리기법이라는 새로운 접근을 통해 유용한 정보 생산을 기대할 수 있다. 본 연구에서는 일정 시간 간격으로 산출되는 기상레이더 영상자료를 기반으로 하여 시간차에 의한 기상레이더 영상의 변화추이를 영상처리기법중 하나인 광학흐름(Optical Flow) 방법을 통해 기상현상 흐름을 벡터로 산출하였다. 광학흐름기법을 기상학적 측면에서 좀 더 유용하게 적용하기 위하여 기상현상 규모에 적합한 벡터분석 해상도, 기상레이더 영상이 존재하지 않는 영역에서의 벡터보간, 특정 기상현상의 흐름과 대기 전체 흐름 구분을 위한 평균흐름 벡터 제거 등을 통해 태풍과 같은 관심 기상현상의 특성을 도출하였다. 또한, 지형적 특성으로 발생하는 국지 흐름을 고려하기 위하여 평균흐름 벡터 제거 과정에서 국소면적 이동평균 흐름 산출 기법을 적용하여 정확도 향상을 도모하였다. 본 연구를 통해 기상레이더의 원시자료 활용뿐 아니라 영상자료 고유의 특성 활용이라는 기상레이더 활용 영역 확대와 영상처리기법의 향후 기상학분야에서의 활발한 활용을 기대해 본다.