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[이동인의 기상記] 기상레이더란?

기사승인 20-01-02 12:49

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최근 기후변화에 따른 집중호우와 위험기상이 증가하고 있으며, 이로 인해 자연재해에 의한 피해 또한 매년 증가하고 있다. 위험기상의 실시간 감시 및 예보 정확도 향상을 위해서는 시공간적으로 해상도가 높은 강수량 관측 자료가 필수적이라 할 수 있다.

 
이동인 교수
 
국지적으로 단시간에 발생하는 위험기상현상은 시간 지연 없이 신속하고 정확하게 실시간으로 감시가 가능한 시공간 고분해능의 자료가 제공되어야 한다. 이러한 상세한 초단기 예보자료 생산을 위해서는, 기상레이더에서 관측한 고해상도 자료가 용이하며 재해 예보의 중요한 수단으로 기상레이더가 사용되고 있다.

먼저, 레이더의 원리를 살펴보면 (RADAR;RAdio Detection And Ranging) 목표물을 향해 전파를 발사한 후 되돌아오는 신호(Echo)를 분석하여 그 목표물이 가지고 있는 여러 가지 특성을 조사하는 원격탐사 장치이다. 레이더는 전자기 스펙트럼의 마이크로파에 해당하는 전자기파를 사용하며, 레이더에서 송신된 파가 목표물을 탐지하고 이에 의해 산란된 신호를 수신기에서 수집/분석하는 능동적인(Active) 기술을 가진 특성을 가지고 있다. 

날씨관측 및 예보에 활용되는 기상레이더는 보통 3~10 cm 정도의 파장인 전자파를  발사하는 원격탐사 장비이다. 발사된 전자파는 비, 눈, 우박 등의 기상 목표물에 부딪혀 되돌아오는 반사(산란된)파의 신호를 분석하여, 강수구름의 위치, 발달, 분포와 이동 상태, 강수강도 등을 감시・추적한다. 기상 목표물의 방위와 거리를 측정하여 태풍탐지, 집중호우, 천둥번개, 국지적 강우량 측정 등에 이용되고 있다. 기상레이더의 장점은 다른 원격 기상장비에 비해 관측반경 및 관측 주기가 우수하고 실시간으로 위험기상 현상을 모니터링할 수 있다.

국내에는 1969년 관악산에 최초의 기상레이더가 설치되어 현재 전국적으로 기상레이더 11개가 운영 중이다. 기상청에서는 S밴드 이중편파 레이더를 활용하여 강수유형(비, 눈, 우박 등)을 구분하여 강수미세물리분석이 가능하게 되어 다중센서 융합 기술개발을 통한 수치모델로 입력하는 기술을 개발 중에 있다. 기상레이더 관측 자료는 품질관리 후 영상으로 처리하여 기상청 홈페이지와 모바일 앱을 통해 국민에게 제공되고 있다.

또한 국토부에서도 강수에 의한 댐 관리 및 집중호우에 의한 도심지에서 발생하는 홍수예측을 위해서 강우레이더를 활용하고 있으며, 직접적으로 날씨 예측에는 사용하고 있지 않지만 수문학에 널리 사용되고 있다.

기상청 레이더뿐 아니라 타부처의 레이더자료의 공동 활용을 위해 2010년 기상청, 국토교통부, 국방부에서 생산 중인 레이더 자료에 대한 업무협약을 체결하고, 2012년 시스템을 구축하여 관측 자료를 공유하고 있다. 또한, 중국, 일본, 러시아 등 우리나라 주변 국가와 레이더자료를 교환하여 동아시아 기상현상의 감시와 예측에 활용하고 있다.
 
 
사진=기상청 기상레이더센터
 

이동인 부경대 환경대기과학과 교수

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