정주용 국가기상위성센터 위성분석과

 

2009년 4월, 충북도 진천군 광혜원면에 기상청 국가기상위성센터가 둥지를 틀었다. 국가기상위성센터는 2010년 6월 우리나라의 첫 번째 정지궤도 다목적 위성인 천리안위성(통신해양기상위성 COMS ; Communication, Ocean and Meteorological Satellite)의 성공적인 발사와 함께 본격적인 천리안위성 기상관측 임무를 시작하였다.

현재까지 98% 이상(항공우주연구원 포함 99% 이상)의 운영률을 유지하며 밤낮으로 안정적인 운영을 위해 노력하고 있다. 천리안위성은 동경 128.2도의 적도상공 약 3만6000km 거리에 위치하는 정지궤도 위성으로 차세대 통신탑재체의 우주 인증실험, 해양관측 및 기상관측 등 3가지의 주요 임무를 수행한다. 특히 천리안위성의 발사는 대한민국이 전 세계 7번째 정지궤도 기상위성 보유국이 됨과 함께, 1970년대부터 일본 위성에 의존해 오던 위성자료 수혜국(受惠國)에서 기술적인 독립을 이루었다는데 큰 의의가 있다. 이에 우리나라는 자국의 독자위성을 이용하여 한반도와 동아시아 및 호주를 포함한 전구(Full Disk) 영역을 3시간 간격으로, 동아시아 영역을 15분 간격으로 관측함과 동시에 한반도 지역 관측을 추가로 수행함으로써 한반도 주변 영역에 대해 한 시간에 최대 8회 관측하고 있다. 즉, 2010년 이전에는 TV의 일기예보에서 보던 위성영상이 일본의 위성자료였으나, 현재는 우리 위성이 관측하고 우리나라에서 직접 생산한 자료로 바뀐 것이다. 기상청에서도 천리안위성에서 관측한 위성영상을 이용하여 기상예보 및 태풍, 호우 등의 위험기상 감시에 유용하게 활용하고 있다.

기상청 국가기상위성센터는 천리안 위성 운영 및 활용에서 한걸음 더 나아가 우주에서의 기상관측의 연속성을 확보하고 보다 발전된 위성관측기술을 적용하기 위해 2018년 발사를 목표로 후속 정지궤도기상위성인 GK-2A(GeoKOMPSAT-2A)의 개발을 진행하고 있다. 기상청, 미래창조과학부, 환경부, 해양수산부 등의 4개 부처가 함께 추진하고 있는 후속 정지궤도위성 사업은 기상 및 우주기상관측을 목적으로 하는 정지궤도기상위성(GK-2A)과 해양 및 환경감시를 목적으로 하는 정지궤도복합위성(GK-2B, 2019년 발사예정)으로 나누어 2개의 위성을 발사할 예정이다. GK-2A 위성에 탑재될 기상관측장비는 천리안위성에 비해 월등히 향상된 기능을 갖게 된다.

먼저 관측채널의 경우 천리안위성이 5개 채널 관측인데 비하여 GK-2A는 16개 채널의 관측 성능을 갖는다. 이해하기 쉽게 생각하면 눈의 개수로 표현할 수 있다. 가시채널, 근적외채널, 열적외채널 등 서로 다른 16개의 파장대를 관측함으로써, 실제 우리 눈으로 보는 것과 같은 칼라합성영상을 얻을 수도 있고, 서로 다른 채널의 관측자료를 조합함으로써, 구름, 대기, 해수면 및 지표면에 대한 보다 다양한 정보를 획득할 수 있다. 무엇보다 천리안 후속위성인 GK-2A의 가장 큰 장점은 시공간 해상도의 향상이다. GK-2A 위성은 전구영역을 10분마다 관측하게 되고, 공간해상도도 가시채널의 경우 0.5km, 적외 채널은 2km로 천리안에 비해 2배 향상되기 때문에 태풍이나 급격하게 발달하는 대류운 등의 세밀한 관측이 가능해 진다.

2018년 후속 GK-2A 위성이 발사되어 관측을 시작하면 높은 시공간 분해능과 늘어난 관측채널로 인하여 관측 자료로부터 생산해 낼 수 있는 기상산출물도 기존의 16종에서 52종으로 크게 늘어난다. 따라서 후속위성 자료는 기상현상의 감시 및 분석뿐만 아니라 수문, 기후, 환경 등 다양한 분야에서 활용이 가능하게 될 것이다. 후속 정지궤도 위성을 개발하기 위해서는 많은 예산이 소요되고, 발사 후 10년 동안 운영될 예정이므로 활용효과를 극대화하기 위한 노력이 요구된다. 국가기상위성센터는 활용기술에 대한 개발을 미리 준비하기 위해 관련 기술개발에 착수하였다. 위성자료 활용기술은 GK-2A 위성에서 나오는 52종의 산출물과 수치모델, 지상관측자료 및 외국위성자료를 종합하여 활용하는 기술로, 관련 전문가들의 심도 깊은 토의를 통해 초단기 활용, 태풍 및 해양분야 활용, 수치예보 활용 등의 기상분야 활용기술과 함께 수문, 환경 등의 융합 분야 활용을 포함하여 활용기술을 크게 4개 분야로 분류하여 기술개발 내용을 구체화하고 본격적인 개발을 준비하고 있다. 활용기술 개발에는 현재 한국전자통신연구원과 국내 10개 대학 전문가들이 함께 참여하고 있다.

기상청 국가기상위성센터는 천리안위성에서의 경험과 최첨단 기술을 바탕으로 후속 GK-2A 위성을 성공적으로 발사하고 다양한 분야의 활용기술을 확보함으로써 다가올 2020년에는 우리나라가 명실상부한 기상선진국으로 자리매김하기 위해 쉼 없이 노력하고 준비할 것이다.

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