기상관측은 천리안이 다 한다

기상은 바람과 비, 구름, 눈 등 대기 중에서 일어나는 현상을 말하는 것으로, 보통의 사람들은 대기의 상태를 포함시켜 날씨라는 의미로도 기상을 이해하기도 합니다. 그래서 기상하면 기상청과 날씨예보부터 떠올리는 것이 당연할 겁니다. 특히 최근의 기상은 단순한 현상이나 예측의 문제가 아니라 중요한 환경문제, 또 먹고사는 경제문제, 국가적인 안보문제에도 큰 영향을 미치고 있습니다. 앞으로도 기상과 날씨는 우리 생활에서 큰 비중을 차지할 것으로 보입니다. 이런 기상현상을 관측하고 예측하기 위해, 전 세계 각국이 기술과 인력개발을 위해 수많은 예산을 투입하고 있는데, 그 가운데 오늘은 기상위성에 대한 얘기를 좀 해 보고자 합니다. 기상관측에는 수많은 기계와 기구, 인력이 투입되지만, 그중에서도 가장 중요한, 그리고 가장 결정적인 역할을 하는 것이 바로 기상위성입니다. 우리의 기상위성 이름은 '천리안 위성'입니다.

 

 

 

기상위성 관측은 언제부터

최초의 기상위성은  1966년 미국에서 발사된 ESSA-1호기였습니다. 기상위성이 세계에 처음 등장한지 어느새 60년 가까운 세월이 흘렀습니다. 우리나라는 자동사진송신장치를 설치한 1970년부터 외국의 기상위성 관측자료를 수신해  예보에 활용하기 시작했습니다. 이후 1990년대 후반부터 게릴라성 집중호우 등 급격한 기상변화가 등장하면서 우리 역시 기상위성의 필요성을 절감하게 됩니다. 특히 안보 면에서도 독자적인 기상위성이 절실했습니다. 만일 전쟁이 발발할 경우 중국과 일본 등 주변국들이 기상자료를 개방할지 어떨지 불확실한 상황이었기에, 2003년부터 독자적인 기상위성 확보를 위한 연구개발을 시작했습니다. 2009년 4월에 신설한 국가기상위성센터는 기상위성의 개발은 물론 위성의 운영과 위성자료분석, 자료서비스를 담당하는 국내 유일의 기상위성 관련 기구입니다.

 

 

우리의 기상위성 발사 성공

우리 기상위성의 역사는 2010년 6월  천리안위성 1호를 성공적으로 발사하면서 시작됐습니다. 천리안위성은 정지궤도 위성으로 '천리안'이라는 위성 이름 역시 국민공모를 통해 선정했습니다. 당시 교육과학기술부는 천리안 위성과 관련해  '하늘(天)에서 이로움(利)과 안전함(安)을 가져다준다'는 뜻을 담고 있다며, 위성 이름의 의미를 밝혔습니다. 공모전에는 3680 여명이 참여해 총 5300여 건을 응모한 것으로 전해집니다. 어쨌든 천리안1호 위성의 발사성공과 운영으로 우리는 다른 나라의 위성자료를 받아 사용했던 나라에서 아시아태평양 지역에 우리의 위성자료를 제공하는 나라로 당당히 자리하게 됩니다. 미국과 일본 등 다른 나라의 기상위성 자료를 30분 간격으로 수신받아 사용했던 이전과 비교하면 천리안 위성 덕에 기상위성 업무에서 자주독립을 이뤘다고 볼 수 있습니다. 이후 2018년 12월 천리안위성 2A호, 2020년 2월 천리안 2B호를 발사해 한반도 주변의 기상, 해양, 환경 등 다양한 기상상황을 관측하고 있습니다. 

 

 

우리 기상위성 천리안은 어디까지 보나

기상위성은 태풍, 집중호우, 황사  등 위험기상을 기본적으로 관측하며  구름, 산불, 안개, 화산, 해수면온도 등  기상에 필요한 다양한 요소를 추가로 관측합니다. 태풍의 경우 중심위치, 이동경로, 강풍 위험반경 등을 관측할 수 있어 태풍 감시에 아주 유효하고, 대기오염물질 등 환경 관측에도 중요한 역할을 합니다.

 

 

기상관측위성 천리안의 현재 모습은

2010년 6월 발사에 성공했던 천리안1호는 2011년 4월부터 정식운영과 자료서비스에 들어갔습니다. 한반도 주변을 15분마다 관측해 하루 780여 장의 영상을 생산해 왔습니다. 천리안 1호 위성이 가시영상을 처음으로 관측한 건 7월이었는데 당시 한반도 주변의 장마전선과 필리핀 부근에 위치한 태풍 꼰선의 모습이 영상에 확실하게 드러나 있었습니다. 이처럼 초기 우리 기상위성의 역할을 수행해 온 천리안 1호는 2020년 3월까지 10여 년간 운영 후 수명을 다했습니다. 국가기상위성센터 마당에는 지름 13m짜리 대형 원반이 설치돼 있는데, 천리안위성 1호의 안테나입니다. 지금은 어떠한 기능도 하지 못하지만 우리 위성의 상징물로 자리를 하고 있고, 현재는 천리안2A천리안 2A호와 2B호가 우리의 기상위성으로 운영 중입니다. 천리안 2A호의 경우는 천리안 1호에 비해 공간해상도는 4배, 관측채널은 55 채널에서 1616 채널로 크게 늘었고, 관측주기도 전 지구를 보는 경우는 3시간에서 10분 간격으로, 한반도 주변은 15분에서 2분으로 크게 단축해 관측하고 있습니다. 특히 국지성 집중호우 탐지와 태풍의 입제적인 구조분석으로 기상 예측의 수준을 높이고 있습니다. 최근 기상청에 따르면 천리안위성의 활용으로 태풍의 이동경로와 강도를 예측한 결과, 태풍 중심을 파악하는 정확도가 9% 향상됐다고 밝히기도 했습니다. 또 세계 최초로 환경 탑재체가 탑재돼 있는 천리안 2B호는 대기 화학물질을 비롯해서  미세먼지의 발원지와 이동경로를 추적하고,  대기환경에 영향을 미치는 질소산화물, 이산화황, 오존층도 관측 가능합니다. 고도 약 3만 6000㎞에서 지구 자전을 따라가며 관측을 하기 때문에 아시아 전역의 대기질을 상시 관측할 수 있다는 점도 천리안 2B호의 남다른 능력입니다. 또, 해양탑재체도 있어서 한반도 주변해수면온도의 변화와 적조, 유류사고 등 해양 문제와 플랑크톤 등 해양 동물의 움직임도 관측하고 있습니다. 현재 국가기상위성센터는 천리안위성 2A호의 뒤를 이을 기상위성 개발을 진행 중입니다. 후속 위성의 발사목표는 2031년입니다.