실험실로 내려온 대기권…기상관측 정밀도 높인다

실험실로 내려온 대기권…기상관측 정밀도 높인다
표준과학연구원, 라디오존데 교정 위한 고층 기상 시뮬레이터 개발



(대전=연합뉴스) 이재림 기자 = 한국표준과학연구원(KRISS)은 고층기상연구팀이 실제 성층권과 비슷한 환경에서 기상관측 시스템을 평가할 수 있는 시스템을 구현했다고 31일 밝혔다.
기온은 기후변화를 직접 알 수 있는 대표적 1차 지표다.
대기권 중 지상에서 10∼15㎞ 높이 대류권 기온은 주로 단기 날씨예보에 활용하고, 대류권 위 성층권 기온은 장기적인 기후변화 감시에 쓰인다.
성층권 정도의 고층 기상은 센서와 송신기로 구성된 라디오존데(radiosonde)를 풍선에 매달아 띄워 관측한다.
이때 지상과는 달리 바람과 태양복사 영향으로 온도 측정값에 변화가 생긴다.
실제 측정값과 일치시키기 위해 온도센서를 교정해야 하는 건 이런 이유에서다.
관건은 일정한 바람을 만들 수 있느냐다.
고층 기상 특징인 저온·저압 조건에서는 단순히 송풍기만으로 원하는 풍속을 재현할 수 없다.


연구팀은 라디오존데를 다양한 기상 조건에서 정밀 보정할 수 있는 고층 기상 모사 시스템과 온도교정 기술을 개발했다.
바람을 만들기 위해선 특정 조건에서 일정한 속도로 공기를 흘려보내는 '소닉노즐'(sonic nozzle)을 최초로 도입했다.
공기가 흘러가는 관의 입구보다 출구 크기를 작게 만들면 특정 압력 조건을 설정할 수 있다.
여기에서 방출되는 공기량을 일정하게 만드는 제어용 장치가 소닉노즐이다.
KRISS 연구팀은 대형 실험실에 소닉노즐과 기압제어장치를 설치하고, 원하는 온도와 유속으로 제어된 공기가 흘러가도록 설계했다.
이를 통해 라디오존데를 최대 고도 35㎞, 최저 기온 영하 70도까지 0.1도 수준으로 정밀 교정할 수 있다.
이는 세계기상기구(WMO)를 포함한 전 세계 어디에서도 실현하지 못했던 최상위 수준이라고 RISS 측은 설명했다.


KRISS 열유체표준센터 김용규 책임연구원은 "기상청이나 공군 등에서 널리 사용하는 라디오존데를 이제는 국가표준에 맞춰 평가할 수 있게 됐다는 뜻"이라며 "국내 기상관측 신뢰도를 높일 뿐 아니라 라디오존데 국산화에도 이바지할 것으로 기대한다"고 말했다.
연구는 KRISS 주요 사업과 산업통상자원부 산업 핵심기술개발사업 지원을 받아 수행했다.
지난해 10월 네덜란드 암스테르담에서 열린 WMO 주최 학술회의(WMO CIMO-TECO)에서 성과가 발표됐다.
walden@yna.co.kr
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