기상위성의 비약적 기술이 만드는 세상

박광석

기상청장

올해는 컬러TV 방송이 시작된 지 40년이 되는 해이다. 1980년 12월 1일, 우리나라는 세계에서 81번째로 컬러TV 방송이 시작됐다. 그 당시 흑백화면이 익숙하던 국민에게 총천연색 컬러TV는 충격에 가까웠다.

이제는 컬러TV보다 수백만 크기의 영역에, 컬러TV와 비교할 수 없는 정도의 고화질의 컬러 구름영상의 기상위성 시대가 열렸다. 바로 천리안위성 2A호를 통한 위성영상을 통해서다. 천리안위성 2A호는 16개의 가시광선과 적외선 채널로 구름을 찍는 2세대 기상위성이다.

적은 수의 채널 영상에서 명암에 의해서만 비구름을 구분하였던 천리안위성 1호가 흑백텔레비전이었다면, 천리안위성 2A호는 다양한 채널을 활용한 고화질의 LED 컬러텔레비전일 것이다. 1980년대 막이 열린 컬러 방송시대가 주는 사회적 의미처럼, 예보 측면에서 컬러 위성시대를 열어준 매우 중요한 의미를 가진다.

1세대 위성인 천리안위성 1호는 가시채널 1개, 적외채널 4개로 총 5채널만을 갖고 있어 천연색 및 자연색 등의 다양한 컬러영상을 생산하는 데 한계가 있었다. 또한, 시간 및 공간 해상도가 낮아 실시간 비구름을 감시하는 데 어려움이 있었다.

천리안위성 2A호에서는 보다 더 촘촘하고, 더 자주 관측(최고 500m 해상도와 2분 간격 관측)함으로써 구름의 발달상황을 더 생생하게 볼 수 있게 되었다. 16개 채널에서 관측된 영상에 빨간색, 녹색, 파란색을 입힘으로써 고화질의 컬러영상을 생산하고 다양한 방식으로 채널들을 조합해 생산된 RGB 합성영상을 활용해 구름을 컬러로 보게 되는 것이다.

천리안위성 2A호는 약 3만6천km 고도의 적도 상공에서 우리나라를 24시간 밀착 감시한 다양한 컬러영상을 예보에 활용하게 된다. 이 영상들을 통해 발달한 비구름, 황사, 안개, 산불 등에 대한 감시를 더 철저히 할 수 있게 된 것이다. RGB 주야간 합성영상을 이용해 낮은 구름, 높은 구름, 뭉게구름, 비구름 등을 구분할 수 있을 뿐만 아니라 RGB 천연색 영상에서는 구름과 안개, 미세먼지, 황사, 산불, 화산재 등을 구분할 수 있게 됐다. RGB 기단 및 수증기 영상을 이용하면 북쪽의 찬 기류와 남쪽의 따뜻한 기류의 움직임을 명확히 볼 수 있어 성질이 다른 두 공기가 부딪치면서 구름이 만들어져 비가 내리는 지역을 쉽게 파악할 수 있다.

천리안위성 2A호가 예보에 본격적으로 활용되면서 이를 활용한 초단기예보는 10분 간격으로 더 촘촘해졌고, 수평으로 1km 간격으로 더 상세해졌다. 올해 장기간에 걸친 장마와 강한 태풍들의 영향에서도 인명과 재산 피해를 줄이는데 천리안위성 2A호는 제 역할을 톡톡히 해냈다.

1세대 위성은 구름 영상을 흑백으로 보았고, 2세대 위성은 컬러 시대를 열었다. 그렇다면 3세대 위성은 어떨까. 2022년 유럽에서 발사예정인 3세대 위성은 구름을 컬러로 볼뿐만 아니라 3차원적으로 구름의 내부를 들여다보게 된다. 30분마다 대기를 연직으로도 촘촘하게 나눠 관측해 기온과 습도 등의 분포를 알려주고, 구름 속에서 발생하는 번개도 볼 수 있게 된다. 3세대 위성은 대기의 움직임을 3D 입체영화를 보듯 감시할 수 있게 해주어 날씨예보에 있어 또 다른 도약의 계기를 제공할 것이다.

기상청은 컬러 위성시대를 넘어 3차원 영상 위성시대를 여는 차기 위성 사업을 추진하고 있다. 10년후 활용하게 될 3세대 위성도 철저히 준비해 안전하고 편안한 국민 생활을 위해 더 정확한 기상서비스를 할 수 있도록 최선을 다할 것이다.