1970년대 이후, 지구 평균 온도는 전례 없던 속도로 빠르게 증가하며 급격한 기후 변화를 맞이하고 있다. 우리나라도 이상기후 현상과 이에 따른 재난 및 재해로 골머리를 앓는다. 또한 우리나라는 도시의 인구밀집도가 높다. 이에 기상 관련 재난 피해를 최소화하기 위해 도시기상환경에 대한 관측과 분석이 필히 요구된다. 더 나은 환경에 일조하는 도시기상 전문가, 지준범 우리학교 대기환경연구센터장을 만나보자.


Q1. 우리학교 대기환경연구센터가 생소한 분들도 있을 것 같습니다. 대기환경연구센터에선 어떤 일을 하나요?

도시기상 및 환경과 대기질에 대한 연구를 진행합니다. 센터의 목표는 극한기상 관련 재난피해를 최소화하고 쾌적한 대기환경을 달성하는 것이에요. 도시지역 기상·환경에 관련된 국가행정기관의 연구 개발 사업을 수주하고 있죠. 더불어 맞춤형 기상·환경정보 및 응용서비스에 대한 연구·개발을 수행합니다. 현재 △박사 8명△석사 3명△환경학과 학생연구원 2명이 근무하고 있어요. 주요 연구 분야에 따라 △기상융합서비스팀△도시기상모델팀△대기환경팀△스마트기상관측팀으로 구성됩니다. 수요자의 필요에 따라 맞춤 융합기상정보를 산출하고 응용정보 서비스를 개발해요.


Q2. 여러 학문 중 기상학(Meteorology)과 태양 복사(Solar Radiation)를 전공하게 된 계기가 무엇인가요?

태양으로부터 방출돼 지구에 도달하는 에너지를 관측하고 계산하는 분야에 관심 있었어요. 이에 복사모델을 기상수치모델에 적용한 연구로 박사학위를 취득했습니다. 기상수치모델을 활용하는 건 미래의 날씨를 컴퓨터로 계산할 수 있는 도전적인 일이에요. 최근엔 도시 규모의 상세한 기상수치모델을 개발·운영하고 있습니다. 응용기상정보 서비스 개발 분야와 협업하며 맞춤형 기상정보 생산의 중요성과 지속적인 연구 필요성도 느끼고 있어요.


Q3. 우리학교 대기환경연구센터의 주요 연구 분야는 도시기상기후응용입니다. 도시기상과 그 기반이 되는 ‘미기후’는 다소 생소하게 다가오는데요, 간략히 설명 부탁드립니다.

미기후는 아주 작은 공간에서 나타나는 평균 기상 상태입니다. 현재 센터에선 미기후 특성을 분석하고 있습니다. 우리나라 전체 기상 특성에선 큰 규모의 기상·기후 분석이 필요해요. 하지만 도시 규모 또는 건물 단위의 작은 영역에선 미기상·미기후적으로 분석해야 합니다. 특히 미기후적인 상세 분석을 할 땐 △건물배치 및 재질△도시구조△주변 식생까지 고려해야 하죠.


Q4. 현재 센터에선 스마트기상관측 연구를 수행해 기후를 관측하고 데이터베이스를 구축합니다. 주요 관측 연구내용엔 무엇이 있는지 궁금합니다.

현재 수행 중인 연구과제는 △도시 규모 미기상·미기후와 대기질 관측 및 모델 운영△도시환경 재해 및 재난 대응△에너지 관리 등입니다. 수도권 지역의 기상·기후 자료를 생산하고 관측합니다. 또한 폭염과 한파 등 특정 기간엔 집중관측을 수행하며, 연구·개발을 통해 △도로모델△도시모델△미기후모델 등의 검증 및 개선을 추진하고 있습니다.


Q5. 지난해에 이어 이번 해 여름, 국립기상과학원과 공동으로 도심지역에서 ‘3차원입체기상관측*(이하 BBMEX)’을 진행했습니다. BBMEX의 수행목적은 무엇이며 자료는 어디에 활용되나요?

센터에선 도시 건물 밀집 구역 내외의 정확한 온도 분포를 규명하고자 관측을 진행했습니다. 광화문 관측소 부근에서 도심 내 고해상도 기상관측자료를 확보했죠. 수집된 자료는 기존 기상관측소 자료와 비교·분석해 도시 내의 기상 특성을 규명합니다. 지난해 관측자료 분석 결과에 따르면, 광화문 도로변의 기온은 종로구 송월동에 위치한 서울 기상관측소 기온보다 주간에 2.2℃ 정도 높았고 야간엔 1.5~1.7℃ 더 높았습니다. 폭염이 심할 때 가로수는 기온을 0.8℃가량 낮췄고 잔디밭은 인도보다 0.7℃가량 더 낮추는 효과가 있었죠. 아직 분석 중인 부분도 있지만 폭염 대비에 필요한 △그늘막△인공안개△살수차 등의 운영 기초자료로 사용할 수 있습니다. 추가로 △도시 계획△도시빌딩숲 내의 상세 기상장 산출△폭염 저감 대책의 효과 분석에 활용할 수 있어요.


Q5-1. BBMEX 관측에서 우리학교 대기환경연구센터는 직접 개발한 ‘모바일기상관측카트(MOCA)’를 활용했습니다. 이에 관해 설명 부탁드립니다.

모바일기상관측카트는 보행자 맞춤형 기상정보를 수집하도록 개발됐어요. 보행자의 입장을 고려해 이동형 카트 위에 △노면 온도△습도△온도△풍향·풍속 감지 기상 센서를 설치했습니다. 이 장치는 광화문 광장을 중심으로 주변 인도를 30분마다 순환하며 초 단위로 자료를 저장하죠. △시간에 따른 건물에 의한 태양 차단△지표면에서 보행자 얼굴 높이까지의 수직 온도구조△직접적인 일사량에 따른 온도변화 등을 확인할 수 있습니다.


Q6. 현재 센터에선 연구 활동을 통해 얻은 정보를 기반으로 어떤 기상정보응용 서비스 산업을 진행 중인가요?

센터에서 직접 서비스를 제공하는 비율은 아주 낮아요. 대부분 과제를 발주하는 △기상청△국립기상과학원△국립환경과학원이 서비스를 제공할 수 있도록 기술을 지원합니다. 연구개발 결과는 현재까지 △기상청 영향예보 시스템△국립기상과학원 미기후 분석시스템△국립환경과학원 미세먼지 예보시스템△국토교통부 도로 침수 및 결빙 예측 시스템△충북연구원 미기후 분석시스템 및 미세먼지 분석시스템 등에 활용되고 있습니다.


Q7. 우리학교 대기환경연구센터는 한국기상학회에서 도시기상 연구로 3년 연속 수상하는 쾌거를 이뤘습니다. 센터에서 진행한 연구 중 가장 기억에 남는 활동은 무엇인가요?

차세대 도시기상서비스 개발 사업단에서의 ‘도시 규모 기상 예측 시스템 개발’이 가장 기억에 남아요. 수도권을 대상으로 서해의 △구름 모수화**△간석지 효과△복사과정에서 지형효과△상세 지형 특성 정보를 적용해 500m 해상도의 기상 수치모델을 구축·운영했습니다. 더불어 도로기상 및 도시침수 등과 연계해 응용서비스와 포괄적으로 융합했어요. 센터에선 BBMEX 관측영역에서 3D카메라 촬영자료를 이용해 도시 건물구조 및 건물 차단율을 계산해 복사 특성을 파악합니다. 이를 모바일관측 및 지상관측과 연계하고 협업해 분석했습니다.


Q8. 이상기후로 도시 위험 기상이 심화되고 있는 상황에서 도시기상기후응용연구 필요성이 대두되고 있습니다. 앞으로 연구 계획은 어떻게 되나요?

우리나라에서 발생하는 재해를 분석하고 도시지역 피해 저감 연구를 계획하고 있습니다. 실시간 모니터링이 가능한 위성 자료와 다양한 관측 및 모델 예측자료를 융합해 진행할 예정이에요. 인공위성은 관측 공백 영역에 대해 많은 자료를 확보할 수 있단 장점이 있습니다. 이 계획을 한국과학재단의 ‘중점 연구소 지원 사업’에 지원할 예정입니다. 연구 과제를 수행하게 되면 센터 규모를 확장해 연구자 연구지원과 대학원 교육지원 등 다양한 기회를 얻을 수 있습니다.
Q9. 끝으로 도시기상 분야의 전문가를 꿈꾸는 학생들에게 조언 부탁드립니다.

도시기상은 기상뿐만 아니라 △기후환경△컴퓨터공학△도시공학△통계 등 이공계와 △경제△사회△정치 등 인문 사회계의 학문이 융합된 분야입니다. 도시기상 분야의 전문가가 되기 위해선 이에 대한 포괄적인 이해와 연구 동향 및 국가정책에 대한 파악이 선행돼야 해요. 또한 본인의 전문분야를 깊게 공부한다면 협업을 통해 충분히 연구에 참여할 수 있습니다. 공부하고 있는 자신의 분야에서 전문가적인 능력을 갖추고, 도시기상과의 관련성을 찾아 부족한 부분을 채운다면 도시기상 전문가로 성장할 수 있을 것입니다.

*3차원입체기상관측: 빌딩숲 집중 기상관측실험
**구름 모수화: 구름 입자의 성장 및 강수 발생을 다루는 방법


김미정 기자 100kimmijung@hufs.ac.kr