기상관측은 어떠한 방법으로 이루어지는가?

전 세계에 걸쳐 퍼져 있는 기상 관측망에서는 각종 측기를 이용해 일기현상이 관측되고, 수집된 후 하루 여섯 시간 단위로 총 네 번에 걸쳐 집약된다.  우리나라와 중국, 일본등 극동 아시아에서는 지상과 해양에 10,000 곳 이상의 관측지점과 레이더, 라디오 전데, 인공위성 등을 이용하여 기상 상태를 관측한다.  우리나라는 기상청에서 기상 관측과 일기예보를 한다.  기상청은 서울에 본청을 두고 4개의 지방기성청(대전, 광주, 부산, 강릉)이 있으며 그 산하에 28개소의 기상대와 39개소의 기상관측소로 구성되어 있다.  또한 고층기상관측을 위하여 포항과 고산 2개소의 고층기상대와 서울, 군산, 제주, 부산, 동해 5개소의 기상레이더관측소에서 기상레이더 관측을 행하고 있다.  그리고 해상기상관측을 위하여 1개소의 해상기상 관측용 부이와 11개소의 기상위성 수신소를 두고 있다.  또한 항공 기상 관측을 위하여 김포의 1개소 기상대, 제주, 여수, 목포, 김해, 울산, 속초의 6개소의 공항기상관측소-항공교통관제기상대 등 전국에 총 87개소의 기상관서가 있으며, 354개소의 무인 자동 기상 관측망이 구성되어 있다.  기상관서에서는 지상기상 관측, 자동기상 관측, 해상기상 관측, 고층기상 관측, 기상위성 관측, 레이더 기상관측, 낙뢰관측, 지진 관측 등 크게 나눠 총 8가지의 관측을 한다. 그렇다면 이제 이러한 각종 관측에 대해 알아보기로 하자.  첫째, 지상 기상 관측에 대해 알아보자.  "내일은 비가 내리겠습니다.", "오늘은 춥겠습니다." 등은 뉴스의 일기예보에서 쉽게 접할 수 있는 말이다.  일상생활에서 일반인들이 쉽게 접하고 생활에 직접적으로 영향을 끼치는 기상현상을 관측하는 것이 지상기상 관측이다.  즉, 지상 기상 관측이란 지상에서 기온, 습도, 기압, 구름, 바람, 일사, 일조, 증발량, 강수량, 적설, 지면 및 지중온도, 지면 상태 등을 관측하는 것이다.  이 중에서 기온과 습도는 관측 노장에 백엽상을 설치해 놓고 측정하는 데 이 안에 기온관측을 위해 건구온도계, 최고온도계, 최저온도계를 설치하고, 습도관측을 위해 통풍건습계, 자기 습도계 등을 설치한다.  기압은 수은기압계를 설치해서 측정하고, 만약 기압의 변화 상태를 기록해야 한다면 자기 기압계를 사용한다.  우리가 흔히 느낄 수 있는 풍향과 풍속은 3배 풍속계, 프로펠러식 풍향풍속계, 자기 전접계수기 등을 지상 10m 높이에 설치하여 측정하는데 풍향은 보통 8방위나 16방위로 관측한다.  그리고, 지표에 낙하되는 비, 이슬비, 싸락눈, 우박 등의 양을 측정하는 데는 가장 간단하고도 널리 사용되는 원통형 우량계와 전기선을 이용하여 먼 곳에서도 그 우량을 측정할 수 있는 전도형 자기 우량계를 사용한다.  둘째, 자동 기상 관측에 대해 알아보자.  기상 현상엔 수많은 변수가 있다.  특정 지역에 돌풍이 생길 수도 있고, 집중호우가 내릴 수도 있다.  그렇기 때문에 모든 지역마다 기상대를 설치하면 좋겠지만, 현실적으로 불가능하다.  그리고 만약 기상대를 설치했다고 해도 사람이 계속 지키고 있기란 불가능하다.  그래서 기온, 습도, 풍향, 풍속, 강수유무, 강수량 등을 컴퓨터를 이용해 무인으로 관측하여 중앙 컴퓨터로 송신해 주는 장비를 사용하게 되는데, 이럴 때 쓰이는 장비를 AWS라 한다.  이 장비는 쉽게 기상대를 세울 수 없는 산간벽지나 도서 지방에 설치하여 사용하고 있다.  셋째, 해상 기상 관측에 대해 알아보자.  우리나라 뉴스의 일기예보에서 빠뜨릴 수 없는 것이 해양 기상이다.  왜냐하면 우리나라는 삼면이 바다로 이루어져 있어서 각종 수산업과 수송업이 활발히 이루어지고 있기 때문이다.  그래서 기상청에서는 해상기상을 관측하기 위하여 해안 관측소와 해상 기상 자동 관측용 부이를 설치하여 운용하고 있다.  또한, 기상 관측 선박을 띄워 기상을 관측하고 있다.  이러한 곳에서는 물결의 높이(파고), 물결의 길이(파장), 물결의 주기, 해수 온도 등을 수시로 관측하고 있다.  넷째, 고층 기상관측에 대해 알아보자.  우리는 앞에서 대류층이 지상으로부터 8~12km 고도에 분포해 있다는 것을 배웠다. 지표상의 대기 흐름도 기상현상에 큰 영향을 끼치지만 상응의 대기 흐름 역시 큰 영향을 끼친다.  그래서 일기 예보에 꼭 필요한 고층 기상관측을 하고 있다.  고층 기상 관측은 기상 상태를 알기 위하여 라디오존데란 전자 장비를 사용하게 되는데, 이것을 대형 풍선에 매단 후 하늘에 띄어 특정 고도의 기상현상을 관측-송신하게 된다.  우리나라에서는 이러한 고층 기상 관측을 오산, 광주, 포항, 제주 등 4개 지점에서 하고 있다.  각 고도마다 세밀하게 나눠 측정한 후 세계 각각의 기상 관서와 교류하며 상층의 일기도를 작성하게 된다.  다섯 째, 기상위성 관측에 대해 알아보자.  먹구름의 이동방향과 태풍의 진로 등 대규모의 기상현상을 거시적으로 관측할 수 있는 방법은 없을까? 이러한 인류의 고민에 의해 탄생된 관측방법이 바로 기상 위성 관측이다.  우주공간에서 지구 주변을 돌며 전지구적인 대기의 흐름을 관측한다.  이렇게 관측된 자료는 여름철에 집중호우 예상지역이나 주의보, 경보등을 발효하는 데 매우 큰 도움이 된다.  여섯째, 레이더 기상 관측에 대해 알아보자.  레이더가 박쥐의 초음파에 착안하여 만들어졌다는 것은 한 번쯤 알고 있을 것이다.  세계 제2차 대전에서 군함이나 전투기의 움직임을 추척하는 데 쓰였던 레이더가 기상예보를 할 때도 쓰인다는 것이 놀랍지 않은가.  기상레이더는 빗방울, 눈입자, 우박 등 강수현상을 일으키는 강수입자들에 대해 전파를 보내고, 반사되어 되돌아온 전파를 분석하여 예보에 이용한다.  전파가 수증기 입자에 부딪쳐 돌아오는 파장을 분석하는 게 기상레이더의 원리라고 할 수 있겠다.  기상레이더로 관측할 수 있는 대상은 저기압, 태풍, 장마 등에 동반된 비, 눈, 우박 등의 기상현상이다.  현재 기상레이더는 서울 근교의 관악산, 부산의 구덕산, 군산의 오성산, 동해의 당말재, 제주의 수월봉 등에 설치되어 있다.  현재의 예보에 있어서 이 기상레이더는 기상위성과 더불어 없어서는 안 될 주요 장비이다.  일곱째, 낙뢰 관측에 대해 알아보자.  한여름 밤 '우르르 쾅' 하며 천둥과 함께 찾아오는 낙뢰, 번개에 맞아 변압기가 터지고 인명사고가 발생하며, 전자장비에 치명적인 낙뢰사고를 뉴스를 통해 심심치 않게 접할 수 있다.  기상청에서는 낙뢰 자동관측 시스템을 도입하여 이러한 낙뢰 관측을 하고 있다.  이 시스템은 강화, 보령, 광주, 제주, 산청, 울산, 추풍령 등 전국에 설치되어 내륙 및 해안에서 발생하는 모든 낙뢰를 관측하고 있다.  이 낙뢰 관측은 기상이 나쁠 때 그 진가를 발휘한다.  여덟째, 지진 관측에 대해 알아보자.  기상과는 다소 멀어 보이지만 현 생활에서 중요한 위치에 있는 지진 관측을 기상청에서 하고 있다.  동남아에서 쓰나미에 의해, 그 인근이 참혹한 변을 당한 것을 참고한다면, 이러한 피해를 사전에 막기 위한 지진 관측을 필수라 하겠다.  지진 발생 즉시 자료수집 및 분석기능을 갖도록, 전산처리 시스템과 지진계가 결합 구성되어 있어 효율적으로 관측을 하고 있다.  여기에서는 지진파의 최대 진폭, 진동주기 및 발생지점까지의 거리를 구하고 있다. 자료출처:쉽게 배우는 기상학[교육과학사]