해양관측장비 개발에 거는 기대
김종석 한국기상산업진흥원장
출처 전자신문
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우리나라는 삼면이 바다인 반도국가로 해양 분야의 발전이 곧 국가 발전과 직결된다. 이에 한국기상산업진흥원은 국민의 안전한 해양활동과 기상변화를 예측하기 위해 해양기상관측용 부이, 등표용 해양기상관측장비, 파고부이, 파랑계, 연안방재 등을 운영해 해양기상관측자료를 확보하고 있다. 관측된 부이 및 등표자료는 동해, 남해 및 서해에서 매 시간에 관측된 바람상태(풍향, 풍속, 돌풍), 기압, 습도, 기온, 수온, 해면상태(최대·유의 및 평균파고, 파 주기, 파향)의 집계표, 각 관측 요소에 대한 장소별 시계열자료로 기상청 홈페이지에서 확인할 수 있다.
특히 동해에 설치된 해양기상관측부이는 동해 먼 바다의 유일한 기상관측장비로서 강원도 동해시에서 동쪽으로 약 70km 해상, 수심 1518m 심해에 2001년 5월 최초 설치된 이래 지속적으로 관측하고 있다. 풍향, 풍속, 기온, 기압, 파고, 수온 등 11종의 해양기상요소를 관측하며, 위성통신망을 통해 매 시간 자동으로 관측 자료를 전송시키고 있다. 이 자료를 바탕으로 해양기상예보, 기상특보 발표, 해상기상연구 등에 폭 넓게 이용하고 있으며, 동해를 항해하는 선박, 여객선 등 해양 종사자들의 안전과 재산 보호에도 기여함으로써 기상재해 예방에 힘쓰고 있다.
그러나 조석, 해류, 파랑, 수온, 염분 등 시시각각 변화하는 해양환경 특성상 지상기상관측장비에 비해 고장·사고가 빈번히 발생하고 있는 실정이다. 해양기상부이와 파고부이의 경우 선박추돌, 위험기상, 해양환경(유속) 등에 의한 통신장애, 부이파손, 계류라인 절단, 부이유실 사고가 해양기상부이 21건, 파고부이 96건 발생해 관측중단에 따른 자료 결측과 보험·수리비로 한해 5억원의 복구비용이 소요됐다(2015년 기준).
특히 기존의 계류부이 방식은 부이의 하부에 구비된 연결 체인이 계류로프에 직접적으로 연결되는 구조이기 때문에 조류에 의한 계류로프의 유동이 연결체인에 직접 전달돼 정확한 관측이 불가능하며, 연결체인의 꼬임이 쉽게 발생하거나 연결체인의 파손이 발생하는 문제점이 있다. 이에 한국기상산업진흥원은 조류나 해류에 의한 충격이 부이에 가해지는 것을 방지할 수 있는 간접계류식 해양관측용 부이장치를 개발·적용해 전년 대비 13.5%(약 2억원) 보험료가 감소했다.
이때 설계된 간접계류식 시스템으로 설치한 부이가 바로 현재 운영 중인 맹골수도 파고부이다. 간접계류식의 해양관측용 부이장치는 인천아시안게임 대회 기간 중 조정경기장에 설치해 정확하고 안정된 파고 관측 자료를 지원했으며, 파고 부이의 잦은 사고 및 통신 문제 해결에도 기여하게 됐다. 간접계류식 해양관측용 부이장치는 완충커넥터를 구성하는 서브부이와 서브로프를 통해 밸러스트 체인과 계류로프를 간접적으로 연결함에 따라 계류로프의 유동이 메인부이에 직접적으로 전달되지 않고 서브부이에 의해 완충되므로 조류와 해류 방향으로 회전함에 따라 안정적으로 표류하면서 센서를 통한 관측을 수행하게 된다.
또한 완충커넥터를 구성하는 스위벨유닛에 의해 계류로프와 서브로프가 회전가능하게 연결됨에 따라 계류로프나 서브로프의 꼬임이 방지되므로 심한 조류나 파도에 의해서도 꼬임이 없이 견고함이 유지될 수 있다. 더욱이, 메인부이의 하부에 설치되는 방향타가 조류나 해류에 의해 회전하면서 메인부이에 가해지는 충격을 완충하므로 메인부이에 설치된 센서나 통신장비가 원활하게 제 기능을 수행할 수가 있다.
현재, 간접계류방식에서 발생할 수 있는 계류라인 뒤엉킴 문제를 해결하기 위한 꼬임방지 시스템 및 해양에서 난류, 와류 등에 의해 부이의 회전과 움직임을 최소화 하는 방향타 시스템을 추가로 고안-설계해 특허 등록하고, 기술을 관련 업체와 유관기관 등에 제공 및 기술공유를 추진하고 있다. 광범위한 해양현상을 정확히 이해하고 해양 기후변화에 효과적으로 대처하려면 과학적인 해양관측활동이 필수적이다. 그 중심에서 한국기상산업진흥원이 한몫을 거들고 있다. 해양이 국민에 미치는 영향을 고려할 때 한국기상산업진흥원이 역할을 다할 수 있도록 국가의 관심과 지원이 필요할 때다.
안희민 기자ahm@ekn.kr 에너지경제
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