기상연구소에서 대기중의 바람 구조를 연속적으로 관측하는 자동기상관측 장비인 윈드프로파일러를 2002년 국 내최초로 도입하여 해남에 설치 운영중에 있음. 윈드프로파일러는 지상부터 상층(9km)까지 바람장을 100m 간격으로 매 1분마다 관측이 가능하므로 실황예보 및 수치예보 모델의 초기자료로 활용되고 있음. 특히 시간 고분해능의 바람장으로부터 분석되는 연직바람시어(vertical wind shear)는 실황예보뿐만 아니라 악기상의 탐지 및 연구에 크게 활용됨으로써, 이를 실시간으로 분석하여 표출할 수 있는 시스템을 개발하여 사용하고 있음. 바람의 연직 프로파일을 이용하여 연직바람시어를 분석하여 실시간으로 표출함. 연직바람시어는 총연직바람시어(total vertical wind shear)와 방향성 연직바람시어(directional verical wind shear)로 구분되며, 이 분석장을 이용하여 전선의 탐지 및 온난/한랭 이류 등을 분석할 수 있음. 또한 윈드프로파일러의 관측자료를 이용하여 지상 강수의 유무 탐지, 연직 강수형태 구분, 그리고 경계층 구분을 할 수 있는 분석 기술 등을 개발하여 적용중에 있음.
금속 산화물을 베이스로 한 본 센서는 가연성 액체의 증기와 유독성, 폭발성 가스를 분석하고 표시하는 가스 분석기와 가스 표시기의 생산을 위해 널리 사용되고 있다. 작동 원리는 가열된 금속 산화물의 표면 위에 있는 공기 중 산소를 원자 형태로 변환하는 것과, 용적에서 추출된 전자의 흡착작용, 표면의 저항 증가로 작동되어진다. 혼합 가스의 감소는 흡착된 산소 이온의 표면 충전을 감소시키고, 추출 상태에서 그 전자에 상응하는 부분을 방출시킨다. 표면 저항은 감소되어진다. 화동 층은 산화 가스-오존의 기록을 위해 활용된다.반응 속도 센서는 소형의 용적을 가진다. 이것은 생산 시 매우 경제적이다. 공기 중 오존의 최대 허용 농축량을 조절하기 위한 반도체 센서와 센서 마이크로 시스템의 원리는 공기 중 오존 탐지를 위한 센서 개발에도 사용되어진다. 이와 같은 경우 혼합물 내 표면 저항의 감소는 표면 저항의 증가로 변화되어진다. 공기 중 오존 혼합물의 존재는 표면층 위의 산소 원자의 형태로 있게된다. 그러므로, 동일한 온도에서 산소 이온에 의해 보다 큰 충전이 이루어진다.
마이크로 시스템은 금속 산화물의 박막 필름과 제어 회로판을 베이스로 한 센서를 포함한다. 본 장치는 가스 혼합율의 감소에 의해 주위 공기의 오염 정도를 실시간으로 분석가능하며, 공기 혼합율 변화의 경우 제어 신호가 산출되어진다.(접촉 폐쇄/차단시에도 가능)센서의 개발과 소형 샘플의 제조(100pcs)는 완료되었다. 제어 회로판의 샘플은 이용 가능하다. 냄새 감지 시스템을 위한 다중 센서 변환기는 가열된 원소로 된 박막 필름과 온도 센서, 접촉 시스템, 가스에 민감한 반도체 층, 60 leads 이하를 갖는 표준 금속 세라믹 케이스에 설치된 크기 10×10 ㎟의 동일한 집적 회로 기판을 포함한다. 수학적 모델은 개발되었으며, 실험용으로는 사용되고 있고, 샘플은 제조되었다. 마이크로 시스템은 제어 유니트, 컴퓨터 장치에 정보 입력, KAMINA 패턴 감지 장치에 매치되도록 설계되었다.마이크로 시스템의 특징은 일반적인 주위 공기 혼합율에 부합되는 "표준" 레벨은 시스템에 의해 자동적으로 결정되어진다는 것이다. 다중 센서 변환기의 특징은 다음과 같다.시스템에 포함되어있는 약 20개의 센서는 하나의 기술적 프로세스로 형성되어있으며, 유사한 파라미터를 갖고 있다. 본 시스템은 다른 가스의 작용에 의해 센서가 반응하지 않는다. 이것은 복합 가스 혼합율의 감지에 대한 가능성을 제공하는 것이다.
기상청의 AWS(Automatic Weather System) 관측 및 활용시스템은 우리나라에 가장 많은 피해를 주는 집중호우, 태풍 등에 신속히 대응하기 위하여 구축되어 왔으며, 점점 그 활용도가 높아지고 있는 시스템이다. 이에 기상청 AWS 자료가 학계 등에서 널리 연구되고 활용되도록 보유하고 있는 AWS 관측 자료의 관측, 수집, 처리 과정에 관한 기술을 공유하고자 한다. 특히, 기상청에서 자체 개발한 (개발자:이정환) 실시간 웹 표출 프로그램 기술은 AWS 관측 자료를 활용하는 이에게 많은 도움이 될것이다. 이러한 AWS 자료처리 및 웹 조회 기능은 국지기상 연속 감시 시스템에서 운영되기 시작하여 계속적으로 수정, 보완되면서 발전하여 왔으며, 2001년부터는 기상정보시스템에 통합되어 운영중에 있다. 집중호우, 태풍 등의 악기상시에 유용한 감시도구로서 활용되고 있다.기상청에서는 기상정보시스템을 통해 매분마다 전국 72개 국지수집장치에서 전송한 매분자료 파일을 해독하여 Direct Access 방식의 이진 파일 DB에 저장하는 기술을 보유하고 있다. 또한, 이러한 AWS 관측자료를 웹 조회 프로그램을 통해서 표출하는 프로그램을 개발하였다. 이 시스템은 복잡한 상용도구나 개발도구를 사용하지 않고 가장 쉬운 개발도구 (C 언어 등)에 기상학적인 지식을 접목하여 개발한 것이다. 과거의 자료 DB와 표출서버 및 프로그램이 분리되어 관리 및 운영되던 것에서 웹이라는 패러다임의 변화로 이 두가지 기능, 즉 전체 자료 DB와 표출기능이 하나이며 실시간으로 연결될 수 있게 하는 기술인것이다.
○ 재해성 기상현상의 집중관측 집중관측을 통한 남서지방 시․공간 고분해능 집중관측자료 생산 해남 집중 관측소의 상시 운영○ 예측 가능성과 집중관측 자료의 민감도 분석 강수의 예측가능성 연구 ◦ 정지기상위성(GOES) 자료를 이용한 cloud streak의 Hovmöller diagram 분석: 우리나라에 영향을 미치는 cloud streak의 시간과 공간규모는 약 6시간과 350km임. 이것이 강수계에 대한 예측가능성의 규모가 됨. 집중관측 자료에 대한 분석 ◦ 예측의 민감도 분석 ◦ 국지분석시스템(KLAPS)과 중규모 모델(WRF)을 이용하여 집중관측 자료에 대한 분석 ․ 예측의 민감도 실험 수행: 집중관측자료의 민감도는 대기의 안정도에 따라 다르게 반응하며 안정할수록 그 민감도가 예측에서 감소되는 경향을 보임. 풍상측을 포함한 장마 전선을 따라 민감도가 크게 나타났으며 검증 결과 집중관측이 포함된 경우 오차가 감소하였음.○ 재해성 기상현상의 메커니즘 규명 강수형태의 특성 분석 ◦ 재분석장을 이용한 장마 기간의 특성 분석: 3년 (2003-2005)간의 장마 분석에서 해마다 우리나라 부근의 대기 안정도는 변화가 있으나 대체로 습윤 중립 상태를 보임. 즉 장마기에는 불안정보다 수렴성에 의한 강수가 지배적임. ◦ 윈드프로파일러자료를 이용한 강수형태 분류 및 분석: 2005년 장마기간에는 층운형에 의한 강수가 대류형의 강수 비율과 비슷하게 발생. 그리고 습윤 중립이었던 2003년에는 층운형 강수형태가 많았고 약한 불안정이었던 2004년에는 대류형 강수형태가 많았음. 장수 악기상 사례에 대한 분석 ◦ 국지분석시스템을 이용하여 집중관측과 군산 미공군 레이더 자료의 민감도 분석 ◦ 장수 악기상 사례의 특성 분석 해남 상시 관측자료의 분석 ◦ 장마기간의 기상 특성 분석: 하층 제트의 발생과 남풍계의 바람이 있는 경우 강수발생. 강수시 대기 안정도는 대체로 습윤 중립이며 대류권 전층에서 습윤하고 따뜻한 공기의 이류가 있음.○ 집중관측 DB의 개선 인터넷 기반의 DB 체계 개선○ 최첨단 관측장비의 도입을 통한 정밀한 관측 수행 ○ 최첨단 기상관측 장비의 운영에 따른 선행 기술 확보○ 한반도에서 발생하는 재해성 기상현상에 대한 이해의 증진 및 및 예측능력 향상 도모. ○ 한반도에서 발생하는 집중관측 자료를 활용한 수치모델 초기값의 개선○ 국제 집중관측프로그램의 참여 및 주도적 역할 수행을 통한 국가위상의 제고○ 국내 집중관측 연구 기반 조성 및 활성화에 기여○ 관측자료의 인터넷 기반 DB 체계를 구축에 따른 공동연구 증진