기후 모니터링 프로젝트 ‘JPSS’… 5개 위성이 지구 돌며 데이터 확보 극지방 오갈 세 번째 위성 내일 발사… 수분-온도 측정하는 첨단 장비 탑재 전 지구적 관측자료 확보하면 예보 정확도 높이는 데 도움
JPSS-2의 모식도. 미국항공우주국(NASA)은 11월 1일(현지 시간) 이상기후를 관측하기 위한 국제 우주 위성 프로젝트 ‘합동극지위성시스템(JPSS)’의 세 번째 위성 ‘JPSS-2’를 띄운다. 미국항공우주국(NASA) 제공
폭우와 폭염, 한파 등 이상기후를 미리 예측하기 위한 국제 우주 위성 프로젝트 ‘합동극지위성시스템(JPSS)’이 본격 가동에 들어간다. 위성이 촬영한 지구 관측 영상을 통해 이상기후가 발생하기 최소 3일 전, 최대 7일 전 징후를 파악하는 것이 목표다.
2011년부터 시작된 JPSS 프로젝트는 미국 항공우주국(NASA)과 미국 해양대기청(NOAA), 유럽기상위성기구(EUMETSAT), 일본 우주항공연구개발기구(JAXA) 등이 참여하는 글로벌 프로젝트다. 총 5개 위성 관측 영상으로 운영되는데 2011년과 2017년 2기의 위성이 이미 각각 발사됐고, 세 번째 위성인 JPSS-2 위성이 곧 발사될 예정이다. NASA는 “북극에서 남극까지 궤도를 돌며 지구를 관측해 이상기후 예측의 적시성과 정확성을 크게 높여줄 것”이라고 밝혔다.
○ 최첨단 관측 장비 탑재, 촘촘하게 모니터링
28일 NASA에 따르면 JPSS-2 위성은 11월 1일 오후 6시 25분(현지 시간) 미국 캘리포니아 반덴버그 우주군 기지에서 미국 유나이티드 론치 얼라이언스(ULA)의 로켓 아틀라스V 401에 실려 발사된다. 발사 후 목표 궤도인 고도 약 833km에 안착하면 기존 위성들과 함께 하루에 14번 북극과 남극을 오가며 적도를 지나쳐 지구를 관찰한다. 하루 두 번 지구 전체를 촬영하도록 설계됐다.JPSS는 위성을 쏘아 우주에서 지구 환경 데이터를 수집하고 기후 모니터링을 실시하는 프로젝트다. 온도와 습기, 구름, 강우량, 화산재, 초목, 해양 등 지구 전역에서 관측 데이터를 수집한다. 수집한 데이터로 기상 예보 정확도를 높이고 이상 기후와 기후변화에 대비하는 게 목적이다.
위성에는 최첨단 관측 장비 4개가 탑재돼 있다. ‘첨단 기술 극초단파 측심기(ATMS)’는 대기 수분과 온도를 측정해 기후 모니터링의 정확도를 높인다. ‘크로스트랙 적외선 측심기(CrIS)’로는 고해상도 3차원(3D) 수분·압력 및 온도 정보를 얻을 수 있다. 엘니뇨·라니냐 등 규칙적으로 나타나는 기후 현상에 대한 연구에 도움이 될 것으로 전망된다. 오존층의 상태를 추적하는 장비(OMPS)와 가시광선·적외선 관측기(VIIRS)도 실려 있다.
○ 이상기후 예측하려면 전 지구 관측 자료 필요
기후변화 등으로 최근 들어 전 지구적으로 한파, 폭염, 가뭄 등 이상기후가 자주 발생하고 있다. 과학자들은 위성을 활용해 이런 이상기후가 발생하기 전에 예측하기 위해 노력하고 있다. 우주 공간의 위성은 시시각각 변화하는 구름의 이동이나 기상 상태 등을 연속적으로 촬영할 수 있다. 이를 토대로 풍속과 방향을 계산한 실측 데이터를 이상기후 예측 모델에 학습시키면 정확도는 더욱 높아진다.손은하 기상청 국가기상위성센터 위성기획과 기상연구관은 “일례로 올해 8월 발생한 집중호우는 지구온난화로 한반도의 대기 중 수증기량 증가가 원인으로 꼽혔는데, 지난 3년간 위성자료를 분석한 결과 수증기가 지속적으로 남쪽에서 서해안 쪽으로 올라왔다는 것을 확인할 수 있었다”고 했다.
기후를 예측할 때 위성을 이용한 연구가 필요한 이유는 한 지역의 기후가 다른 곳에도 영향을 미칠 수 있기 때문이다. 손 기상연구관은 “엘니뇨, 라니냐 등 적도에서 발생하는 현상이 국내 기후에 영향을 주기도 한다”며 “전 지구를 관측한 자료를 확보하면 예보의 정확도를 높일 수 있다”고 했다.
한국은 지구 자전 속도와 같은 속도로 지구 주위를 도는 정지궤도 위성인 ‘천리안2B호’를 운영 중이다. 천리안2B호 역시 이상기후 예측에 활용될 것으로 기대된다. 손 기상연구관은 “천리안 2A 같은 정지궤도 위성은 우리나라를 포함한 동아시아 지역을 관측하는 데 특화돼 있는 반면 JPSS-2 같은 저궤도 위성은 전 지구적인 관측이 가능하다는 장점이 있다”고 밝혔다.
고재원 동아사이언스 기자 jawon1212@donga.com
이영애 동아사이언스 기자 yalee@donga.com