[논문]이안류 발생 경보결정 과정체계의 개발

이정렬

문제 정의

본 고에서는 이안류 예보 가이던스와 이안류 발생 예측시스템을 활용한 이안류 발생 경보결정 과정 체계를 소개하며, 이안류 발생 경보결정 과정체계를 이용하여 해당 지자체 실무자가 쉽게 활용 할 수 있도록 사용자 편의와 신속한 예보의 기능을 수행한 이안류 예경보시스템에 대해서 소개하고자한다.
국내에서는 1990년대초 이안류에 대한 중요성을 인식하고 이안류의 발생원인 메커니즘을 규명하는 연구가 수행되어왔다. 성균관대학교 해안환경연구실에서는 이안류가 빈번하게 발생 지역에 대한 인명보호 예방대책을 제시하고자 다년간 하계집중관측을 통한 계측자료들을 수집하여 더욱 효율적이며 높은 정확도를 동반한 이안류 발생 예측시스템의을 위한 연구를 수행해왔다. 특히, 해운대 해수욕장에선 여름철 해수욕객을 위협하는 이안류 및 이상파랑에 의한 연안 재해가 상습적으로 발생하여 인명피해가 빈번하게 발생하고 있다.

제안 방법

본 고에서 소개한 이안류 발생 경보결정 과정체계를 활용하여 2014년 하계 해수욕장 개장기간인 7~8월에 걸쳐 기상청에서 제공하는 파랑 예보자료를 활용하여 매일 4회 3일간의(9시, 12시, 15시, 18시 시점) 이안류 위험도를 구분하여 기상청에 시험적으로 제공하였다.
해운대 해수욕장 현지에 적용 가능하도록 수립한 이안류 예보 가이던스 시스템을 기반으로 예보 가이던스 결과를 4단계로 나누어 이안류 발생 위험 정도를 제시하였다. 예보 단계는 이안류 발생 위험 정도에 따른 안전:concern=0.1 이하, 주의:cautious=0.1~0.4, 위험:dangerous=0.4~1.0, 경계, fatal=1.0 이상 4단계로 나누었다. 아래 그림 3은 기상청 홈페이지에 개시된 2014년 이안류 경보결정의 과정의 결과 예시로 위험도 단계에 따른 예보를 나타낸 것이다.
이안류 발생 경보결정 과정체계 시스템은 해운대 해수욕장에 최적화된 시스템이지만 2014년 하계 해운대 해수욕장 이외에도 최근 이안류 사고가 빈번하게 발생하고 보도되는 제주도 중문해수욕장 및 동해 낙산해수욕장에도 이안류 발생 예측시스템을 추가적으로 확대 적용하여 예보 결과를 기상청 및 유관기관에 제공하였다.
이안류 발생 예보 가이던스에서 산출된 이안류 예보지수 값이 위험 또는 경계인 경우 이안류 발생 예측시스템(HAEundae CUrrent Model; HAECUM)을 사용함으로써 기존의 HAECUM보다 현저하게 예보 시간을 단축하여 더욱 효율적으로 예보시스템의 기능을 수행할 수 있도록 하였다. 이안류 예보지수 값이 0.
이안류 발생 예측시스템은 크게 시뮬레이션창과 수면 및 바람 정보 제공창, 파랑정보 입력창, 가이던스 창, 시뮬레이션 시점 및 바람정보 입력창, 수위정보 표시창 및 기타 각종운영을 통해 그림 4에서와 같이 시스템에서 산출된 예보자료를 기상청 FTP에 전송하여 이안류 예측 자동화 시스템 시범 운영을 수행하였다.
이안류의 예보 모형은 잉여응력을 반영하는 수심평균 천수방정식모형 및 3차원모형, 비선형파랑의 잔차류 모형, 와류(vorticity) 모형으로 나눌 수 있는데 HAECUM은 광역은 물론 스펙트럼 파랑 조건에서도 신속한 예보가 가능한 잉여응력을 반영하는 천수방정식모형을 예보의 기본 모형으로 운영하며 차후 비선형파랑에너지 모형, 준3차원모형, 와류모형 모듈도 결합되도록 시스템을 수립하였다. HAECUM의 흐름도는 아래의 그림에 제시되었다.
해운대 해수욕장 현지에 적용 가능하도록 수립한 이안류 예보 가이던스 시스템을 기반으로 예보 가이던스 결과를 4단계로 나누어 이안류 발생 위험 정도를 제시하였다. 예보 단계는 이안류 발생 위험 정도에 따른 안전:concern=0.

성능/효과

2012년 하계의 각종 자료를 활용하여 이안류 발생조건을 비교분석한 결과 이안류 발생 예측시스템 결과와 이안류 예보 가이던스 결과 및 실제 이안류 발생 결과를 비교했을 때 이안류 발생 예측 시스템의 영역별 신뢰도는 평균적으로 68.75%로 나타났다.
0%로 나타났다 (2012년 기준). 또한 실제 이안류 발생현상과 HAECUM 전해역에서의 수치모의결과 신뢰도는 68.75%를 보여주었다. 마찬가지로 2013년, 2014년 모형의 신뢰도 산출 결과, 각각 약 76% 정도의 신뢰도를 보여주었다.
이 식은 파고, 파향, 주기의 값을 곱의 형태로 표현하여 해당 값 사이의 민감도를 향상시켰으며 해운대 해역의 파랑 자료를 통하여 가이던스를 제작, 운용한 결과 위험 이안류 발생과 풍파 입사 제원과의 상관성이 높았다. 아래 그림은 2012년 7~8월 기상청에서 제공한 파랑 예보자료를 이용한 가이던스의 결과로, 7월 15일, 19일, 8월 2~4일 등 돌발적인 이안류가 발생하였다 구조된 시점은 빨간색 세로 선으로, 이안류가 발생하여 원천적으로 수영금지를 시행한 날은 파란색 세로선으로 그림2에서 살펴볼 수 있다((Lee et al.
이안류 발생 예측 시스템(HAECUM)의 예보 결과가 안전, 주의 일 때 이안류 발생이 없으면 예보의 정확도가 올라갔으며 위험, 경계 일 때 이안류가 발생하면 예보의 정확도 올라가는 것으로 판단하였다. 이와 반대로 예보 결과가 안전, 또는 주의일 때 실제 이안류 현상이 발생 할 경우 모의 결과의 신뢰도는 하락한다고 판단하고, 안전 또는 경계의 결과에서는 실제 이안류의 발생 유무와 매우 일치한다고 판단된다.
이안류 예보 가이던스에서 산출된 이안류 예보지수 값이 주의, 위험 또는 경계인 경우 이안류 발생 예측시스템을 사용함으로써, 기존의 HAECUM 보다 현저하게 예보 시간을 단축하여 예보시스템으로써의 역할에 더욱 충실하게 하도록하였다. 예보지수의 결과가 안전인 경우 실제 해운대 해역에서는 이안류가 발생하지 않음을 다년간 모니터링 결과로부터 확인하였다.
이안류 발생 예보 가이던스에서 산출된 이안류 예보지수 값이 위험 또는 경계인 경우 이안류 발생 예측시스템(HAEundae CUrrent Model; HAECUM)을 사용함으로써 기존의 HAECUM보다 현저하게 예보 시간을 단축하여 더욱 효율적으로 예보시스템의 기능을 수행할 수 있도록 하였다. 이안류 예보지수 값이 0.4 이상(주의)인 경우 위험 이안류 발생 확률이 높은 것으로 판단하며 예보지수 값이 안전의 범주에 있을 경우 이안류가 발생하지 않는다는 사실이 다년간의 현장관측을 통해 검증되었다.
이안류 발생 예측 시스템(HAECUM)의 예보 결과가 안전, 주의 일 때 이안류 발생이 없으면 예보의 정확도가 올라갔으며 위험, 경계 일 때 이안류가 발생하면 예보의 정확도 올라가는 것으로 판단하였다. 이와 반대로 예보 결과가 안전, 또는 주의일 때 실제 이안류 현상이 발생 할 경우 모의 결과의 신뢰도는 하락한다고 판단하고, 안전 또는 경계의 결과에서는 실제 이안류의 발생 유무와 매우 일치한다고 판단된다. 하지만 이안류 예측시스템의 204회 예보 중 주의와 위험일 경우 60회 정도가 실제상황과 상이한 현상이 발생하였다.

후속연구

본 이안류 발생 경보결정 과정체계의 적용을 통해 해당 지자체 실무자가 쉽게 활용할 수 있는 사용자 편의 모델을 제공할 수 있고, 이를 통해 신속한 예보가 가능한 이안류 예경보시스템을 통한 이안류 발생 예측 정보를 제공함으로써 해양재해의 경감이 가능할 것으로 판단된다. 따라서 이안류 발생과 관련된 경보결정 과정체계를 기상청으로 이전함으로써 전국적으로 이안류가 빈번하게 발생하는 지역에 대한 월활한 예경보시스템 구축을 통해 기상청에 대한 대국민 신뢰도 증진 및 국민의 재산과 인명피해 최소화에 기여할 수 잇을 것이라 판단한다.
본 이안류 발생 경보결정 과정체계의 적용을 통해 해당 지자체 실무자가 쉽게 활용할 수 있는 사용자 편의 모델을 제공할 수 있고, 이를 통해 신속한 예보가 가능한 이안류 예경보시스템을 통한 이안류 발생 예측 정보를 제공함으로써 해양재해의 경감이 가능할 것으로 판단된다. 따라서 이안류 발생과 관련된 경보결정 과정체계를 기상청으로 이전함으로써 전국적으로 이안류가 빈번하게 발생하는 지역에 대한 월활한 예경보시스템 구축을 통해 기상청에 대한 대국민 신뢰도 증진 및 국민의 재산과 인명피해 최소화에 기여할 수 잇을 것이라 판단한다.

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	연안 재해에 대한 예보 기술의 차별성은?	연안 재해에 대한 예보 기술은 과거에 실제 이안류가 발생했던 데이터를 바탕으로 미래의 발생 위험도를 예측한다는 점에서 후측(hindcasting) 기술과 다르다. 따라서 불확실한 여러 인자에 따른 변동성을 지양하고 대신 가장 영향력이 큰 대표 인자에 대한 분석과 충분한 검증과정을 통해 단계적으로 하위 영향 인자를 고려해주는 방법으로, 신뢰수준은 그대로 유지하되 해의 반경을 차근히 줄여나갈 수 있는 예보 시스템을 수립하는 것이 필요하다.
	이안류 발생 예보 가이던스에서 산출된 결과에 따라 다른 사용법은?	이안류 발생 예보 가이던스에서 산출된 이안류 예보지수 값이 위험 또는 경계인 경우 이안류 발생 예측시스템(HAEundae CUrrent Model; HAECUM)을 사용함으로써 기존의 HAECUM보다 현저하게 예보 시간을 단축하여 더욱 효율적으로 예보시스템의 기능을 수행할 수 있도록 하였다. 이안류 예보지수 값이 0.
	이안류 발생 예측 시스템의 예보 결과가 안전또는 주의일때 알 수 있는 것은?	이안류 발생 예측 시스템(HAECUM)의 예보 결과가 안전, 주의 일 때 이안류 발생이 없으면 예보의 정확도가 올라갔으며 위험, 경계 일 때 이안류가 발생하면 예보의 정확도 올라가는 것으로 판단하였다. 이와 반대로 예보 결과가 안전, 또는 주의일 때 실제 이안류 현상이 발생 할 경우 모의 결과의 신뢰도는 하락한다고 판단하고, 안전 또는 경계의 결과에서는 실제 이안류의 발생 유무와 매우 일치한다고 판단된다. 하지만 이안류 예측시스템의 204회 예보 중 주의와 위험일 경우 60회 정도가 실제상황과 상이한 현상이 발생하였다.

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