우리나라 기후변화의 양상은 전세계 평균에 비해 높은 양상으로 나타나 기후변화 대응을 위한 적응 정책이 절실한 상황이다. 특히, 기후변화에 따른 우리나라의 경제적 손실이 2,800조원에 달할 것으로 예측되는 상황으로 최소 300조원의 천문학적인 비용이 기후변화 적응에 필요할 것으로 연구되었다.(KEI, 2011) 이러한 막대한 비용의 적절한 투입시기, 분야 설정 등 효율적인 투입을 위해 정확한 기후변화 예측 및 영향이 필수적이다. 이러한 기후변화 예측 및 영향 분석을 위해서는 전구뿐만 아니라, 한반도를 비롯한 동북아시아에서 불균질하게 나타나고 있는 온실가스 농도의 정확한 파악이 필요하다. 본 연구에서는 기후변화의 유발인자인 온실가스 관측을 위한 위성 개발에 대한 필요성에 대해 분석하고, 해외 온실가스 관측 위성 개발 현황에 대해 조사하여 저궤도환경위성 개발 방안에 대해 제시하고자 한다. 온실가스 관측 위성은 우주개발중장기계획에 반영된 차세대 중형위성과 연계, 추진하여 기상, 농림, 토양 관측 위성과 함께 기후변화 이외에 수질, 토양, 생태로 환경 감시 범위를 확대할 수 있을 것으로 예상된다.
우리나라 기후변화의 양상은 전세계 평균에 비해 높은 양상으로 나타나 기후변화 대응을 위한 적응 정책이 절실한 상황이다. 특히, 기후변화에 따른 우리나라의 경제적 손실이 2,800조원에 달할 것으로 예측되는 상황으로 최소 300조원의 천문학적인 비용이 기후변화 적응에 필요할 것으로 연구되었다.(KEI, 2011) 이러한 막대한 비용의 적절한 투입시기, 분야 설정 등 효율적인 투입을 위해 정확한 기후변화 예측 및 영향이 필수적이다. 이러한 기후변화 예측 및 영향 분석을 위해서는 전구뿐만 아니라, 한반도를 비롯한 동북아시아에서 불균질하게 나타나고 있는 온실가스 농도의 정확한 파악이 필요하다. 본 연구에서는 기후변화의 유발인자인 온실가스 관측을 위한 위성 개발에 대한 필요성에 대해 분석하고, 해외 온실가스 관측 위성 개발 현황에 대해 조사하여 저궤도 환경위성 개발 방안에 대해 제시하고자 한다. 온실가스 관측 위성은 우주개발중장기계획에 반영된 차세대 중형위성과 연계, 추진하여 기상, 농림, 토양 관측 위성과 함께 기후변화 이외에 수질, 토양, 생태로 환경 감시 범위를 확대할 수 있을 것으로 예상된다.
Climate change adaptation must be prepared, because the pattern of climate change in Korea is higher than the global average. In particular, it is estimated that Korea's economic loss due to climate change will reach 2,800 trillion won, and at least 300 trillion won will be needed for adaptation to ...
Climate change adaptation must be prepared, because the pattern of climate change in Korea is higher than the global average. In particular, it is estimated that Korea's economic loss due to climate change will reach 2,800 trillion won, and at least 300 trillion won will be needed for adaptation to climate change(KEI, 2011). Accurate climate change forecasts and impact forecasts are essential for efficient use of enormous climate change adaptation costs. For this climate change prediction and impact analysis, it is necessary to grasp not only the global average concentration but also the inhomogeneity of the greenhouse gas concentration which appears in each region. In this study, we analyze the feasibility of developing a greenhouse gas observation satellite, which is a cause of climate change, and present a development plan for a low orbit environmental satellite by examining the current status of the operation of the greenhouse gas observation satellite. The GHG monitoring satellite is expected to expand the scope of environmental monitoring by water/soil/ecology in addition to climate change, along with weather/agriculture/soil observation satellites.
Climate change adaptation must be prepared, because the pattern of climate change in Korea is higher than the global average. In particular, it is estimated that Korea's economic loss due to climate change will reach 2,800 trillion won, and at least 300 trillion won will be needed for adaptation to climate change(KEI, 2011). Accurate climate change forecasts and impact forecasts are essential for efficient use of enormous climate change adaptation costs. For this climate change prediction and impact analysis, it is necessary to grasp not only the global average concentration but also the inhomogeneity of the greenhouse gas concentration which appears in each region. In this study, we analyze the feasibility of developing a greenhouse gas observation satellite, which is a cause of climate change, and present a development plan for a low orbit environmental satellite by examining the current status of the operation of the greenhouse gas observation satellite. The GHG monitoring satellite is expected to expand the scope of environmental monitoring by water/soil/ecology in addition to climate change, along with weather/agriculture/soil observation satellites.
* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.
문제 정의
『우주개발중장기계획』 에 반영되어 추진 중인 차세대 중형위성 개발은 중 저해상도 광역관측, 기상 해양 환경 관측 등 공공분야 관측 수요에 적기 대응하기 위해 500㎏급의 표준 본체를 확보하고 해외 수출용 국산화 고유모델로 개발하는 것을 목표로 하고 있다. 그 동안 진행되어온 위성개발 경험과 기술력을 기반으로 ‘중형급 표준형 위성본체, 위성부품의 국산화, 위성산업의 활성화, 다양한 공공수요의 충족’을 목표로 시작된 차세대 중형위성 사업은 현재 1단계 사업이 수행되고 있으며, 2단계 사업을 위한 기획이 진행 중이다.
본 협정은 국제사회 공동의 장기 목표로 산업화 대비 지구 평균 기온상승을 2℃보다 낮은 1.5℃ 이하로 제한하기 위한 노력을 추구하도록 하였다. 무엇보다 각국 정부는 국가별 기여방안(NDC)은 자체적으로 결정하되, 매 5년마다 상향된 목표를 제출하여 공통의 차별화된 책임과 국가별 여건을 감안하도록 하였다.
이러한 차세대 중형위성 개발 사업은 500㎏급의 위성 본체에 대한 표준 플랫폼의 양상체계를 구축하여 개발기간과 비용의 저가화를 통해 수출 경쟁력을 확보하는 것을 목표로 하고 있다. 이러한 사업 전략에 따라 초기 사업 단계에서부터 산업체의 적극적인 참여를 독려하고 있으며, 공공 위성 서비스에 필요한 수요를 차세대 중형위성을 통해 제공하고자 하는 노력을 경주하여 왔다.
종합하면 우리나라의 경제 규모와 세계 온실가스 배출 순위를 고려할 경우 국제적 기후변화 감축 참여에 대한 압력은 피할 수 없는 현실이며, 온실가스 감축의 수동적 자세에서 기후변화 대응의 적극적이고 전향적인 자세를 통해 기후변화 대응 산업을 선점, 국가적 이익 극대화가 필요한 시점이다. 이에, 정부에서는 최신 우주 기술을 도입한 온실가스 감시 위성 개발을 통해 국지적으로는 국내 기후변화 영향 분석능력을 강화하고 효과적인 기후변화 대응 대책을 수립, 국제협상에 필요한 기초자료를 확보하고자 한다. 더 나아가 기후변화 대응의 선제적 대응으로 국제 기후변화 대응 선진국 그룹에 진입하고, 온실가스 배출 검증 기법에 위성을 이용한 객관적이고 과학적인 방안을 제시하여 효과적인 온실가스 감축에 필요한 국제적인 기대에 부응하고자 한다.
제안 방법
온실가스 관측을 위해 차세대 중형위성에 탑재되는 근적외선 초분광기는 NASA의 OCO-2와 ESA의 CarbonSat, JAXA의 GOSAT 위성을 베이스로 위성 개발 방향을 설정,3개안으로 제시하였다. 1안은 미국 NASA의 OCO-2를 베이스로, 파장분해능의 성능이 월등하여 정밀한 CO2 관측 정보산출이 가능하나, 관측폭이 10㎞로 한정된다.
대상 데이터
온실가스 관측을 위해 차세대 중형위성에 탑재되는 근적외선 초분광기는 NASA의 OCO-2와 ESA의 CarbonSat, JAXA의 GOSAT 위성을 베이스로 위성 개발 방향을 설정,3개안으로 제시하였다. 1안은 미국 NASA의 OCO-2를 베이스로, 파장분해능의 성능이 월등하여 정밀한 CO2 관측 정보산출이 가능하나, 관측폭이 10㎞로 한정된다. 2안은 일본 JAXA의 GOSAT을 베이스로 하고 있으며, FTS 방식으로 900㎞의 관측폭을 10.
성능/효과
종합하면 우리나라의 경제 규모와 세계 온실가스 배출 순위를 고려할 경우 국제적 기후변화 감축 참여에 대한 압력은 피할 수 없는 현실이며, 온실가스 감축의 수동적 자세에서 기후변화 대응의 적극적이고 전향적인 자세를 통해 기후변화 대응 산업을 선점, 국가적 이익 극대화가 필요한 시점이다. 이에, 정부에서는 최신 우주 기술을 도입한 온실가스 감시 위성 개발을 통해 국지적으로는 국내 기후변화 영향 분석능력을 강화하고 효과적인 기후변화 대응 대책을 수립, 국제협상에 필요한 기초자료를 확보하고자 한다.
후속연구
우선, 적응분야는 기후변화를 예측하고, 그 영향에 대응하여 생태적, 사회적, 경제적 체제를 조정하는데, 기후체계에 대한 이해의 불완전성에 의해 기후변화 예측불확실성이 크며 사용되는 초기 조건과 모델에 따라 기후변화 예측결과의 차이가 매우 크다. 그러나, 위성자료로부터 산출된 과거와 현재의 온실가스 정보는 기후변화 예측모델에 사용될 경우 불확실성을 크게 줄일 수 있으며, 정확한 기후변화 예측 결과로부터 합리적인 적응 및 완화 정책이 수립 및 이행되면 정책의 불확실성이 줄어들어 매몰비용(sunk cost)이 크게 감소할 수 있을 것으로 예상된다.
무엇보다 온실가스 위성 개발 및 활용을 통해 불확실성이 높은 기후변화 체계에 대한 과학적 분석기술이 향상될 것으로 기대된다. 그러한 과학적 진보를 통해 기후변화 예측 정확도가 개선될 경우, 비용 효율적 환경 정책수립이 가능해질 것이다. 또한 배출원 거래제 등 완화정책의 근거자료가 확대됨에 따라 국제 탄소시장이 활성화될 것이며, 지역별 탄소배출특성 정보를 제공하여 에너지효율 개선 정책수립을 원활히 할 수 있음에 따라 저탄소 대체에너지 개발이 활발하게 이루어질 것으로 전망된다.
기후변화 완화 정책에서는 청정개발체제사업(CDM), 탄소배출권거래제 등이 시행되고 있는데, 위성자료로부터 추정된 지역별 온실가스 변화추이 및 흡수/배출 특성자료는 에너지효율 개선을 위한 근거자료로 활용될 수 있다. 또한 국외 탄소 흡수지역을 조사하여 배출권을 구매하는 등 향후 온실가스 관련 경제사업에서 이익을 창출할 수 있으며, 국내지역별 산업단지별 온실가스 배출정보를 객관화하고 감축 효과를 증대하여 향후 완화관련 정책을 보다 적은 예산으로 조기 달성할 수 있을 것으로 기대된다.
또한 배출원 거래제 등 완화정책의 근거자료가 확대됨에 따라 국제 탄소시장이 활성화될 것이며, 지역별 탄소배출특성 정보를 제공하여 에너지효율 개선 정책수립을 원활히 할 수 있음에 따라 저탄소 대체에너지 개발이 활발하게 이루어질 것으로 전망된다. 나아가 온실가스 위성 개발 및 활용 관련 전문가 양성 등 지속 개발 가능한 사회 실현을 위한 일자리 창출에도 이바지할 것으로 기대된다.
특히, 체류기간이 긴 온실가스의 정량적 수송정보를 과학적으로 규명하여 국가간 비용 배분을 통해 효율적 메커니즘을 형성할 수 있다. 나아가 전 세계적으로 온실가스 위성자료 배포를 통해 기후변화 문제 규명에 대한 리더쉽을 제고할 수 있을 것으로 기대됨에 따라 차세대 중형위성을 통한 온실가스 관측 위성 개발 사업을 적극적으로 추진해야할 것으로 판단된다.
그러나 이는 관측 가능한 지점에 대해서만 산출이 가능하여 산림, 해양지역 등에 대한 흡수/배출정보와 국가 및 대륙간 수송정보 등을 획득하기 어려우며 실시간 접근이 불가능하다. 대안으로 온실가스 환경위성 자료로부터 Top-down방식을 통한 배출량 추정연구를 통해 실시간 광역의 정보를 얻을 수 있다.
이에, 정부에서는 최신 우주 기술을 도입한 온실가스 감시 위성 개발을 통해 국지적으로는 국내 기후변화 영향 분석능력을 강화하고 효과적인 기후변화 대응 대책을 수립, 국제협상에 필요한 기초자료를 확보하고자 한다. 더 나아가 기후변화 대응의 선제적 대응으로 국제 기후변화 대응 선진국 그룹에 진입하고, 온실가스 배출 검증 기법에 위성을 이용한 객관적이고 과학적인 방안을 제시하여 효과적인 온실가스 감축에 필요한 국제적인 기대에 부응하고자 한다.
기후변화 완화 정책에서는 청정개발체제사업(CDM), 탄소배출권거래제 등이 시행되고 있는데, 위성자료로부터 추정된 지역별 온실가스 변화추이 및 흡수/배출 특성자료는 에너지효율 개선을 위한 근거자료로 활용될 수 있다. 또한 국외 탄소 흡수지역을 조사하여 배출권을 구매하는 등 향후 온실가스 관련 경제사업에서 이익을 창출할 수 있으며, 국내지역별 산업단지별 온실가스 배출정보를 객관화하고 감축 효과를 증대하여 향후 완화관련 정책을 보다 적은 예산으로 조기 달성할 수 있을 것으로 기대된다.
그러한 과학적 진보를 통해 기후변화 예측 정확도가 개선될 경우, 비용 효율적 환경 정책수립이 가능해질 것이다. 또한 배출원 거래제 등 완화정책의 근거자료가 확대됨에 따라 국제 탄소시장이 활성화될 것이며, 지역별 탄소배출특성 정보를 제공하여 에너지효율 개선 정책수립을 원활히 할 수 있음에 따라 저탄소 대체에너지 개발이 활발하게 이루어질 것으로 전망된다. 나아가 온실가스 위성 개발 및 활용 관련 전문가 양성 등 지속 개발 가능한 사회 실현을 위한 일자리 창출에도 이바지할 것으로 기대된다.
5㎞로 5개 지점을 선택, 관측함에 따라 짧은 시간에 전구 농도 관측이 가능하다는 장점이 있으나, 관측 지점의 배출원 원인 분석에 취약한 단점이 있다. 또한, 관측 격자에 소량의 구름이라도 자료 산출에 영향을 미치는 CO2 산출 알고리즘의 특성상 자료 획득율이 떨어지는 한계점을 가지고 있다. 3안은 1안의 좁은 관측폭과 2안의 낮은 관측 분해능을 보완한 안으로, 1안에 비해 분광 분해능이 저하되며 2안에 비해 관측폭이 좁아 전구 관측에 다소의 시간이 더 걸리는 단점이 있으나, 1안과 2안의 장 단점을 보완한 컨셉으로 판단되어진다.
무엇보다 온실가스 위성 개발 및 활용을 통해 불확실성이 높은 기후변화 체계에 대한 과학적 분석기술이 향상될 것으로 기대된다. 그러한 과학적 진보를 통해 기후변화 예측 정확도가 개선될 경우, 비용 효율적 환경 정책수립이 가능해질 것이다.
OCO-2 위성(미국 NASA)은 해상도가 3㎢로 비교적 정밀한 표적 관측(Target Observation)이 가능함에 따라 온실가스 농도를 관측하여 온실가스 배출량 감시가 가능하다. 이는 UNFCCC COP21의 파리협정에서 합의한 온실가스 감축 이행 점검에 활용이 가능하며, 국제적으로 연계를 추진 중인 탄소배출권거래제의 검증 방법으로도 사용이 가능할 것으로 기대된다. 특히, 국가별 탄소배출권 시장의 연계 및 통합으로 단일 국제 탄소배출권 거래 제도에서 필수적으로 수행되어야하는 배출량 검증방안으로 위성 활용이 가능할 것으로 보인다.
이러한 온실가스 위성자료는 객관화된 배경자료와 배출원 및 배출량 자료 추출이 가능하며, 저비용 고효율 정책을 수립 이행이 가능하도록 기초적인 자료를 제공할 수 있을 것으로 기대된다. 특히, 체류기간이 긴 온실가스의 정량적 수송정보를 과학적으로 규명하여 국가간 비용 배분을 통해 효율적 메커니즘을 형성할 수 있다.
이는 UNFCCC COP21의 파리협정에서 합의한 온실가스 감축 이행 점검에 활용이 가능하며, 국제적으로 연계를 추진 중인 탄소배출권거래제의 검증 방법으로도 사용이 가능할 것으로 기대된다. 특히, 국가별 탄소배출권 시장의 연계 및 통합으로 단일 국제 탄소배출권 거래 제도에서 필수적으로 수행되어야하는 배출량 검증방안으로 위성 활용이 가능할 것으로 보인다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
우리나라 기후변화의 양상은 어떠한가 ?
우리나라 기후변화의 양상은 전세계 평균에 비해 높은 양상으로 나타나 기후변화 대응을 위한 적응 정책이 절실한 상황이다. 특히, 기후변화에 따른 우리나라의 경제적 손실이 2,800조원에 달할 것으로 예측되는 상황으로 최소 300조원의 천문학적인 비용이 기후변화 적응에 필요할 것으로 연구되었다.
IPCC 제5차 보고서는 어떤 것을 보고하고 있는가?
IPCC 제5차 보고서는 기후변화에 따른 지구온난화는 명백한 현실이며, 온실가스 농도의 상승에 따라 대기와 해양의 온도가 상승하고 해수면 상승 등 다양한 분야에서 기후변화 영향을 보고하고 있다.
우리나라 기후변화의 양상으로 인해 경제적 손실이 어느정도로 예상되는가?
우리나라 기후변화의 양상은 전세계 평균에 비해 높은 양상으로 나타나 기후변화 대응을 위한 적응 정책이 절실한 상황이다. 특히, 기후변화에 따른 우리나라의 경제적 손실이 2,800조원에 달할 것으로 예측되는 상황으로 최소 300조원의 천문학적인 비용이 기후변화 적응에 필요할 것으로 연구되었다.(KEI, 2011) 이러한 막대한 비용의 적절한 투입시기, 분야 설정 등 효율적인 투입을 위해 정확한 기후변화 예측 및 영향이 필수적이다.
참고문헌 (5)
김정수 외, "차세대중형위성 2단계 개발을 위한 기획연구", 미래창조과학부, 2016
문경정 외, "저궤도 환경위성을 활용한 온실가스 감시연구", 국립환경과학원, 2013-5
최원준 외, "차세대 정지궤도 지구관측 위성시스템 개발 사업관리 개선방안에 관한 연구", 한국위성정보통신학회논문지 제10권제4호, 2015
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.