운용해양예보시스템(KOOS) 연구개발 현황 및 현안활용

Abstract

한국해양과학기술원의 운용해양예보시스템 (KOOS, Korea Operational Oceanograhpy System)은 지난 2007년 기획연구를 거쳐 2009년 8월부터 2013년 6월까지 1단계 연구를 통해 우리나라 주변 해역의 자료정보수집시스템, 해양기상 및 해양순환예보시스템, GIS기반 정보전달시스템 및 활용예측시스템 (수색구조 지원, 유류 이동확산 예측, 적조 등)을 아우르는 체계적인 해양예보시스템을 성공적으로 구축하였다. 2단계 연구 (2013년 10울 ~ 2018년 4월)에서는 지역해 (북서태평양, 1/24°)에서 연안순환 (전 연안 300 m 해상도)까지 기상, 해양순환, 파랑 요소들을 1일 2회 72시간 생산하는 시스템의 구축과 안정적인 운영기술을 확보해 국립해야조사원, (주)현대중공업 등에 기술이전과 기술교육을 실시하여 연구과제의 현업 적용과 실용성의 확보를 이뤘다. 또한, 연구과제 개발 단계에서부터 추진해온 활용시스템은 긴급한 국가적 현안문제 해결을 위해 총 61건 (수색구조, 유류유출, 태풍해일고 등)을 지원하였다. 3단계 KOOS 연구과제 (2018년 8월 ~ 2022년 12월)에서는 각 예측시스템의 정확도 향상 및 연구성과의 실용화를 목표로 예측정확도 평가연구, 예측정확도 향상연구, 인공지능 기반 해양예측시스템 개발 및 사용자 활용시스템의 4개 세부주제에 대한 연구를 수행하고 있다. 주목할 점은 전지구 해양기상 (MPAS-A, 15-60km) 및 해양순환 시스템 (MOM6, 1/12°)을 수립하여 그동안 경계조건의 제약에서 벗어남은 물론, 전 세계 어디에서라도 해양예측정도를 우리 기술로 생산, 제공할 수 있는 기술자립의 틀을 만들고 있다. 또한, 지난 1-2단계 연구를 거쳐 300 m의 고해상도 연안순환 예측시스템을 구축하여 이미 세계 최고수준의 현업 시스템을 개발하여 운영하고 있다. 하지만, 복잡한 해안선과 지형, 수많은 섬들로 인해 비정형격자체계 구축의 필요성이 대두되어 연안에서 10 m까지 해상도를 확보한 비정형격자 연안예측시스템을 수립하여 검증 및 현업화 연구를 실시하고 있다. 이와 더불어 대기-해양-파랑 결합예측시스템의 안정적 현업운용을 위한 적용성 연구를 수행하고 있으며, 최근 급부상하고 있는 머신러닝 등 인공지능 기법의 해양예측 적용을 위한 연구도 수행하고 있다. 예측시스템에서 예측정확도는 위성자료를 포함하여 우리나라 유관기관 및 전 세계에서 수집 가능한 관측자료를 최대한 수집하여 일련의 자료처리 및 품질관리 후 총 6개 해양 학목 (해상풍, 조위, 유속, 수온, 염분, 파고)에 대하여 평가를 실시하고 있다. 염분은 부족한 관측자료로 인해 국립수산과학원의 정선관측 자료만을 사용하여 평가하고 있으며, 나머지 5개 항목은 CF값, skill score 및 통계 값을 모두 제시하고 있다. 평가에 필요한 관측자료가 대부분 연안에 집중되어 있는 한계를 극복하고 예측시스템을 보다 객관적으로 평가하기 위해 해양현상 (열염전선, 혼합층, 표층유속장, 냉수대, 저염수, 빈산소수괴)에 대한 시공간적 검증 연구도 함께 수행하고 있다. 본 과제의 성공적인 목표달성을 위해 유관기관 협의회 (산·학·연·관)를 구성하여 현업 적용에 대한 자문과 니즈 파악 그리고 유관기관과의 공동연구와 협력을 확대 추진하고 있다. 국제협력은 GODAE OceanPredict와 NEAR-GOOS 등을 통해 예측시스템 개발, 고도화 기술 및 운영에 대한 상호교류와 협력 활동을 지속적으로 수행하고 있다.