'가뭄'이 한 일을 다 알고 있다 .. 인공위성 기반 가뭄 통합 모니터링 기술 개발

UNIST 임정호 교수팀, 복잡한 가뭄 유형 대변하는 통합지수 계산법
사용자 관심 유형별 모니터링도 가능 'Remote Sens. Environ'에 게재

인공위성 관측 값 등 입력변수가 3개일 때의 VPA 개념도.

[아시아경제 영남취재본부 김용우 기자] 가뭄 피해를 종합적으로 파악하는 새로운 모니터링 기법이 나왔다.

가뭄의 복잡한 특성을 하나의 통합 지표로 나타낼 수 있는 위성 기반 기술이다. 계산된 통합 지수는 정확도가 높고 시·공간적 제약이 적어 새로운 가뭄 모니터링 기법으로 떠오르고 있다.

가뭄은 호우나 태풍 같은 재해와 달리 하나의 지표로 정의하기 어려운 재해이다.

이 때문에 가뭄을 지속기간과 피해 규모 등에 따라 몇 가지 유형으로 나누고, 가뭄에 영향을 주는 강수량 같은 인자(변수)들을 조합해 ‘가뭄지수’ 형태로 관리한다.

기존 가뭄지수들은 특정 유형의 가뭄만을 대표하는 성향이 커 실제 가뭄 피해 상황을 종합적으로 파악하기 위해서는 여러 가뭄 유형의 특성이 동시에 반영된 새로운 지수 개발이 필요했다.

기존 관측소 기반 가뭄지수 및 VPA를 통해 계산된 가뭄지수의 공간 분포 비교.

울산과학기술원(UNIST) 도시환경공학과 임정호 교수 연구팀은 특정 유형의 가뭄만을 대표하는 각 가뭄지수를 통합해 정확도 높은 새 가뭄지수를 생산하는 기법(VPA; Vector Projection Analysis)을 개발했다.

다양한 가뭄 지수에 영향을 미치는 위성 관측 변수들을 재조합하는 방식이다. 여러 가뭄지수를 동시에 잘 설명하는 위성 관측 변수일수록 새로운 지수에 더 많이 반영되도록 설계돼 정확도가 높다는 평가다.

또 사용자 설정 정보를 기반으로 자료 조합을 유연하게 바꿔 특정 유형 가뭄(장기, 단기 등)에 대한 모니터링도 동시에 가능하다.

연구진이 개발한 통합 가뭄지수(VPID)와 미국 지역 관측소 측정값(강수량 등) 기반의 3가지 가뭄지수 간 가뭄의 시·공간적 분포 정확도를 비교한 결과 통합 가뭄 모니터링 지수의 가뭄 분포 정확도가 더 높았다.

지수 간 정확도 비교를 위해 미국 USDM이 제공하는 가뭄 분포도를 표준(reference)으로 사용했다.

해당 가뭄지수 모니터링 기법을 동아시아에도 적용한 결과 동아시아의 대표적 가뭄 피해 사례도 잘 설명됐다.

공동 제1저자인 박수민 연구원(왼쪽)과 손보경 연구원.

공동 제1저자인 손보경 UNIST 도시환경경공학과 석·박사통합 과정 연구원은 “개발된 기술은 기존 관측소 기반 가뭄지수인 종속변수와 위성 기반 가뭄 인자인 독립변수 간 상관성을 이용해 새로운 지수를 생산하는 방식”이라고 설명했다.

손 연구원은 “가뭄뿐 아니라 여러 종속 변수의 특성을 하나의 지표(지수)로 표현할 필요가 있는 다양한 분야에 쓰일 수 있을 것”이라고 덧붙였다.

유니스트 임정호 교수.

임정호 교수는 “사용자가 보려고 하는 가뭄 정보별로 이 기술을 유연하게 적용할 수 있다”며 “오랜 시간 고정된 가뭄지수를 사용해 야기되는 기존 모니터링 방식의 문제를 효과적으로 해결할 수 있을 것”이라고 말했다.

이번 연구는 원격탐사 분야 최고 학술지인 리모트 센싱 오브 인바이론먼트(Remote Sensing of Environment) 1월호에 게재됐다. 연구 수행은 기상청과 한국기상산업기술원, 한국연구재단, 과학기술정보통신부, 행정안전부의 지원으로 이뤄졌다.

영남취재본부 김용우 기자 kimpro7777@asiae.co.kr