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낙도와 연안역의 종합적 관리에 해양레이더네트워크 정비를

離島と沿岸域の総合的管理に海洋レーダネットワークの整備を

최신뉴스레터 제294호 2012.11.05 발행



류큐대학 공학부 전기전자공학과 교수
◆후지이 사토시(藤井智史)

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해표면의 유속과 파랑 등을 장기 연속관측 가능한 해양레이더 이용과 네트워크화가 여러 나라에서 추진되고 있다. 해양레이더의 연구개발과 국제전기통신연합(ITU: International Telecommunication Union. 1865년 5월 17일에 국제전신연합으로 창설하여 1932년 마드리드 만국무선전신회의에서 지금의 명칭으로 바꾸었다. 1932년 국제전기통신협정에 따라 국제전신협정과 국제무선전신협정을 통합하였고 협정의 효력이 발생하는 1934년부터 국제전기통신연합이 국제전신연합을 계승하였다. 1947년부터는 국제연합(UN) 전문기구가 되었으며 협정 내용도 몇 차례 개정하였다. 창설 목적은 전기통신 개선과 전파의 합리적 사용에 관한 국제적 협력을 꾀하고, 전기통신업무의 능률을 증진시키며, 이용과 보급을 위한 기술적 수단을 발달·촉진하고, 이러한 목적을 달성하기 위한 의견을 조정하는 것 등이다. 2012년 현재 193개국이 가입하였으며, 한국은 1952년에 회원으로 등록하였다. 처음에는 베른에 본부가 있었으나 1948년 스위스 제네바(주네브)로 옮겼다. <출처: 네이버지식백과>)에서의 국제표준화활동을 추진해 온 일본에서도 방재, 환경보전이 주목되는 연안역과 관측 자체가 자유롭지 못한 국경주변해역에 대한 모니터링을 위해서는 유용한 관측기술로 관측인프라로 확산되어나갈 시기가 도래했다.


해양레이더에 의한 연안모니터링과 주파수 분배
해양레이더는 전파의 해수면에서의 산란파를 스펙트럼분석을 통해 표층류와 파랑 등의 해표면 정보를 얻는 것을 말한다. 이용주파수에 따라 다르지만 이를 통해 수십km에서 200km 범위를 연속적으로 관측할 수 있다. 또한 선박관측이나 부표와 비교해 육상에 설치함으로써 보수가 용이해 악천후에도 운용할 수 있어 장기연속관측에 적합하다.

표층류 관측을 통해 해류와 조류, 흐름이 빠른 조류 등의 해양물리 연구에 활용되는 외에도 알이나 치어 수송 등의 생물환경파악, 표류물 예측, 해난구조, 해상교통과 어업에서의 이용이 시도되고 있다. 또한 동일본대지진 시에 쓰나미 탐지능력이 실증되어 쓰나미 자체를 면(面)으로 파악할 수 있는 측량기기로 주목되고 있다. 나아가 파랑, 해상풍 계측, 선박추적 등의 연구도 진행되고 있다.

2012년 2월에 제네바에서 개최된 국제전기통신연합(ITU) 2012년 세계무선통신회의(WRC-12)에서 해양레이더 주파수의 국제분배가 결의되었다. 이로써 실험국으로만 개설할 수 있었던 해양레이더가 실용국으로 면허를 받을 수 있게 되었다. 해양레이더용 주파수로 이미 많은 통신과 방송용 무선국이 이용하고 있는 3~50MHz대역으로 10곳 이상 분배되었다. 이는 해양레이더의 유용성이 전 세계로부터 인정받았다는 것을 보여주는 증좌다. 또한 미국과 함께 전회(前回)인 WRC-07에서의 의제제안을 주도한 후 햇수로 5년에 걸쳐 공용조건 검토와 국제조정을 실시해 온 일본정부대표단의 성과라고도 말할 수 있다. WRC-12에서의 주요결과(※1 참조) 중 하나로 내건 일본의 해양레이더연구를 기반으로 한 중요한 국제공헌이다.


해양레이더관측네트워크의 진전
미국에서는 IOOS(Integrated Ocean Observing System:통합해양관측시스템)의 일부로 해양레이더를 해안선에 빈틈없이 배치하고 실시간으로 유속지도를 작성하는 레이더네트워크 구축이 진행되고 있다. 현재 미국 전역에서 160기의 레이더가 설치되었으며 특히 태평양연안에서는 멕시코국경에서부터 워싱턴주까지 50기가 가동되어 유속지도를 1시간마다 갱신되고 있다(※2 참조). 유럽 각국에서도 정상관측시스템으로서의 해양레이더 도입이 서서히 추진되어오고 있다. 호주에서는 과학연구인프라로 해양레이더의 네트워크화가 시작되어 아직 6개 관측사이트만이지만 전국 규모 확장을 시작한 단계다. 더 의욕적인 건 대만이다. 늦어도 2011년까지 해양레이더 15기를 대만섬 전역에 배치를 끝냈으며 TORI(대만해양과학연구중심)에서 일원적으로 운용하고 있다. 한국은 WRC-07 제안 시에는 주파수 분배에 소극적이었던 것과는 180도 달라져 최근 2, 3년간 20기가 넘는 레이더를 도입해 WRC-12에서는 한국 국내용으로 자체 주파수대역을 요구할 만큼 활발함을 보이고 있으며 전국조직을 발족해 2012년 5월에 제1회 아시아해양레이더회의를 개최하기에 이르렀다. 중국의 15기를 비롯해 다른 아시아 국가들도 해양레이더를 도입하는 나라가 늘고 있다.

향후 WRC-12의 주파수분배를 통해 실용국(実用局)으로 면허가 가능해져 세계적으로 해양레이더에 대한 활용추세가 가속화될 것으로 보인다.

■그림1: (독립행정법인)정보통신연구기구(NICT)의 해양레이더를 통한 동중국해 남부의 관측 예. 요나구니섬(与那国島)과 이시가키섬(石垣島)에 설치한 레이더로 쿠로시오(黒潮)의 유동(流動)을 관측하고 있다.

■그림2: 일본네트워크 배치
분홍의 부채형태가 1대의 레이더 관측범위. 2대의 레이더가 오버랩하는 영역에서 유속벡터를 계산할 수 있다.


일본의 해양레이더의 현황과 미래
일본은 비교적 이전부터 해양레이더 연구를 시작해 1990년대의 이동관측용 레이더개발 이후 해상보안청의 이즈제도(伊豆諸島) 해역∙사가미 만(相模湾), 홋카이도대학(北大)의 라페루즈 해협(宗谷海峡)・오호츠크연안, 규슈대학(九大)의 쓰시마해협(対馬海峡), (독립행정법인)정보통신연구기구(NICT)의 동중국해 남부 등의 연안관측레이더시스템이 구축되었다. 이후 국토교통성 항만국이 도쿄만, 이세(伊勢)・미카와 만(三河湾), 오사카 만(大阪湾)・기이수도(紀伊水道), 아라카케해(有明海)의 항만 모니터링시스템으로 도입했다. 현재 49기의 레이더가 면허되어 미국 다음으로 두 번째 해양레이더 수를 자랑하고 있다. 하지만 이들 레이더는 각 기관과 지역에만 국한된 시스템으로 미국, 호주, 한국, 대만과 같이 국가 전체의 해양관측인프라로 통괄된 시스템이 아니기에 인터넷에서 통일적으로 데이터를 열람하는 환경도 정비되어 있지 않다. 게다가 WRC-07로의 제안과 더불어 해양레이더에 대한 취급이 확정되기까지 동결되어 최근 5년간 늘지 않았다. 오히려 홋카이도대학, 규슈대학, NICT는 그 연구프로젝트를 정리하는 시기가 되어 폐지될 가능성도 나오고 있다. 이 3개 기관의 레이더는 라페루즈해협(宗谷海峡), 쓰시마해협(対馬海峡), 센카쿠 주변해역을 커버하고 있어 국경과 접하고 있어 해상관측이 자유롭지 못한 해역의 중요한 데이터를 얻고 있다.

현재 대만은 북단에 레이더설치를 기획하고 있어 시험적으로 NICT의 요나구니(与那国)레이더와의 상호관측으로 쿠로시오 관측연구를 실시하고 있다. 이와 같은 공동관측도 일본 측 레이더가 없어지면 불가능해져 이 해역은 일방적으로 데이터를 제공받을 수밖에 없게 되어버리지만 이 또한 향후 가능할지여부는 불투명하다. 그리고 쓰시마해협서수도(対馬海峡西水道)에서는 한국이 부산지역에 레이더를 6기 설치하고 쓰시마 서쪽 해안까지 관측범위로 하고 있다. 규수대학의 쓰시마관측시스템인 서수도(西水道)레이더는 약간 그 남쪽을 관측하고 있어 둘을 연대함으로써 서수도(西水道) 전체가 관측 가능해 서로 유용한 데이터가 될 수 있다. 그러나 규슈대학의 레이더가 철수하게 되면 쓰시마 서수도는 한국의 레이더만으로 관측하게 된다. 홋카이도대학의 라페루즈해협 레이더는 국경 이북에서의 해상관측이 거의 불가능해 라페루즈해협 전역을 관측할 수 있는 유일한 방법이 되고 있다.

이와 같은 연안모니터링시스템은 안정적인 관측인프라로 확보해야 한다고 생각한다. 예를 들어 홋카이도 북단에서부터 난세이제도(南西諸島) 사키지마(先島)까지의 모든 연안해역을 커버하기 위해서는 관측거리 200km인 원거리해양레이더를 약70기 배치하면 가능해진다. 미국의 네트워크정비에 드는 비용시산을 참고하면 설치 및 정비에 7~10억 엔, 운용 및 보수는 연간 수천만 엔이라는 규모다. 이것으로 배타적경제수역의 약50%에 해당하는 생활과 경제활동에 밀접한 연안 부분에 대해 모니터링이 가능해지고 국경 주변해역을 상시 관측할 수 있게 된다면 상당히 경제적인 시스템이 될 것이다. 더불어 현재 입안 중인 차세대 고도계위성과 해양모델시뮬레이션의 조합을 통해 보다 고도한 서비스가 가능해져 우리나라(일본)의 해양관리와 더불어 바다의 안전, 안심에 크게 공헌할 수 있으므로 반드시 적극적으로 추진해야만 한다. (마침)(해양정책연구재단 2012.11.05)

※1 총무성 보도발표자료 2012년 2월 24일
※2 National HFRADAR Network Gateway에서 볼 수 있다.

 

독도본부 2012. 12. 17. www.dokdocenter.org

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