기상 위성

3. 기상 위성의 종류

기상위성은 정지궤도와 극궤도의 두 가지 궤도를 사용한다. 관측 장비로는 구름을 관측하는 가시광선 및 야간 관측용 적외선 카메라, 적외선 흡수를 이용하여 수증기를 관측하는 카메라, 해상풍과 강우량을 측정하기 위한 마이크로파 산란계 등이 있다. 위성 궤도 분류에 따라 '''정지궤도위성''', '''태양동기궤도 위성''' 등으로 나뉜다.

광역 관측과 해상 감시가 용이하여 일반적인 기상 및 태풍 관측에 유력한 수단이다.

3. 1. 정지궤도 기상위성

• 미국의 GOES 시리즈는 GOES-15, GOES-16, GOES-17 세 대가 운영 중이다. GOES-16과 GOES-17은 각각 대서양과 태평양 상공에 정지해 있다.^[14] GOES-15는 2019년 7월 초에 퇴역했다.^[15] 이전에 미국 해양대기청(NOAA)이 소유했던 GOES 13 위성은 2019년 미국 우주군(United States Space Force)으로 이관되어 EWS-G1로 이름이 바뀌었으며, 미국 국방부가 소유 및 운영하는 최초의 정지궤도 기상위성이 되었다.^[16]
• 러시아는 2015년 12월에 발사한 기상위성 Electro-L N2를 서경 14.5도의 대서양 상에서, 2019년 12월에 발사한 Electro-L N3을 동경 76도의 인도양 상에서 운용하고 있다.
• 일본은 동경 140.7도 상공의 Himawari-8(히마와리 8호)와 Himawari-9(히마와리 9호) 2기를 중부 태평양 상에서 운용하고 있다.^[26]
• 유럽은 대서양 상에서 Meteosat-9를 동경 3.5도, Meteosat-10을 동경 9.5도, Meteosat-11을 본초자오선 상에, Meteosat-8 (IODC)을 동경 41.5도의 인도양 상에서 운용한다.
• 중국은 정지위성 형태의 풍운을 동경 86.5도에 위치한 FY-2E, 동경 112도에 위치한 FY-2F, 동경 105도에 위치한 FY-2G, 동경 79도에 위치한 FY-2H, 동경 104.7도에 위치한 FY-4A를 각각 운용하고 있다.
• 인도는 기상 관측 목적의 장비를 탑재한 정지위성 인샛-3D/3DR을 운용하고 있다.

3. 2. 극궤도 기상위성

3. 3. 지구 관측 위성

• TRMM(열대강우관측위성)

4. 관측 방법 및 탑재 장비

• 가시광선 및 근적외선: 0.6–1.6 μm (낮 동안 구름의 양 기록)
• 적외선: 3.9–7.3 μm (수증기), 8.7–13.4 μm (열화상)

4. 1. 관측 방법

• 이미저 관측: 광학계를 주로 한 관측 장비로, 지구의 영상을 관측한다. 일기예보 등에서 보는 위성에서 온 기상위성 영상은 이 광학계 관측에 의한 것이다. 가시광선 및 적외선을 사용한다. 적외선은 야간 관측 외에도, 구름의 온도를 나타내므로 구름 높이 측정에도 사용된다.
• 사운더 관측: 특정 파장대의 전자기파를 포착하여 연직 구조 또는 정밀한 오존 등의 가스를 관측한다. 정지기상위성 계열에서는 미국의 GOES에 탑재되어 있다. 극궤도 위성의 대부분은 특정 파장대의 전파를 발사하고, 반사되는 전자기파를 분석하여 수증기, 바람, 오존 등의 분포를 관측한다.
• 우주 환경 감시 시스템: GOES에는 SEM, SXI 이미저가 탑재되어 있다. 정지궤도상에서 태양으로부터 도달하는 X선이나 고/저에너지 대전입자, 자력, 양성자, 태양을 직접 촬영하여 지구상의 전리층교란이나 위성 운용 경보, 우주선 외 활동 등에 활용하는 것을 목적으로 한다. 과거 GMS-4까지는 우주 환경 모니터를 관측했지만, 현재의 GMS-5, MTSAT에는 장착되어 있지 않다.^[8]

4. 2. 관측 채널 (파장)

• 가시광선 및 근적외선: 0.6–1.6 μm (낮 동안 구름의 양 기록)
• 적외선: 3.9–7.3 μm (수증기), 8.7–13.4 μm (열화상)

4. 3. 활용

5. 국제 협력

1961년 유엔 총회에서 케네디 대통령의 연설을 계기로 세계기상기구(WMO)에서 세계기상감시(World Weather Watch) 프로그램이 수립되었다.^[23] 이는 기상 위성을 통해 전 지구적 규모의 기상 감시를 가능하게 했으며, 수치 예보와 함께 객관적인 기상 예보의 길을 열었다. 그러나 효율적인 운영을 위해서는 각국의 관측 결과 공유 체계가 필요했다.

세계기상기구(WMO)와 국제과학연합회의(ICSU)는 공동으로 지구대기개발계획(Global Atmospheric Research Program: GARP)을 수행하였다. 일본의 기상위성 시리즈인 히마와리는 이 계획의 일환으로 개발되었으며, 획득한 기상 정보를 일본 국내뿐만 아니라 동아시아·태평양 지역의 여러 국가에 제공하고 있다.^[21]

5. 1. 세계기상감시계획 (WWW)

5. 2. 지구대기개발계획 (GARP)

참조

_[1] 웹사이트 Satellites http://www.nesdis.no[...] 2008-07-04
_[2] 웹사이트 NOAA Satellites, Scientists Monitor Mt. St. Helens for Possible Eruption http://www.spaceref.[...] 2008-07-04
_[3] 서적 Weather From Above: America's Meteorological Satellites Smithsonian Institution
_[4] 웹사이트 VANGUARD - A HISTORY, CHAPTER 12, SUCCESS - AND AFTER https://history.nasa[...] NASA
_[5] 뉴스 U.S. Launches Camera Weather Satellite Associated Press and United Press International 1960-04-01
_[6] 웹사이트 Defense Meteorological Satellite Program https://www.spoc.spa[...]
_[7] 학술지 SIRS and the Improved Marine Weather Forecast Environmental Science Services Administration 1970-01-01
_[8] 웹사이트 DSCOVR: Deep Space Climate Observatory NOAA National Environmental Satellite, Data, and Information Service (NESDIS) https://www.nesdis.n[...] 2021-08-05
_[9] 웹사이트 EUMETSAT – MSG Spectrum http://www.eumetsat.[...]
_[10] 웹사이트 EUMETSAT – MFG Payload https://web.archive.[...]
_[11] 보고서 High-Resolution Wind Fields within the Inner Core and Eye of a Mature Tropical Cyclone from GOES 1-min Images https://journals.ame[...] 2008-07-04
_[12] 웹사이트 Subject: H1) What is the Dvorak technique and how is it used? http://www.aoml.noaa[...] 2009-01-03
_[13] 웹사이트 National Weather Service http://forecast.weat[...]
_[14] 학술지 Latest US weather satellite highlights forecasting challenges 2018-03-02
_[15] 웹사이트 GOES-17 Transition to Operations │ GOES-R Series https://www.goes-r.g[...] 2019-05-26
_[16] 보고서 NOAA-DOE Precipitation Processes and Predictability Workshop U.S. Department of Energy and U.S. Department of Commerce NOAA
_[17] 웹사이트 卫星运行 (Satellite Operation) https://web.archive.[...]
_[18] 학술지 The Breakthrough Team https://web.archive.[...] Environmental Satellite Services Administration 1969-07-01
_[19] 문서 ITU Radio Regulations, Section IV. Radio Stations and Systems – Article 1.52, definition: meteorological-satellite service / meteorological-satellite radiocommunication service
_[20] 문서 ITU Radio Regulations, CHAPTER II – Frequencies, ARTICLE 5 Frequency allocations, Section IV – Table of Frequency Allocations
_[21] 서적 気象学と気象予報の発達史　気象衛星の発達 https://www.maruzen-[...] 丸善出版 2018-10-01
_[22] 서적 大気の科学 日本放送出版協会
_[23] 서적 気象学と気象予報の発達史　世界気象監視プログラム https://www.maruzen-[...] 丸善出版 2018-10-01
_[24] 웹사이트 GOES 12 Spacecraft Status Summary http://www.oso.noaa.[...]
_[25] 웹사이트 GOES 13 Spacecraft Status Summary http://www.oso.noaa.[...]
_[26] 웹사이트 気象衛星センター ｜ 運用計画 https://www.data.jma[...]