2015년 겨울, 남쪽으로부터 온 강한 엘니뇨 (Godzilla El Nino)와 북쪽의 극지증폭 (Polar amplification)이라는 이질적인 영향으로 ‘기이한 혼성 날씨 (weird hybrid weather)’가 나타날 수 있다는 전망이 이슈가 되었다. 이러한 예측이 가능해진 것은 관측 및 모델 결과를 확보할 수 있다는 점과, 기후/기상/해양 등의 변화에 대한 과학적 지식 수준이 높아졌기 때문이며, 특히 해양에서 대규모 관측을 하고 그에 따라 지속적으로 자료를 공급함으로써 계절 예측의 불확실성을 낮추는 원동력이 되고 있다. 지구 표면의 70%를 차지하고 있는 해양은 한없이 넓고 부담감이 크기 때문에 해양 관측 자체가 국제적 협력 없이는 절대적으로 불가능한 일이다. 하지만, 대양 조사에 관한 국제적 기여라는 점에서 우리나라는 매우 미진하며, 대형 국제 공동 조사 프로그램을 잘 알고는 있지만, 참여는 엄두조차 내지 못한다. 이는 연구비 확보의 어려움, 대형 해양 조사의 경험 부재, 특정 주제에 대한 연구 자체의 낮은 대외 영향력 등 많은 이유가 있겠지만 국제 프로그램의 추진 과정에 대한 낮은 이해도도 한 몫을 한다. 즉, 성공적인 대양 관측 연구를 위해서는 대형 해양조사 프로그램의 흐름을 이해하는 것도 매우 중요하다는 것이다. 따라서 해양물리와 기후 연구에 관련된 대형 국제 공동 조사 사업이 개발되는 과정을 설명하고 현재의 해양 관측 동향에 대하여 기술하고자 한다.

1. 대형 해양 관측 프로그램 추진 과정

국제 공동 조사를 위해서는 국가 간 이해관계를 넘어서는 추진체가 필요하게 되며 대체로 세계기상기구(World Meteorological Organization; WMO), 정부간해양학위원회 (Intergovernmental Oceanographic Commission; IOC), 유엔환경프로그램(United Nations Environment Programme; UNEP), 국제과학협의회(International Council for Science; ICSU) 등 4개 기구, 또는 협의체가 상위 조직체에 해당된다. 비정부간 단체인 ICSU를 제외하고 모두 유엔 산하에 있다. 대양 관측의 방향은 어떠하고 어떻게 결정되는가는 3차 World Climate Conferences(WCC-3)와 OceanObs‘09 Conference를 살펴볼 필요가 있다. 2009년도에 WCC-3이 개최되었고 WCP 내에 Global Framework for Climate Services (the Framework)이 제안되었는데, 이와 시기적으로 궤를 같이한 OceanObs’09에서는 지난 10년간 해양 관측의 기술, 내용 및 성과를 검토하고 향후 해양조사 관련 연구 방향이 제시되었다. 결론의 핵심 용어는 famework이며 해양 조사를 위한 framework는 GOOS에서 공식적으로 도입하여 이후 국제 해양 관측 연구를 위한 기구, 사업 및 연구자에게 해양 조사의 안내자 역할을 하고 있다(UNESCO, 2012).

2. 대형 해양조사 프로그램 현황

전 지구 해양 monitoring 현황은 인공위성 관측, 실시간 해수면 관측망, 아표층(Subsurface) 관측망 등으로 구분되어 있으며 세부적인 관측 수단들이 대형 프로그램에 해당한다.

2.1. Global Drifter Program 
(http://www.aoml.noaa.gov/phod/dac/gdp_xss-objectives.php)

GOOS의 한 부분이며 Data Buoy Cooperation Panel의 과학 사업으로, 위경도 방향 각각 5도 해상도로 1,250개의 인공위성 추적 뜰개를 유지하여 실시간으로 표층 해류를 관측하는데 목적이 있다. 부착 센서에 따라 해수면 온도, 기압, 바람 및 염분을 측정하기도 한다. 운영은 NOAA의 대서양 해양대기연구실 (AOML)에서 담당하고 있으며 NOAA의 Joint Institute for Marine Observations (JIMO)에서 관련 기술 및 산업분야를 지원하고 있다. 특히, 뜰개 관측 자료는 2000년대 들어 표층 해류장을 종관적으로 이해하는데 큰 기여를 하였으며 우리나라 주변의 경우 동중국해(Lie et al, 1998) 및 동해(Oh et al, 2000; Lee et al, 2000)의 연구로 표층 순환계를 이해하는데 진전이 있었다. 우리 연구원에서는 MOF-NOAA JPA 사업을 통하여 필리핀 해, 서태평양 적도해역 및 남극해에 AOML에서 제공하는 뜰개를 매년 약 90대 정도 투하해주고 있다.

2.2. Argo (http://wo.jcommops.org/Apps/Webxss-objects/Argo.woa) 
1998년 이후 추진된 Argo 사업의 근원은 WOCE(1990-1997) 사업으로, 2000년부터 위경도 3도의 해상도를 가정하여 뜰개 3,000대 투하가 시작되었다. 이를 계기로 대양 내부의 순환과 물성 분포 구조 및 변화에 대한 이해의 폭을 증진시킬 수 있었으며, 해양관측 사상 가장 성공적이라는 평가를 받았다. Argo 관측의 해양학적 기여도 및 해양 감시의 중요성이 증가함에 따라 사업은 더 확대되고 있으며, 현재 3,900 여 기의 Argo 뜰개가 운용 중이다. 또한 보다 깊은 심해를 관측할 목적으로 Deep Argo, 다양한 관측 센서를 부착하여 관측 항목을 추가한 Bio Argo 등이 추진되고 있다. 자료는 준 실시간으로 공개되고 있으며, 가장 조직적인 자료 관리 체계가 유지되고 있다. 국내에서는 우리 연구원과 기상청이 참여한 Korea Argo 프로그램이 있으며, 현재는 국립기상 과학원 (http://argo.metri.re.kr/, 그림 5)에서만 매년 투하를 유지하고 있다.

2.3. OceanSITES (http://www.oceansites.org) 
대양의 고정점에서 장기간 시계열을 관측하는 것을 목표로 1999년부터 시작한 관측망 구축 협의체로서, GOOS의 한 부분 역할을 한다. 현재 OceanSITES에 등록된 시계열 관측망은 해수면에 설치된 부이관측망과 수중에 설치된 해류 관측망으로 구성되고 최근 적도해역의 부이 관측망이 추가되었다 2012년 이후에는 심해 (수심 2,000m 이상의 해저면 부근) 수온-염분 관측망 구축이 추진되어 현재 50여개의 관측 지점이 구축되어 있다. 국내에서는 서울대에서 운영하는 동해의 해류 시계열관측 1개 지점이 등록되어 있으며, 우리 연구원에서는 GAIA사업으로 수행중인 서태평양 적도해역에 2개 심해 T-S 관측점이 공식 관측 지점으로 등록되어 있다. 남극해(남태평양)의 남극순환류 통과 지점의 1개 지점도 심해 T-S 심해 T-S 관측 지점으로 예비 등록되어 있는 상태로 2016년 1월에 계류가 예정되어 있다.

2.4. GO-SHIP (http://www.go-ship.org/index.html) 
GO-SHIP은 CLIVAR 및 IOCCP 주요 프로그램의 하나로 GOOS의 한 부분이다. 1970년대 이후 GEOSECS, TTO, WOCE, JGOFS 및 CLIVAR 까지 대규모 선박 관측 연구사업의 경험을 기반으로 해양물리, 탄소순환, 해양생지화학 및 생태계를 아우르는 자료 확보를 목표로 반복 관측망 구축을 추진하고 있다. OceanObs’09에서 토의를 근간으로 하여 현재 부분적으로 관측이 수행되고 추가 관측망이 기획되고 있다.

GO-SHIP에서는 위 그림에 제시된 관측선 이외의 관측에서도 관측 해상도를 높이는 관측 (10년 정도 주기로 반복 관측 권장)을 추가할 수 있다. GO-SHIP의 관측망은 국가별 분담 관측을 통하여 전 해양의 변동성을 파악하기 위한 일관성 있는 자료 확보를 목표로 향후 10년 주기의 반복 관측을 권장하고 있다. 우리 연구원에서 기획 중인 이사부호 활용 연구도, 부분적으로 GO-SHIP에 기여할 방안을 찾는 것이 연구 목표 달성, 국제 사회 기여 및 연구 수준을 높이기 위한 전략일 수 있다.

2.5. TPOS 2020 (http://tpos2020.org) 
관측 신기술 발달과 모델 불확실성 제거를 위한 새로운 시계열 해양 관측 자료의 필요성으로 향후 태평양 적도 관측망 구성을 위한 기획을 위하여 2014년부터 GOOS의 조직으로 Tropical Pacific Observing System (TPOS) 2020이 구성되어 활동 중이다. 이 프로젝트에서의 제시하는 과학적 이슈는 해양-대기 경계층 일변화, MJO, ENSO 역학, 연안 경계류 변동성, 해양생지화학 반응 등이며 사업의 개념은 해양 시계열 관측뿐만 아니라, 인공위성 활용, 해양생지화학 관측, 모델 연구 등이 포함되어 있다. 이 프로젝트는 출발부터 우리 연구원의 지원과 함께 운영위원회 및 여러 TF 팀에 국내 연구자들이 참여하고 있다. TPOS-2020 활동의 공식적인 시작이 되는 1차 운영위원회는 2014년 10월 안산에서 개최된 바 있다. 현재 논의의 초점은 기존 TAO/Triton 관측망 유지 여부 및 관측점 재설계, 관측 신기술 및 관측 항목 추가 등이다.

3. 제언

이렇듯 국제적으로 대양을 대상으로 다양한 관측 체계가 구축되어 있고 국제 공동 프로그램이 진행 중이거나 기획 중이다. 하지만, 국내 기관이나 연구자들이 국제 프로그램에 참여하는 경우가 매우 미진하다. 즉, 국제 프로그램에 대한 인지도는 높은 편이지만 이해도는 상식 수준에 그치고 있으며, 연구자들 사이의 개인적인 국제 네트워크는 상대적으로 잘 갖추어져 있지만, 연구사업 형태의 조직적 교류나 참여는 거의 없다. 연구비 지원 기관에서도 연구 참여의 필요성은 이해를 잘하지만 사업 개발 단계에서부터는 후 순위로 밀리는 것이 현실이다. 이러한 사항들이 개선되더라도 국제 공동 관측에 참여하여 성공적인 결과를 얻기 위해서는 몇 가지 필요조건이 있다. 무엇보다 소위 특정 분야에서 개인적인 네트워크와 기관 간 네트워크는 물론, 학문적 신용을 기반으로 국제 공동 프로그램의 기획단계에서부터 참여하여 ‘Inner circle’에 진입해야 한다. 관측의 경우, 관측 장비에 대한 이해뿐만 아니라, 자료 분석 및 해석 능력이 필요하며, 더불어 국제 공동 연구 참여에 있어서 무엇보다 국익을 위하여 철저한 계산을 바탕으로 외교적으로 능수능란한 대응과 참여가 요구된다 하겠다.

| 해양순환·기후연구센터 이재학 책임연구원

2016-01-28