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1. 인공강우
1.1. 인공강우의 정의 및 역사
인공강우는 인위적으로 비를 내리게 하는 기술이다. 구름층이 형성되어 있으나 대기 중에 응결핵 또는 빙정핵이 적어 구름방울이 빗방울로 성장하지 못할 때, 인공의 "비씨(Cloud Seed)"를 뿌려 특정 지역에 비를 내리게 하는 것이다. 이 기술은 1946년부터 연구·개발되어 현재 40여 개국에서 실용화되고 있다.
1946년, 미국의 구름물리학자인 빈센트 쉐퍼가 드라이 아이스 살포에 의한 소규모 인공강우 실험에 최초로 성공하였다. 이후 1960~1970년대에 미국, 호주, 이스라엘 등 세계 여러 나라에서 실용적인 목적의 인공강우 실험이 성공을 거두었다. 1980년대에는 구름 특성 관측용 과학 장비의 개발과 3차원 구름 수치모델의 발달로 인공강우 실용화 효율이 향상되었다. 1990년대 이후에는 기상레이더 기술 및 구름입자 관측기의 발달로 인공강우 기술이 계속 고도화되어 안개 소산, 우박 억제, 집중호우 억제 등의 기상조절 분야에 실용적으로 운용되고 있다. 우리나라에서는 1995년부터 기상청 기상연구소에서 인공강우실험 연구를 시작하였다.
1.2. 인공강우 방법
인공강우는 대상이 되는 구름에 항공기를 이용하여 비씨를 투입하거나 지상장비를 이용하여 날려 보내는 방법이다. 항공실험의 경우 전용 항공기 확보가 필수적이며, 항공기에 연소기나 연소탄 발사기와 같은 비씨 뿌리기 장비 및 구름입자 관측 장비를 탑재하여 실험을 수행한다. 6∼8인승 쌍발 항공기가 적합하다. 지상실험의 경우 지상에서 연소기를 이용하여 요오드화은(AgI)용액을 태워서 구름속에 주입시키거나 로켓포를 이용하여 요오드화은을 구름속으로 쏘아 올려 터지게 한다. 인공강우의 비씨 물질로는 빙정핵 물질과 흡습성 물질이 있으며 대상 구름의 종류와 성질에 따라 선택적으로 사용한다. 빙정핵 물질은 요오드화은이 주성분으로서 주로 여름철 이외의 한냉구름을 대상으로 한다.
1.3. 외국의 인공강우 현황
세계기상기구(WMO)에 따르면 현재 세계 약 40여개국에서 인공 강우 관련 기상조절 연구를 수행하고 있다. 중동지역의 국가에서는 농작물 및 식수원 확보를, 유럽 각국에서는 여름철 우박에 의한 농작물 피해 감소를, 중국에서는 수자원 확보 및 농작물 재배를 목적으로 인공강우를 실시하고 있다.
미국은 인공강우가 가장 활발히 운영되고 있는 국가로서 국가적 지원하에 각주에서 기상조절 연구 프로젝트가 진행되고 있다. 캘리포니아, 네바다, 유타, 아리조나 주 등에서는 겨울철 산악지역의 대단위 강설 증가 프로그램을 통하여 수자원을 확보하고 있으며, 목화 재배 및 농장이 발달한 텍사스주 등에서는 여름철에 인공강우를 실시하여 농작물 재배의 수익을 높이고 있다.
호주의 경우 미국과 마찬가지로 오랜 역사를 가지고 있으며, 남부지역의 타스마니아 섬에서는 매년 인공강우를 실시하여 수력발전, 식수 공급에 이용하고 있다.
중국은 중앙정부와 성(省) 정부의 예산 지원과 주도하에 인공강우 연구와 실용화를 실시하고 있으며, 특히 화북성, 산서성, 길림성 등지에서 적극적으로 인공강우를 실시하고 있다. 화북성 지역에서는 항공기를 이용한 인공강우로 수자원을 확보하고 있으며, 과수원이 많은 길림성에서는 강하게 발달하는 뇌우에 인공강우 포탄을 쏘아 터지게 하므로써 강수를 증가시키고 우박의 세력을 약화시켜 과수 피해를 줄이고 있다.
1.4. 인공강우의 경제성
80년 중반을 기점으로 순수한 연구 차원보다는 상업성을 고려한 인공강우 실험이 많이 실시되고 있다. 평균 10∼20%의 강수 증가 효과가 있는 것으로 분석되고 있다.
미국의 식수와 농업용수 확보를 위해 실시한 지상실험 결과 분석에 따르면 1년간 60만달러를 투자, 약 5천만톤의 물을 얻게 되었다. 따라서 물 1톤을 얻는데 1.3센트 정도 소요되어 경제성이 높게 나타났다.
호주도 수력발전에 의한 전력 생산량을 높이기 위해 실시한 항공실험 결과에 따르면 연간 64만 달러를 투자, 2억4천만톤의 물을 확보하게 되었다. 물1톤당 0.3센트 정도의 비용이 들어 경제성이 매우 뛰어난 것으로 나타났다.
이처럼 인공강우 실험은 상업성 측면에서도 높은 성과를 보이고 있어, 향후 기술 발전과 실용화가 더욱 가속화될 것으로 예상된다.
1.5. 우리나라의 추진 현황 및 향후 계획
우리나라는 1995년부터 기상청 기상연구소에서 인공강우실험 연구를 착수하였다. 이후 10여 차례의 항공 및 지상실험을 실시하였다. 2001년 6월 14일에는 기상청에서 경남서부지역과 경북북부지역에 인공강우 실험을 실시하여 가능성을 확인한 바가 있다. 인공강우는 이상가뭄에 대비하고 수자원분야 기술선진화를 위하여 국가차원에서 추진함이 바람직하다.
현재는 기상연구소와 수자원공사가 공동으로 「인공강우 실용화 중장기계획」을 수립 중에 있으며, 이를 토대로 2000년까지 인공강우기술 실용화를 추진할 계획이다. 장기적으로는 구름 및 강우수치모델, 가뭄 완화, 우박 억제, 안개 소산 등의 기상조절 기술개발을 추진하고 실험결과 등을 평가하여 소요장비와 인력을 확충할 계획이다. 또한 호주 Hydro-electric Corporation(HEC) 및 미국의 전문기관과의 기술지원 및 교류를 통하여 국내 인공강우 실용화 기반을 구축할 예정이다.
아울러 현재 전용 항공기 및 관측장비가 부족한 실정이므로 장기적으로는 전용 항공기 확보와 더불어 관측장비 확충을 통해 인공강우 실용화를 보다 체계적으로 추진할 계획이다. 이를 통해 국내 기술수준을 향상시켜 가뭄 극복과 수자원 확보에 기여할 것으로 기대된다.
1.6. 문제점과 앞으로의 자세
항공실험의 문제점은 항공기를 활용하는데 사전 예약 및 지정항로 비행으로 인하여 변화하는 기상에 대처하지 못하여 실험에 어려움이 많다. 그러므로, 인공강우 실험을 수행함에 있어 비행권(비행시간 및 구역을 결정할 수 있는 권리)에 관한 조건을 완화시켜야 연구가 가능하고 비행권이 확보되지 않는다면, 기존의 인공강우 실험의 경우처럼 단순한 실험으로 끝날 공산이 크며, 실용화는 어렵다고 판단된다. 또한 전용 항공기 확보를 위한 비용도 많은 문제로 작용한다. 전담요원 확보 또한 문제인데 인공강우는 장비, 이론, 항공 및 지상실험 등 최소한 35인의 전담요원은 확보되어야 기본적인 연구 및 실험을 수행해 나갈 수 있기때문이다. 뿐만아니라 기상현상은 여러사람에게 여러 가지모습으로 영향을 주고 있기 때문에 실험실에서 실험하는 것과는 다르게 아주 조심스럽다. 같은 결과가 어떤 사람이나 단...
