Ⅰ. 서론 1. 배경 및 필요성 국제민간항공기구인 ICAO(International Civil Aviation Organization)는 공항 중심의 민간항공기 교 통량이 2030년까지 3천만 대에서 6천만 대로 2배 가량 증가할 것으로 예측(Global Air Transport Outlook 2030)하였으며[1], 전 세계적으로 플라잉카, 개인항공기(PAV: Personal Air Vehicle)[2], 도심형 항 공 모빌리티(UAM: Urban Air Mobility) 같은 소형 비 행체 기반의 신산업 관련 항공교통시장의 폭발적 증가를 예상하였다. ICAO는 국제항공교통관리(ATM: Air Traffic Management) 패러다임 변화를 주도하기 위하여 글 로벌 항행계획(GANP: Global Air Navigation Plan)을 통해 미래 항공기상정보 서비스에 대한 새로운 비 전을 제시(2018년)하고 국가별 이행을 요구하고 있 다. 미국은 NextGen(Next Generation Air Transportation System), 유럽은 SESAR (Single European Sky ATM Research), 일본은 CARATS(Collaborative Actions for Renovation of Air Trac System) 프로젝트를 통해 ICAO의 항공교통관리 가이드라인을 주도하며, 미 래 항공교통 시스템 환경 구축 기술을 선도하고 있 다[1]. 이러한 변화의 흐름에 맞춰 우리나라도 차 세대 항공교통시스템 구축계획인 NARAE 프로젝 트를 수립하여 대응 중이다[3]. 전 세계적으로 기상 원인으로 발생하는 지연· 회항·사고 손실 비용을 최소화하기 위한 요구가 지속적으로 제기되고 있으며, 미래 항공기상 수요 에 대응하는 新기술 기반 항공기상 기술개발과 순 환생태계 기반 마련을 위한 항공기상서비스 기술 분야 기획 및 개발이 시급한 실정이다. 특히, 항공 안전과 효율성 증진을 위한 항공기상 및 항공교통 정보의 융합을 통해 핵심기술 확보 및 新생태계를 구축할 수 있는 기술개발이 중요한 시점이다. 소방헬기, 닥터헬기와 같은 저고도 소형 비행체 의 열악한 비행 조건에서의 안전운항 등, 현재의 저고도 비행체 운항 문제점을 해결할 수 있는 해결 기술과 미래의 저고도 비행체 기반 산업을 위한 기 술 분야에 대해서도 국제적 주도권을 확보하고, 정 확한 항공기상 정보 제공을 위해 특화된 핵심 기술 개발과의 연계 또한 중요한 과제이다. 미국은 NASA를 중심으로 소형 항공기를 위한 하늘 고속도로 추진계획인 소형 항공기 운송시스 템(SATS) 방안을 수립하였으며, 유럽은 대중교통 과 자가용으로 출발지 PPort까지 이동 후 PAV로 이 륙하여 목적지 PPort에 착륙하는 개념의 미래 유럽 교통시스템을 2030년까지 정의하였다[2]. 우리나 라는 국토교통부를 중심으로 ‘한국형 도심항공교 통(K-UAM) 로드맵’에서 UAM의 2025년 상용화 를 목표로 ‘도심항공교통 민관협의체’(UAM 팀 코 리아)를 발족하여 추진 중이다[4]. (국토교통부 보 도자료, ’20.06.24.) 2. 연구의 목적 본 연구는 국내외 항공기상 관련 현황조사 및 시 사점 도출을 통해 수치모델 기반의 안전하고 효율 적인 미래 항공기상서비스의 기술개발 방향 및 추 진전략을 수립하고, 핵심 연구개발 내용을 구체화 한 세부과제 기획 및 추진 로드맵을 마련함으로써 항공기상서비스 진화에 따른 글로벌 항공기상정 보의 적시 제공과 NARAE-Weather 실현의 성공적 추진을 목적으로 하였다. 3. 연구의 내용 및 범위 항공기상 관측, 예보 및 서비스 등 분야별 수치모델 기반의 국내외 항공기상서비스 기술개발 현 황 및 주요 정책 동향과 항공산업의 수요 분석을 통해 시사점을 도출함으로써 항공기상서비스 기 술개발의 목적, 추진 근거 및 방향을 정립하고, 신 규사업을 추진하기 위한 객관적 타당성과 시급성, 정부 지원의 필요성, 기존 유사 사업과의 차별성과 연계성, 미추진 시 문제점을 Ⅱ장에서 상세히 기술 하였다. Ⅲ장에서는 미래 항공교통과 항공기상 분야의 세계적인 큰 흐름에서 국가 경쟁력 확보를 위한 전 략과 사업 방향을 수립하였다. 이를 위해 수치모델 기반의 항공기상서비스 기술개발의 비전과 목표 설정 및 주요 시사점에 따른 추진전략을 마련하고, 기술개발 결과에 대한 기대효과와 활용방안을 제 시하였다. Ⅳ장에서는 기상청 현업 수치모델과 항공기상 관측, 예보 및 서비스 등 항공기상 분야를 고려하 여 수립된 전략 및 사업 방향을 구체화하기 위한 총 9개의 세부 전략과제를 도출하고, 추진 로드맵 을 제시하였다. 또한, 항공기상 기술개발을 위한 세부과제 요소기술 및 주요 액션 간의 연차별 연계 구조를 분석하였다. Ⅱ. 항공기상서비스 기술개발 현황 1. 주요 항공기상서비스 기술 현황 가. 공항/공역기상 관측기술 국내 공항기상 관측망을 개선하기 위해 장비 운 영상태 및 자료처리 현황 관리에 필요한 항공 기 상관측장비(AMOS, LLWAS, TDWR 등)의 운영 강 화 및 통합감시체계를 수립하고, 2020년부터 통합 모니터링 시스템의 구축을 추진 중이다[5,6]. 공항 관측망 확충 부분은 레이저식 적설계와 무게식 강 수량계를 2018년부터 도입하여 강수 감시망을 보 강하고 있으며, 2019년부터 공항 운영등급(CATII 이상)에 상응한 위험기상 탐지 능력을 강화하는 중이다. 항공 안전을 위한 공항의 입체적 기상관측 인프라는 공항 및 비행 접근 구역의 기상 상황에 대한 공간적 변동성 관측을 수행하는 지상 기반 수 퍼사이트 및 인근 보조관측소를 인천공항에 구축 할 예정이다. 시공간적인 고해상도의 공항 기상예보를 위해 관측 공백 최소화, 위험 기상관측 강화 등 공항 기 상관측망 개선 및 확충이 시급히 요구되며, 이를 위해 다양한 공항 관측 센서 데이터의 표준화 및 품질관리, CCTV를 이용한 시정 관측 자동화 등의 관측 효율성 증대와 윈드시어 탐지 장비 추가 설 치, ITWS(Integrated Terminal Weather System) 도입 등의 공항/공역 위험기상 탐지 능력 고도화가 필 수적이다[7]. 캐나다는 항공기상 현재 예보(Nowcasting) 및 NWP(NextGen Weather Processor) 모델 검증과 기상 관측장비의 성능 평가 등에 지속적으로 활용하기 위해 수퍼사이트를 구축하여 활용 중이며, 국내는 항공기상 관측 능력 향상, 관측장비 성능 평가, 초 단기 항공기상 예보정확도 개선 등을 위해 수퍼사 이트 구축이 필요하다. 항공기 기반 관측 및 활용기술 분야의 국내 기술 수준은 AMDAR(Aircraft Meterological Data Relay) 활 용 및 ADS-B 자료 수집 단계이기 때문에 ADS-C, MODE-S, MODE-S MRAR 등 다양한 방식의 항 공기 기반 관측기술의 도입에 대한 검토와 수집 된 ADS-B 데이터 활용방안에 관한 연구가 필요 한 시점이다. 또한, 수치모델 입력 등 세계적으로 항공기 기반 관측자료의 활용이 증가하는 추세이 나, 국내는 관련 연구개발이 미흡하여 AMDAR 자 료만 수치모델 입력 데이터로 활용하고 있으며, ADS-B는 수집 및 검증 단계에 머물러 있다