전망/진로


 

대기과학은 지구대기 운동과 물리적, 화학적 상태를 연구함으로써 자연의 질서와 법칙을 밝히는 자연과학의 한 분야이다. 최근 우리가 살아가고 있는 지구환경에 대한 이해와 보존의 필요성에 대한 인식이 급속히 확산되고 있는 점으로 미루어볼 때 앞으로 다가올 21세기에는 대기환경을 탐구하는 대기과학의 중요성이 더욱 부각될 것임이 분명하다. 대기과학분야에서 다루는 문제는 매우 광범위하지만 크게 나누어 기상현상의 본질을 이해하고 이를 예측하는 문제, 기상이변이나 지구온난화와 관련된 기후변동의 문제, 대기환경의 오염과 보존에 관한 문제 등이 있다. 대기과학 분야는 전세계적인 관측 및 감시 체계가 요구되기 때문에 다른 학문에 비하여 국제적 교류와 공동연구가 활발한 것이 특징이다.

전세계적으로 모든 국가가 지상 및 상층 관측망을 통하여 대기를 동시에 관측, 감시하고 자료를 공유하고 있으며, 여기에는 기상레이다, 기상위성 등 첨단장비가 사용된다.
또한 이렇게 축적된 방대한 자료를 처리하는데 슈퍼컴퓨터 등 첨단장비의 사용이 필수적으로 요구된다. 과거의 대기과학과는 주로 일기 및 기후 연구에 국한되어 있었으나, 최근들어 과학기술의 급속한 발전과 사회적 요구에 따라 대기환경, 고층 및 행성대기, 대기화학 및 생물학, 기후 및 계절 예측까지 학문영역이 확장되고 있는 추세이다.
대기과학 연구는 세가지 접근방법(관측, 분석, 실험)을 큰 축으로하여 이루어진다. 자연의 움직임을 대상으로 하는 학문인만큼 관측(Observation)은 대기과학의 중요한 토대를 이루며 과학 기술의 발달과 함께 발전하여 인공위성, 레이다 등을 이용한 다양한 관측방법이 개발되고 있다. 자료 분석(Analysis)과정은 관측을 통해 얻은 자료들을 분석하여 다양한 규모의 대기현상들이 가지는 역학적, 물리적 과정들을 밝혀내는 작업이며, 이를 토대로 유체 역학 방정식을 슈퍼컴퓨터 등 고성능 컴퓨터를 이용하여 수치모의(Numerical Modeling)실험을 함으로써 미래의 대기상태를 예측할 수 있게 된다.
중단기 예측 결과들은 수일 규모의 레저, 스포츠, 행사 등의 스케줄 관리에 활용하고, 장기 예측 및 기후 변화 예측 결과들은 산업, 어업, 농수산업 등의 국가적 정책 방향 설정에 매우 중요하게 활용된다.
인구 증가에 따른 에너지 소비의 급증은 20세기 들어 대기 중의 이산화탄소 농도를 증가시켰다. 대기 중의 이산화탄소는 지구가 흡수한 태양열이 빠져나가지 못하게 함으로써 지구온난화의 주범이 되고 있다. 지구 온난화는 대기대순환과 강수량에 영향을 주며 스모그나 산성비, 생태계 변화를 초래하기도 한다. 최근 들어 지구온난화의 강도와 대기대순환의 변화 및 그 영향에 대한 많은 연구들이 이루어지고 있다. 대기과학과에서는 대기 운동을 지배하는 이론적 법칙을 종합하여 프로그램화한 대기대순환 모형을 갖추고 이로써 보다 정확한 기후변화의 장기적 예측을 위한 연구가 진행되고 있다. 또한 기후 변화에 동반되어 나타날 수 있는 이상 기상의 빈도 및 강도의 변화에 대한 연구가 진행되고 있다.
◈ 관련과목 : 기후학(학부), 대기대순환(대학원) 등
인간에 의한 환경파괴의 대표적 예인 오존층 파괴가 과학적 주목을 받게 된 것은 약 20년 전 부터이다. 오존층은 10∼50Km의 대기층으로서 태양으로부터 방출되는 자외선을 흡수하는 중요한 역할을 한다. 1985년에 최초로 남극 오존층의 파괴가 보고되면서 생태계에 미치는 오존층의 중요성은 더욱 부각되었다. 대기과학과에서는 오존층에서의 대기운동을 파악하기 위해 중층대기의 대기순환, 오존 등 미량기체의 분포 등을 관측자료들의 분석 및 고성능 컴퓨터를 이용한 수치모의를 통하여 연구하고 있으며, 교과과정을 통해 오존층에서의 역학적, 물리적 그리고 화학적 과정들의 기초를 다루게 된다.
◈ 관련과목 : 고층대기학(대학원)
컴퓨터가 처음으로 발명된 이후로 대기과학이 컴퓨터의 발달을 이끌어왔다고 해도 과언이 아니다. 이는 대기 중에서 일어나고 있는 다양한 대기현상들을 시뮬레이션하는데 요구되는 막대한 컴퓨터 용량과 계산량 때문이다. 최근에 컴퓨터의 성능이 눈에 띄게 향상되면서 이를 이용하여 현재의 대기상태를 재현해내고 미래의 상태를 예측하고자하는 연구가 점차 많은 영역에서 사용되고 있다. 특히 우리의 생활과 밀접한 연관이 있는 예보분야에서 이 방법은 약 2∼3일 후까지의 일기상태를 예측하는 단기예보나 1∼2주일까지 확장된 중기예보 등에 사용된다. 집중호우나 태풍, 폭풍우 등의 악기상들은 사회경제적으로도 큰 영향을 미칠 수 있는 대기현상인데, 이러한 현상들과 도시 및 산악 기상 등 국지규모의 대기순환들은 좁은 지역에 짧은 시간동안 나타나기 때문에 그 특성을 이해하고 예측하기 위해서는 정교한 수치예보 모델과 초고속 수퍼컴퓨터의 사용이 필수적이다. 수치예보 모델에는 비정역학적 대기흐름과 구름 및 강수 물리, 복사과정, 대기 경계층 등의 상세한 물리과정, 지형과 지표특성 등이 포함되어 실제 대기를 거의 완벽하게 재현, 예측한다. 또한 한반도 지역에서 매 시간 관측되는 기상 자료를 실시간으로 수집, 분석하여 기상상태를 예보하는 연구가 이루어지고 있다.
◈ 관련과목 : 열대기상학(학부), 수치모델링(대학원)

Typhoon Paka -0632 UTC 16 December 1997
해양의 온도분포는 대기를 차등 가열시켜 대기순환을 일으키게 하고, 대기순환이 동반하는 해상풍은 해양의 온도분포를 변화시킨다. 이와같이 대기와 해양은 서로 영향을 미치므로써 끊임없이 변화하게 되는데, 이러한 관계를 대기와 해양의 상호작용이라 한다. 대기와 해양의 상호작용의 가장 대표적인 현상이 엘니뇨 현상이다.
◈ 관련과목 : 해양기상학(학부), 해양물리학(대학원)
유체에는 공기와 물(액체)이 있다. 대기과학에서의 일기의 변화란 유체(공기)의 흐름이다. 이 흐름을 파악하는 것이 대기과학을 아는 것이고, 이들의 흐름을 예측하는 것이 일기예보이다. 지구상에서 일어나는 각종의 기상현상을 이해하기 위해서 이들의 규모를 축소하여 실험실 내에서 재현해보는 것이 유체역학의 실험이다. 이들의 실험을 통해서 각종의 대기현상을 만들어보고 실제 기상에서는 파악할 수 없는 곳도 실험을 통해서 알아보고자 하는 것이다. 이들 유체의 흐름중에서 특히 파동(波動)현상이 중요하다. 이는 열(熱)이나 에너지, 물질의 수송, 기상현상의 파급에 중요한 역할을 하기 때문이다. 따라서 본 실험장에서는 파동을 중요시해서 실험을 행하고 있다.
◈ 관련과목 : 지구유체역학(학부), 고급기상역학(대학원)

실험 수조를 이용한 편서풍 파동의 재현 모습

대기과학의 기초를 이루는 관측에 있어서 최근에 로켓트 및 인공위성 관측을 통해 우주공간과 지상에서 지구를 동시에 관측하는 것이 가능해지면서 연구의 범위는 크게 확장되었다. 기상위성은 전세계를 하루에 두 번 관찰할 수 있는 극궤도위성과 지정된 장소를 24시간 내내 관측할 수 있는 고궤도의 정지위성으로 나누어진다. 이러한 기상위성들은 구름, 해양상태를 포함한 지구표면상태등을 원격탐지하여 영상으로 나타내는 역할과 대기중의 가스에서 방사하는 에너지를 감지하여 이로부터 대기의 연직온도, 습도 그리고 복사학과 생태학에 중요한 오존, 메탄 및 불소계열가스 등의 분포를 도출하는 역할을 한다.
또한 화성 탐사선의 성공적 임무수행을 통하여 이제 지구 뿐만 아니라 다른 행성의 대기운동까지 연구할 수 있는 발판이 마련되었다. 이제 우리나라의 위성탐사 계획이 본격적으로 시작되는 시기임을 볼 때 이 분야의 가능성은 매우 넓다고 할 수 있다.
◈ 관련과목 : 위성기상학 (대학원)
경제, 사회의 발전에 따라 여러 분야에서 기상정보와 대기과학 전문인의 수요가 기하급수적으로 증가하고 있다. 졸업 후 대학원 진학 등 많은 수가 학계로 진출하여 연구 개발 업무에 종사하거나 대학에 남아 교육 및 연구에 전념하고 있다. 또한 기상청, 기상연구소, 한국과학기술원, 해양연구소, 환경개발원, 국립환경연구원, 항공우주연구소 등의 연구소와 현업기관 그리고 각 항공사, 방송사, 공군, 해군 등 다양한 분야에서 대기과학 전문인으로 일할 수 있다. 더불어 최근에 민간 예보사업이 본격적으로 실시되면서 이 분야의 많은 인재가 요구되고 있다. 대기과학은 다른 학문에 비해 개척 분야가 많이 남아 있기 때문에 많은 젊은 과학자들의 도전을 요구하고 있다. 졸업 후 대략적인 진로는 다음과 같다.
구 분 진 출 분 야
대학원 국내 또는 국외
연구소 기상연구소, 한국과학기술원, 해양연구소, 환경개발원, 항공우주연구소, 국립환경연구원 등
정부기관 기상청, 환경부, 과학기술부, 건설교통부, 수자원공사, 기상장교 등
민간기업체 민간예보사업체, 항공사, 언론사, 한국전력, 환경관련업체 등
노장 모발습도계 수은기압계 자동기상관측장비
© k2s0o1d8e1s0i1g0n. ALL RIGHTS RESERVED.