삼성방재, 쓰나미 예측모델 개발 ‘쓰나미경보시스템’ 구축 예정
이 박사는 우선 우리나라 동해와 일본 서해 사이 바다를 가로·세로 각각 1km 길이의 격자로 바둑판처럼 나눈 뒤 각 격자마다 해저지형 정보를 입력했다. 그리고 우리나라 동해 연안은 다시 한 변 123.3m의 격자와 이를 다시 한 변 41.1m의 격자로 세분화시켜 정보를 입력해 모델을 완성했다.
또한 일본 근 해상에서 쓰나미가 실제 일어난 지점 중 307곳을 선택해 파고 1m 높이(기준)의 쓰나미가 해당 지점(격자)에서 발생했을 경우를 가정해, ‘대화퇴’를 통과해 우리나라 동해 세부 지역별로 도달하는 쓰나미 높이를 우리나라 기상청 슈퍼컴퓨터로 각각 계산해 기초 데이터 307종을 구축했다.
기초데이터 이용방법은 이 307곳 중 한 지점에서 또다시 해저지진이 발생해 7m높이의 쓰나미가 발생했다면, 지진의 특성에 따라 동해안 각 세부지역에 어느 정도의 높이 파도가 몰려오는지 예측하는 것이다.
이 모델을 지난 1983년 일본 북해도 서해상에서 발생한 쓰나미에 직접 적용한 결과 실제 당시 우리나라 실제피해와 근접한 결과를 얻었다. 이 박사는 이 연구모델과 실증결과를 지난 2003년 일본 삿포르에서 열린 IUGG(세계 지구물리·측지학회)에 발표, 세계최고의 쓰나미 학자인 일본 도후쿠대학의 슈토 노부우 교수 등으로부터 인정을 받았다.
국내 쓰나미 모델의 필요성은 3가지로 요약될 수 있다.
첫째 우리인접국인 일본이 쓰나미(지진해일) 다발국이라 우리나라도 상시 쓰나미의 위험에 노출돼 있다는 점이다. 일본에서 쓰나미가 발생하면 보통 2시간 후에 우리나라 동해 해안선에 도달된다. 즉 일본 서부해안에서 리히터규모 7이상의 쓰나미가 발생하면 우리나라 동해안이 피해를 입는다.
실제로 1960년대 이후 3차례(1963년, 1983년 1993년) 일본 쓰나미로 우리 동해안이 피해를 입었다. 이 박사는 “일본의 쓰나미가 10년에 1회 꼴로 우리 동해에 피해를 주고 있다”면서 “마지막 피해가 1993년에 일어난 점을 감안하면 조만간 쓰나미가 찾아올 확률이 높다”고 주장했다. 일본 근해에서는 쓰나미가 빈번해 일본기상청은 경보시스템을 갖추고 해저지진 발생 직후 5분 내로 쓰나미 경보를 발령, 주민을 대피시키고 있다.
모델개발 두 번째 필요성으로 울릉도 북서쪽 해상 깊은 곳에 대화퇴(大和堆)라는 해저산(海底山)이 있어 일본·미국이 보유한 쓰나미 예측모델을 우리나라에 그대로 적용하기 곤란하다는 점이다. 사실 일본이 쓰나미가 발생하면 경보 발령을 내림과 동시에 우리나라에도 같은 정보를 제공한다. 따라서 일본 해상에서 우리나라 동해까지 쓰나미가 도달하는 데 2시간이 걸린다는 점을 감안하면 일본의 예보를 도움받아 우리도 피해를 대비할 수 있다.
문제는 일본해상의 쓰나미가 평균수심 4,000m의 우리 동해로 밀려오다 갑자기 수심 500m로 얕아지는 ‘대화퇴’ 부근에서만 속도가 느려진다는 것이다. 대화퇴는 바다 속의 산이므로 해수면에서 보면 수심이 얕은 곳이다. 그런데 쓰나미는 수심이 깊은 곳에서는 빨리 이동하다가 수심이 얕은 곳은 느려지는 특성이 있다. 따라서 해저퇴 위의 해상에서만 쓰나미 이동속도가 느려지는 반면 주변 해상에서는 제 속도로 이동해 결국 속도가 느려지는 대화퇴 주변에서 쓰나미 물결이 모였다 몰렸다가 우리 동해안 어느 지점으로 그 모인 물결의 힘이 뻗어나간다.
그래서 강력한 쓰나미 힘이 닿는 특정 지점은 다른 지점보다 피해가 막대하다. 일례로 1983년 일본의 해저지진으로 우리 나라 모든 동해상에 2m의 쓰나미가 몰려왔으나, 삼척시 임원항에만 무려 4.7m 이상의 집채만한 파도가 집을 삼켰고, 정착중인 선박은 집 지붕 위로 올라가는 일이 벌어졌다. 또한 인명피해(사망 1명, 실종 1명)가 났다. 따라서 우리 고유모델로 임원항처럼 피해가 극심한 지역을 사전 분석해야 한다.
모델개발의 세 번째 필요성으로 일본은 쓰나미 다발지역 해안 일부지역에 아예 5m 이상의 제방을 쌓아 쓰나미를 차단하고 있다. 그러나 막대한 설치비용과 경관파괴 때문에 일부지역에 한정하고 있다. 이를 근거로 우리나라도 10년에 1회 꼴로 찾아오는 쓰나미를 막고자 제방을 쌓는 것보다 정확한 예측모델과 경보체제를 갖추는 게 비용 효율적이다.
쓰나미 예측 모델의 향후 과제는 일본 서해상의 1만 군데를 훨씬 넘는 해저지진 발생지점 및 발생예상 지점에 대해 각각 기상청 슈퍼컴퓨터로 계산을 해서 이들에 대한 기초데이터를 구축하는 것이다. 이 박사는 “각 지형정보가 담긴 수많은 격차들을 고려하며 계산을 해야 하다보니 슈퍼컴퓨터로 해저지진 발생지점 한 곳에 대한 우리나라 동해안 지역별 피해 기초데이터를 구축하는 데 1시간 정도 소요된다”면서 “기초데이터 구축 등을 위해 삼성방재연구소와 기상청이 협의 중”이라고 밝혔다.
그는 “기초데이터만 구축하면 그 값을 일반컴퓨터로 옮겨오고 일본 경보를 통해 해저지진의 넓이규모, 발생 쓰나미의 높이만 알 수 있으면 몇 분 내로 동해 각 지역별 쓰나미 높이, 대화퇴에 의해 큰 피해가 예상되는 특정지역 및 파고 등을 예측할 수 있다”고 강조했다.
(한국과학기자협회 작성)
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