농촌진흥청, 농장 맞춤형 기상재해 조기경보시스템 전국 확대 고도화 추진

농장 단위 기상재해 정보, 2027년엔 전국에서 받는다

기상청 동네예보는 5㎞ 격자(25㎢) 내 모든 농장의 기상정보가 같지만, 농장예보는 30m 격자(900㎡=300평)로 생산되므로 농장별로 제공되는 기상정보가 다름(국내 농장의 최소 단위는 약 300평)

농촌진흥청(청장 허태웅)은 농장 맞춤형 기상·재해 조기경보시스템을 2027년까지 전국 155개 시군으로 확대 구축한다.

농장 맞춤형 기상‧재해 조기경보시스템은 ①농장(필지) 단위의 상세 기상정보 ②작물생육에 맞는 재해 예측정보 ③재해위험 단계에 따라 작물 맞춤형 농가 관리대책 등을 인터넷과 모바일(이동통신)을 통해 미리 받아볼 수 있는 시스템(체계)이다.

이 시스템은 기상청에서 일반 국민을 대상으로 공통으로 제공하는 동네예보, 중기예보 등 각종 기상정보를 바탕으로 농장의 지형 특성과 농촌지역에서 관측한 기상정보를 반영해 30×30m(900㎡) 단위로 상세한 농장 단위의 기상정보를 생산한다.

* 기상청 동네예보 단위는 5×5km (25㎢)

현재 농촌진흥청은 전국 29개 시군을 대상으로 서비스 시스템을 구축하고 1만 1,525 농가에 ‘농장날씨’, ‘농장재해’, ‘관리대책’으로 구분해 인터넷(https://agmet.kr)과 모바일(문자, 웹‧앱)로 서비스를 제공하고 있다.

‘농장날씨’는 농장별 기온, 강수량, 일사량, 일조시간, 풍속 등의 정보를 제공하며, 기온은 최대 9일, 그 외 기상정보는 최대 3일 후까지 예보한다.

‘농장재해’는 고온 해, 동해, 저온 해, 풍해, 수해, 일소해 등 단기에 피해를 보는 기상재해와 오랜 기간의 이상기상 누적으로 피해가 나타나는 가뭄해, 습해, 일조 부족 등에 대해서 정보를 제공하며, 재해위험 여부를 주의보와 경보로 나눠 최대 9일 전에 알려준다.

‘관리대책’은 재해위험 발생 시, 사과, 배, 복숭아 등 32개 작물에 대한 생육단계별 위험을 예방하거나 피해를 줄일 수 있는 사전‧즉시‧사후 대책이 제공된다.

농촌진흥청은 2014～2017년 섬진강 수계, 지리산 자락의 복잡한 지형에 자리해 다양한 기후특징이 나타나고 좁은 지역에서 여러 작목을 재배하는 10개2) 시군을 대상으로 정확성을 검증하고, 2018～2019년 전북 14개 시군에서 현장 실증을 수행했으며, 신농업기후대응사업단과 함께 지난해부터 전국 규모 통합서비스를 위한 고도화연구를 진행하고 있다.

검증지역 내 농장(필지)에서 최저기온의 추정 신뢰성은 96.3%이며, 예측값과 실제값의 평균오차는 –0.64도(℃)로 예측 정확도가 매우 높은 것으로 나타났다.

농촌진흥청은 농가의 의견을 수렴해 시스템을 지속해서 개선해 나가는 한편, 서비스 지역을 올해 40개 시군으로 확대하고, 2027년까지 전국 155개 시군을 대상으로 서비스 기반 구축을 완료할 계획이다.

농촌진흥청 기후변화평가과 정구복 과장은 “이상기상이 일상화되면서 농업기상 예측정보의 중요성이 더욱 커지고 있다.”라며, “앞으로 이상기상으로 인한 농가 피해를 최소화할 수 있도록 더욱 정밀한 농업기상과 재해 예측정보를 제공해 나갈 계획이다.”라고 말했다.

(참고자료)

1	농장 맞춤형 기상·재해 조기경보 서비스 활용 효과

□ 활용 및 만족도

○ (활용) 농장 단위 기상‧재해 예측정보의 농업·농촌 현장 서비스

- 조기경보서비스 활용, 농작업 계획수립과 농업 기상재해 피해 저감

* 고온(’19.5.) → 차광막 설치로 고온 피해 예방(진안 인삼)

* 강수량(’20. 7. 8.) → 수확시기 결정(김제 복숭아)

* 저온(’21.4.) → 열풍방상팬 가동으로 저온피해 예방(나주 배)

그림입니다. 원본 그림의 이름: 서비스 농가.png 원본 그림의 크기: 가로 704pixel, 세로 467pixel

※ 현장 사례

- 나주시 금천면에서 배를 재배하는 김덕진 농가는 농장(월산리 294)이 주변보다 낮은 곳에 있어, 봄철 개화기에 저온 위험이 큰 곳으로 작년에는 과원의 95%에서 저온 피해가 발생

- 저온 피해 대책으로 볏짚과 왕겨를 태워 온도 상승을 유도해 봤지만 큰 효과가 없어서, 올해 3월에 과원에 열풍방상팬 시설을 설치

- 올해는 조기경보 서비스에서 제공되는 저온 위험 예측정보에 따라 열풍방상팬을 가동하여 개화기 저온 피해를 예방, 정상적으로 수정

○ (만족도) 서비스 만족도 94% * 전남 순천 매실 200 농가 대상

- 매우 만족(28%), 만족(66), 보통(3), 만족 안 함(2), 전혀 만족 안 함(2)

□ 파급효과 및 가치

○ (경제적) 농업 기상재해 10% 경감으로 1,141억 원/년 절감(’19년 기준)

○ (사회적) 농가의 재해위험 감소로 오래갈 농업‧농촌사회 구현

○ (기술적) 농업‧기상 이종 간 ICT 융합에 의한 기상위험 서비스

- 농장 기상 기반의 농업환경정보 융합 서비스 확대 * 토양‧병해충‧작황 등

○ (비용편익) B/C ratio 2.1, 전국서비스 사업 타당성 높음(KREI, 2016)

- 약 2,320억 원/30년, 순 현재가치(순 편익) 창출(155개 시‧군 × 15억 원)

(단위 : 원/시‧군)

편익(B)	비용(C)	순현재가치(NPV)	B/C ratio
2,853,404,901	1,354,895,047	1,498,509,854	2.1

* 시‧군 농가의 50%가 6개월간 이용할 경우(30년 기준)

2	농장 맞춤형 기상·재해 조기경보시스템 개요

□ 개요

ㅇ 서리·저온, 집중호우 등 국지성 이상기상에 대한 농장 단위의 기상·재해 예측정보를 생산하고 대응 정보를 실시간으로 전파

- 농촌진흥청의 자동 기상관측장비(AWS)에 수집된 전국(212개소) 관측자료와 기상청 예보정보를 기반으로 농장 단위(30m 격자) 세부 기상·재해 예측정보 생산 및 개별 농업인에게 맞춤형 서비스 제공

	시스템 구성
	시스템 구성

◇ 기상·재해 예측정보를 30m 격자 단위(기상청 5km) 제공 ⬩ 각종 기상정보(기상 실황, 동네예보, 중기예보)를 농장의 위치에 따른 국지 공간 특성(고도, 지형, 지표 피복)에 맞게 상세화 ⬩ 상세 기상정보를 농장에서 재배 중인 작물의 품종 및 생육단계에 맞춰 재해 가능성을 위험단계별(주의, 경고 등)로 표현 ⬩ 위험단계에 따라 농가에서 위험을 예방하거나 낮출 수 있는 관리대책을 농장별 기상·재해 예측정보와 함께 사전 제공 ※ 국가연구개발 우수 성과 100선(’20), 기후변화대응 대표 기술 10선(’16) 선정

□ 기대효과

ㅇ 농업재해 피해 10% 경감으로 약 1,141억 원/년 절감 효과(’19년 기준)

* 농작물 재해보험 지급액 절감(898.0억 원) + 농업재해복구비 절감(242.7억 원)

3	농장 맞춤형 기상재해 조기경보 서비스 흐름도

기상정보 수신		▸농촌진흥청·기상청 등 관계기관 기상 관측자료 ▸기상청 동네예보, 중기예보


기상 상세화 (농장 규모 기상 추정)		▸기온, 습도, 풍속, 일사량, 일조시간, 강수량 등 11종 ▸예보 선행기간 : +2일~+9일


	정밀 지형/토양특성 반영 입력자료 보정


작물 생물계절(생육단계) 추정		▸대상 작물에 대한 각 생육단계 도달일 수 추정


	생물계절(생육단계) 모수 조정 (지역 특이적 보정)


작물별 재해위험 추정 (주의보, 경보)		작물별 생물계절(생육단계)에 따른 ▸급 발성 기상위험(동해, 저온 해, 고온 해, 풍해 등) ▸장기누적 기상위험(냉해, 일조 부족, 가뭄해, 습해) 등


	기상위험 발생 기준 조정 (지역 특이적 기준 보정)


분포도 서비스 제공		▸대상 시군 날씨, 작물 생물계절, 작물 재해위험 분포지도


재해관리지침 DB 구축		▸대상 작물의 재해위험별 대책(사전, 즉시, 사후)


자원 농가 선정 및 농장정보 등록		▸농장별 주소, 재배작물, 연락처 등


농장별 맞춤 서비스 제공		▸문자 통보 서비스(매일 저녁 다음날 예보) ▸모바일 앱/웹 서비스(휴대 전화번호로 개별농장 조회) ▸농장 기상, 재해위험, 재해관리지침 제공

4	농장 규모의 상세한 기상정보 예측 알고리즘 개발

□ 개요

○ 읍·면내 모든 농장에 같게 제공되는 각종 기상정보(기상청)를 국지 공간 특성(지형, 고도 등)을 반영하여 농장 규모로 다르게 예측

□ 주요 성과

○ 개별농장 규모로 기상을 추정하는 소기후 예측모형 개발

- (기온) 고도 차이에 의한 기온편차, 산 중턱의 온난지대, 저지대의 냉기 집적, 경사에 따른 일사 반응 효과 등을 반영

- (강수량, 일사량 등) 레이더 반 사당도, 지형효과, 하늘 상태(구름양), 음영 기복도 등 효과를 반영

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< 소기후 예측모형 예시(기온 모의 과정) >

○ 개별농장 규모의 과거, 실황 및 예보 기상정보 생산

- 기상정보(11종) : 기온(최고, 최저, 평균), 강수량, 일조시간, 풍속(최대, 평균), 일사량, 습도, 증발산량, 토양수분

- 실황(-2일∼-1일), 단기예보(현재∼+2일), 중기예보(+3일∼+9일)

* 기온은 최대 9일까지, 그 외 기상요소는 최대 3일까지 예보자료 생산

기상청 동네예보는 5㎞ 격자(25㎢) 내 모든 농장의 기상정보가 같지만, 농장예보는 30m 격자(900㎡=300평)로 생산되므로 농장별로 제공되는 기상정보가 다름(국내 농장의 최소 단위는 약 300평)

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5	생육상태 고려, 작물별 생육 맞춤형 재해위험 판정 기술

□ 개요

○ 시·군, 읍·면 내 모든 농장에 같게 제공되던 재해위험 정보를 농장 기상과 작물 생육상태를 반영하여 농장 규모로 다르게 판정

□ 주요 성과

○ 작물의 생육단계별 재해위험 추정모형 개발

- 추정모형 : Chill-day model(과수), GDD model(채소, 식량) 등

* 작물(32종) : 사과, 배, 복숭아, 단감, 매실, 포도, 참다래, 벼, 보리, 옥수수, 감자, 콩, 고구마, 배추, 고추, 무, 마늘, 양파, 인삼, 녹차, 오미자, 수박, 블루베리, 복분자, 오디, 참깨, 들깨, 땅콩, 유채, 수수, 자두, 팥

○ 작물별 생육 맞춤형 기상재해 위험 판정 기술 개발 * 기상재해 15종

- (급 발성 재해) 동해, 상해, 풍해, 고온 해, 일소해, 저온 해, 조풍해, 환풍해, 수해(침관수해), 대설 해, 우박해

* 하루 이틀간의 급격한 기상 조건 변화로 인해 발생하는 재해로, 작물의 생육단계별 기상위험 임계치를 기준으로 이를 벗어남에 따라 주의(경)보로 판정

- (지발성 재해) 가뭄해, 냉해, 일조 부족, 습해

* 장기간에 걸친 기상 조건의 과‧부족의 누적으로 인해 발생하는 재해로, 평년 기후 대비 당해연도 기상 조건의 상대적 위험도를 주의(경)보로 판정

재해 종류에 따라 생육단계별 “주의보, 경보” 기준값을 설정해 두고, 당해연도의 농장 기상(과거·실황 및 예보)을 이용하여 재해 발생 위험을 판정

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6	농장 단위의 기상·재해 예측정보 사전알림 서비스

□ 개요

○ 농장 규모의 기상과 재해 예측정보를 재해 대응 지침과 함께 자원 농가에 인터넷과 모바일을 통해서 사전에 알리는 서비스

□ 주요 성과

○ (서비스 내용) 농장 단위의 기상‧재해 예측 및 재해 대응조치 정보

- 작물별 재해 대응 지침 : 사전, 즉시, 사후 대책

생육단계	위험기상	재해	기준	주의보	경보	➡	사전대책/즉시대책/사후대책
휴면타파	저온	동해	아침기온	≤-15℃	≤-20℃		◦건전한 수세관리 ◦백색 수성페인트 주간부 발라주기 ◦반사필름, 신문 등으로 주간부 감아주기 ◦배수불량 과원에 명‧암거 배수시설 설치 ◦토양과습 회피
발아기	저온	저온해	아침기온	≤-2.8℃	≤-5.0℃
개화기	저온	저온해	아침기온	≤-1.1℃	≤-2.2℃
과실비대기	강풍	풍해	최대풍속	≥9m/s	≥11m/s

<작물의 생육상황을 고려한 기상재해 대응조치(예시, 매실)>

○ (서비스 지역) 섬진강 수계의 복잡 지형을 나타내는 29개 시‧군

- 농장의 필지 속성 정보 DB 구축 및 등록 : 농장 주소, 작물, 연락처 등

* 29개 시·군 : 하동, 구례, 광양, 순천, 진안, 곡성, 순창, 임실, 남원, 장수, 담양, 화순, 장흥, 장성, 보성, 함양, 무주, 익산, 고창, 김제, 전주, 완주, 정읍, 부안, 군산, 함평, 나주, 영암, 의성

* 서비스 농가 : 11,525 농가(19,743필지), 4,096 농가(휴대전화 문자)

○ (서비스 방법) 인터넷(분포형 웹-GIS), 휴대전화(문자), 스마트폰(앱/웹)

* 인터넷(크롬에서 최적화) : 대표(http://agmet.kr)


<서비스 지역(29시군)>	<모바일 서비스>

7	농장 맞춤형 기상·재해 조기 경보서비스 이용 현황

□ 휴대전화 문자(SMS) 및 스마트폰(앱‧웹) 서비스는 조기경보 서비스를 신청한 농가를 대상으로 실시

○ 인터넷 서비스는 조기경보서비스 대상 지역의 모든 농가에서 활용 가능

(2021. 6. 2. 기준)

번호	도	시군	농가 수			필지 수
			전체	문자 발송	모바일 웹/앱	전체	문자 발송	모바일 웹/앱
1	경상남도(2)	하동군	315	227	315	553	441	553
2		함양군	109	108	109	264	264	264
3	경상북도(1)	의성군	291	166	291	518	165	518
4	전라남도(12)	곡성군	951	52	951	1,474	81	1,474
5		광양시	128	119	128	302	276	302
6		구례군	86	76	86	142	126	142
7		나주시	257	256	257	522	327	522
8		담양군	61	60	61	84	82	84
9		보성군	116	116	116	147	146	147
10		순천시	1,846	204	1,846	3,178	411	3,178
11		영암군	102	99	102	153	98	153
12		장성군	253	252	253	378	365	378
13		장흥군	11	11	11	18	18	18
14		함평군	83	80	83	106	80	106
15		화순군	170	169	170	235	233	235
16	전라북도(14)	고창군	176	175	176	234	232	234
17
		군산시	29	29	29	34	33	34
18
		김제시	161	158	161	235	228	235
19
		남원시	1,992	132	1,992	3,672	166	3,672
20
		무주군	288	286	288	498	495	498
21
		부안군	33	33	33	36	36	36
22
		순창군	1,457	51	1,457	2,772	85	2,772
23
		완주군	95	96	95	123	121	123
24
		익산시	249	248	249	285	283	285
25
		임실군	1,245	154	1,245	2,181	261	2,181
26
		장수군	592	344	592	956	558	956
		전주시	119	118	119	204	191	204
27
		정읍시	96	94	96	136	132	136
28
		진안군	214	183	214	303	245	303
29
합계			8,915	2,859	8,915	15,555	4,388	15,555

8	농장 맞춤형 기상·재해 조기경보 서비스 정확도 검증 결과

□ 검증 개요

○ 기상정보 상세화 기술에 의한 추정자료와 검증용 기상관측망에 의한 관측자료의 비교

* 검증용 기상관측망 : 26지점(섬진강 수계 10개 시군의 특이지형에 설치)

* 검증분석 기간 : ’14.10∼’17.10(약 3년, 결측 기간 제외)

* 검증 방법 : 신뢰성 평가(%) = (결정계수 – 조건부 편이 – 예측 편이) × 100

□ 정확도 검증 결과

○ 기온의 추정 신뢰성은 95% 이상, 강수량은 70% 미만으로 평가

* 풍속 : 결정계수가 낮아서 신뢰성 평가는 무의미 (모형 개선 중)

기상요소	최고기온	최저기온	일조시간	상대습도	강수량
신 뢰 성	98.0%	96.3%	70.5%	70.5%	64.2%
평균오차	+0.31℃	-0.64℃	+0.33 hr	+0.87%	+0.67㎜

○ 기상 추정값과 관측값의 비교 예시(최고기온, 강수량)

그림입니다. 원본 그림의 이름: CLP00002adc0355.bmp 원본 그림의 크기: 가로 326pixel, 세로 308pixel

평균오차(0.31℃), 신뢰성(98.0%)

그림입니다. 원본 그림의 이름: 강수_검증_그래프2020.PNG 원본 그림의 크기: 가로 442pixel, 세로 416pixel

평균오차(0.67㎜), 신뢰성(64.2%)

<최고기온>

<강수량>

윤희진 기자 다른기사 보기