국가농림기상센터

WMO 농업기상활용

제목: 총론

작성일: 2019-11-05
조회수: 931

농업기상은 기상, 수문학적 요인과 원예, 축산 및 산림을 포함하는 넓은 의미의 농업과의 상호관계에 관한 것이다. 농업기상의 목적은 이러한 상호관계를 파악하여 정의하고 대기에 관한 지식을 실제 농업경영에 적용하는 것이다. 농업기상의 관심분야는 식물의 뿌리가 자라는 토양에서부터 작물이나 수목이 생육하고 동물이 서식하는 지표근처의 저층대기와 공중생물학의 대상인 고층대기까지 포함하는데 이 기층은 특히 종자, 포자, 꽃가루 및 곤충 등의 이동과 관련이 깊다.

농업기상은 자연적 기후와 이의 국지적인 변동 외에도 방풍설비, 방풍림, 관개 및 서리방지 등 환경의 인위적 변형, 실내외 저장 중의 기후상태, 축사와 농용건조시설물, 농작물 운송차량 내부의 환경상태 등과 관련이 있다.

(참조 : WWW Planning Report No. 22)

1.2 중요성

농작물 생산은 지난 수십년간의 놀랄만한 농업기술의 발달에도 불구하고 기상 및 기후에 아직도 좌우되고 있다. 기용 환경자원 및 지표면 토양-공기 접지층을 포함한 저층대기까지의 예상상태에 대한 지식은 장기 농업체계 계획수립을 위한 주요 결정을 위한 지침을 제공한다. 대표적인 예로는 관개계획의 수립, 토지이용 및 영농방식의 선택, 작물 및 가축 품종과 혈통, 농기계를 들 수 있다. 상세한 실시간 기상요소의 추정값 및 유도(derived)지수는 단기 농작업 계획수립시 올바른 결정을 하는데 중요한 역할을 한다.

전술적인 결정으로는 파종, 재배 및 수확과 같은 재배관리시기를 다루는 "평균비용"형과 값비싼 농약살포 및 고비용 작물보호대책의 수행과 같은 "고비용"형 결정을 들 수 있다. 기상 및 기후정보의 효율적인 농업분야 활용을 위해서는 결정형태에 관계없이 토양, 식물 및 농작물에 대한 알맞은 기상 및 기후의 영향에 대한 적절한 이해가 필요하게 된다.

이러한 지식의 현장 적용은 필요한 시각에 기상예보나 예상된 기상패턴이 얼마나 유효 또는 정확한지와 밀접하게 관련되어 있다. 예보는 특정 주요시점의 정확한 단기(1-3일)기상해설로부터 기상패턴의 계절예보까지 필요하게 된다. 자료 및 다른 현상으로부터 얻어지는 과거 기후자료에 반하는 기후변동 가능성의 징후까지도, 특히 확률통계의 경우, 기상행태의 커다란 변화에도 개발계획이 무의미하게 되는 것을 막는데 도움이 된다.

비록 신뢰할만한 장기기상예보의 일상활용이 아직 가능하지는 않지만 생육단계, 작물수량성 및 품질 그리고 동물 및 작물 병해 발생과 같은 유용한 서비스가 농업기상예보에 의해 농업에 제공된다. 이러한 예보는 발육초기의 기상누적효과와 예보발표 후 일정시간 경과 후의 최종 결과간의 연관성을 이용한다. "기상예보 없는 생육예측"(Crop prediction without weather forecasting) 방법은 특히 잠재적 생산이변을 가능한 한 일찍 파악하여 계량적으로 평가하기 위하여 작물 생육상태를 평가하는데 매우 유망한 방법이다. 간혹 특정 농산물의 일시적인 과잉공급이 어떤 지역에서는 발생하기도 한다. 그러나 이들 비축분은 지속적으로 작황이 나쁜 해에는 급속하게 줄어든다. 이러한 흉작이 없더라도 특히 개발도상국에서는 인구증가에 따른 수요증가 때문에 잉여농산물이 단기간 내에 소진된다. 그러므로 총식량생산의 장기계획은 작물수확에 관련이 있는 잠재적인 기후변화 뿐만 아니라 기상패턴의 연차간 변동의 영향도 고려하여야 한다.

비록 기상현상이 순조롭게나 그렇지 않게 전 지구에 나타나더라도 장기적으로는 (a) 농업기술이 크게 향상되거나 (b) 자연자원을 보다 효율적으로 이용하거나 (c) 식량공급 계획 및 관리를 책임지고 있는 국가 및 국제기구가 의사결정을 위한 기초자료로 작황과 흉작 잠재력 등에 관한 최신 정보를 공급받지 못한다면 현증가율의 세계인구를 먹여 살리기에 충분한 식량을 공급하지 못할 것이다.. 그러므로 전지구적 규모의 현행 농업기상의 중요한 역할은 다양한 농업생산 대처하기 위해 연구자, 정책개발자 및 입안자에게 적절한 농업기상자료, 연구도구 및 지식이 이용 가능하도록 보장하는 것이다.

기후자원을 평가하고 농업에 서비스를 제공하기 위하여 노력하고 있는 개발도상국의 특수필요에 대해서도 주의를 기울여야 한다. 선진국의 농민들은 예보 및 권고 서비스를 이용할 수 있으며, 서비스도 높은 수준에 이르고 있다. 이러한 서비스는 아직 많은 개발도상국가에서 시작단계에 머무르고 있거나 아예 없는 경우도 있다. 이러한 서비스의 부진은 모든 차원의 단계적인 인적자원 훈련 및 WMO CAgM 활동에 개발도상국의 농업기상학자가 보다 적극적으로 참여함으로써 극복될 수 있을 것이다.

<참고>
WMO Technical Note No. 119 (부록 1)
WMO Bulletin, Vol. XXIII, No. 3 (부록 1)

1.3 농업기상전문위원회(CAgM)의 역할

1.3.1 총론

CAgM은 UN 전문기구인 WMO의 8개 기술위원회 중의 하나이다. 보다 상세한 정보는 WMO 기본문서(Basic Documents) 및 현행 WMO 연차보고서로부터 구할 수 있다.

<참고>
WMO - No. 15 (부록 1 참조)

1.3.2 CAgM 참고사항

CAgM의 임무는 WMO 총회(부록 1A)에 의해서 제정된 참고 항에 잘 정의되어 있다. 이 항에 의하면 위원회는 학문 및 실용측면에서 농업기상이 기존 전문성을 실제 농업목적을 위한 실용적인 효과를 거둘 수 있도록 하는 것이다. 과학단체 및 다른 관련기구들이 연구결과를 활용 가능하도록 하며, 농업에 모든 기상지식을 활용하고, 이 분야에 조언을 제공하여 농업기상을 증진시켜야 하는 의무를 지고 있다.

최근에 위원회의 활동(특히 세계 식량생산에 대한 역할)에 중요한 변화가 일어났다. 위원회가 줄곧 농업기상의 연구와 훈련 분야에서는 훌륭한 업적을 기록한데 비해 이제는 농업연구에의 활용 및 운영서비스에 중점을 두고 있다. 이 새로운 발전은 위원회가 연구의 미답분야에 대한 실험자료와 정보를 제공하기 위해 실무단과 레파튜어를 설립하기로 결정한 1971년 제네바에서 개최된 제5차 전문위원회의에서 실질적으로 시작되었다.

사하라의 가뭄 및 범세계적인 식량부족과 같은 악기상에 의해 야기되는 경고성 사건은 위원회가 식량생산에 유용한 기후자원의 평가와 기상자료에 의한 작황평가에 특히 개도국의 적극적인 참여를 요청하는 계기가 되었다.

<참고>
WMO - Nos. 29, 293, 416, 428 (부록 1)

1.4 농업기상 구성요소

농업기상연구 서비스 및 훈련 프로그램을 계획하기 위해서는 기상 및 기후와 관련된 광범위한 농업 내적 현안 문제를 인식하는 것이 매우 중요하다. 주요 농업기상 구성요소는 다음의 12개 항에서 다루어지게 된다.

1.4.1 농업기상감시

(기술, 자료수집, 관측망, 실험)

생물권에서의 기상상태 감시는 대기상층으로부터 지표 및 지하 수m 영역에 이르는 물리적인 측정이 포함된다. 고전적인 정점관측 기술 외에 이제는 전지구적 실황정보를 제공하는 새로운 원격탐사기술도 이용 가능하다.

농업기상관측을 전세계를 대상으로 한다는 것은 부적절하다. 주요 식량생산지역에서는 농업기상의 관측, 통신망 및 실험을 위한 종합적인 계획을 수립할 필요성이 있다. 관측은 지속적이고 정확하게 기록되어야 하며 연구 및 서비스 담당자가 손쉽게 접근할 수 있어야 한다.

<참고>
WMO - Nos. 8, 100, 168 (부록 1)
WMO Technical Notes Nos. 21, 76, 83, 111, 126 (부록 1)

1.4.2 식물환경 및 작물생산

(식물의 생장과 발육, 수량과 품질, 작물의 기후요구도, 현지 작황평가에 미치는 기상요소의 영향)

작물은 각 생육단계마다 환경조건에 영향을 받는다. 더욱이 기상은 파종전 및 수확 후까지도 영향을 미치게 된다. 파종종자의 질은 생산연도는 물론 전년도의 기상조건에 따라 좌우된다. 곡류 및 작물의 건조와 같은 수확후 작업은 계절기상의 영향을 받으며 과일, 채소 및 다른 농산물의 저장품질도 이와 마찬가지이다. 기상정보의 합리적인 이용을 위해서는 두 가지 유형의 정보에 대한 지식이 요구된다; (a) 생명유기체의 생리순환계 전반에 걸친 생장과 발육에 미치는 기후인자의 특수영향 (b) 통계상에 나타난 특정 농지의 특이기후 특성 등. 이러한 연구는 매우 중요한, 특히 새로운 작물이나 식용 및 공예작물의 신품종 도입이 국가발전이나 나아가 국민복지를 위한 주요 요인이 되는 개도국에, 필요한 정보를 제공한다.

작물에 필요한 농업기후에 관한 예로서 밀의 기후임계값은 부록 1B에 알팔파에 대해서는 부록 1C에 실려 있다. 작물-기상관계, 분석방법론 및 다양한 응용에 관한 문헌으로는 단행본(부록 1A), 다양한 WMO출간물(부록 1B) 및 학술지(부록 II)가 있다.

CAgM은 여러 종류의 기술보고서, 훈련교본 및 기타 WMO의 과학기술서적의 발간에 적극적으로 참여하고 있다. 위원회는 심각한 범세계적 식량사정을 개선하고자 우선 밀/기상 및 알팔파/기상 상호관계 자료수집을 위해 세계 곳곳에서 실험을 수행하는 CAgM실무단을 통하여 전 지구를 대상으로 하는 작물-기상 실험성적의 수집으로부터 분석에 이르기까지 그 활동영역을 넓혀왔다.

<참조>
WMO - No. 396
WMO Technical Notes Nos. 17, 53, 101, 136, 144
WMO Bulletin, Vol. XXIII, No. 3

1.4.3 식물피해 및 작물손실

(병해충, 오염, 작물 기상재해, 내한성, 동상해)

여기서 기상의 영향은 세 가지 분야로 구분된다. 기상은 대기오염(자세한 내용은 부록 III 참조), 해충, 병균의 가해에 대한 식물의 취약성에 영향을 ********다. 기상은 또한 곤충 및 병원균 자체의 생물상에 관여하므로 해충의 특성, 발생량 및 활동, 피해확산범위 및 독성에 영향을 끼치게 된다. 결국 기상은 방제대책의 시기와 효율성, 수확물의 잔류농약 농도와 독성에 영향을 ********다.

종합방제의 기상학적 측면은 크게 발전하여 왔다. 농업기상학자의 지원은 이제 실험단계를 벗어나 실용화단계에 이르고 있다. 가장 효율적이고 경제적이며 대기오염이 가장 낮은 방제방법을 사용하기 위한 생물학적 및 기상학적 조건들이 고려되어야 한다. 기상인자는 산림 및 초지의 화재 발생 및 진압에 중요한 역할을 담당한다(8장 참조). 가뭄, 서리, 우박의 발생확률 특히 이러한 현상의 발생 순서에 대한 확률과 같은 특수자료의 빈도분석은 일상적인 통계적 평균값(1.4.9절)보다 더 유용하게 이용될 수 있다.

<참고>
WMO Technical Notes Nos. 10, 41, 54, 55, 69, 96, 106, 114, 121, 139, 147

1.4.4 가축 위생 및 축산

(축사, 가축위생 및 생산의 환경문제)

직접적인 영향 외에도 기상은 사료작물 및 사육장소를 통해 가축에 영향을 준다. 이는 가축의 사육, 성장, 번식 및 위생, 지리적 분포, 축산물 생산량 및 품질, 가공, 저장, 수송 능력에 영향을 ********다. 가축의 경우 유전인자-환경 상호작용이 존재하는 것으로 대개 가정하고 있다. 환경과 관련된 비육우의 성장률에 대해서는 세계적으로 많은 연구가 요구되고 있다. 온대지역의 가축은 식물보다 기후장해에 대한 민감도가 덜한 편이다. 그러나 우유생산 등 일부 과정은 온도나 습도인자와 상당히 밀접한 관련이 있다.

<참고>
WMO Technical Notes Nos. 107, 122

1.4.5 가축질병 및 기생충

(동물질병, 부상 및 사망, 경제적 손실, 발병 및 심각성 예측에 대한 직,간접적 기상영향)

기상인자는 가축질병에 다양한 형태의 영향을 끼칠 수 있다.

(a) 세균 및 병원균에 대한 숙주동물의 내성

(b) 생활사 중 특히 생활사의 일부가 숙주동물 외부에서 경과되는 시기의 세균 또는 병원균의 내성과 진화

동물, 기상 및 특정 질병간의 상호연관성에 관한 지식은 일부 국가에서 활용되고 있는 동물-질병예보를 제공하는데 필요하다. 이러한 서비스는 기타 동물질병과 국가가 포함되도록 확대되어야 한다.

1.4.6 기후자원

(기후학적 조사, 생태계 평가, 토지이용형태, 기후 유사성, 기후변동, 기후통계 및 가공자료, 농업기후자원분석)

기후자원은 과거에는 고전적인 방법인 평균과 평년값을 이용하여 분석하였다. 실용적인 농업기후해석을 위해서는 식물장해나 흉작을 야기하는 기상재해의 발생빈도 및 변동폭에 대한 분석이 더욱 중요하다. 기상 및 기후 변동은 에너지 이용, 물 이용 및 식량총생산에 상당한 영향을 준다. 이러한 자원의 세계적인 불균등 분포로 인해 최근에는 위기상황을 맞기도 하였다. 전지구 규모의 자원평가 필요성에 대한 인식이 점증하고 있다. 농업기상 원리에 따른 지역단위 평가를 위해서 다음과 같은 방법론이 제시되었다.

(a) 품종에 따른 생물기후학적 조건 설정

(b) 생물기후군에 의한 품종분류

(d) 농업기후형을 결정하기 위한 지역별 기후학적 가용자료에 의한 생물기후지수 비교

(e) 농업기후형별 적절한 생물기후지수를 이용한 농업기후지대 구분

농업기상의 주요 목표는 농업 생산성과 안정성을 제고하기 위한 연구 및 개발 계획에 농업생태계 및 기후자원을 접목시키고자 하는 실용적인 접근방안이어야 한다.

<참고>
WMO Technical Notes Nos. 56, 79, 81, 84, 86, 100, 125, 133, 143, 144
WMO Nos. 117, 340
WMO Bulletin, Vol. XXIII, No. 3

1.4.7 토양자원

(토양분류, 토질악화 및 침식, 도시화에 따른 경지축소, 사구 개간)

풍화작용은 토양특성을 결정하는 중요한 인자이다. 기후 및 기상은 토양의 화학, 물리, 기계적인 특성, 토양 중에 유기물, 에너지와 수분을 흡착, 방출하는 저장능력에 영향을 ********다. 강수는 토양에 화학물질을 공급하는 한편, 토양 중의 양분을 유실시킨다. 작물재배, 병해충 방제 및 수확에 영향을 끼치는 토양상태는 기상조건에 따라 커다란 영향을 받는다. 전세계적인 문제인 토양침식은 발생과 정도가 대개 국지 기상인자에 의해 결정된다.

바람벡터 특성, 중간 및 상층풍속, 강수에 동반된 바람 등 특수한 통계자료와 관련 침식 및 토질악화 자료가 있어야 한다. 또한 해빙주기, 호우(특히 강우강도) 및 건조지역의 풍화발생 주요 요소인 이슬발생에 관한 자료가 있어야 한다. 도시 및 지역개발은 때로는 농업최적지대의 귀중한 농지손실은 초래한다.

포장시험 및 사구 안정화 연구는 사구의 변동을 막을 뿐만 아니라 농업적 이용(예를 들어 목재 및 부산물을 위한 경제림의 조성)을 위해 개발 가능하다는 것을 보여 주었다. 관광수입을 확보하여 높은 경제성을 지닌 레크리에이션센터를 설립하는 것은 이러한 지역에 대한 또 다른 도전이 될 것이다.

<참고>
WMO Technical Notes No. 20

1.4.8 수자원

(농업요수량, 작물의 물이용효율, 관개요구량과 잉여수분 및 배수계획, 가뭄)

토양의 수분수지문제는 수분수지의 주요 요소인 강수, 토양수분, 증발산, 유거수와 배수에 관해 수행되고 있는 여러 사업에서 목격되고 있는 바와 같이 세계 곳곳에서(특히 가뭄지역은 말할 것도 없이) 가장 중요성이 높은 과제이다. 이러한 연구는 수자원 개발, 다양한 소비분야(상업, 공업, 농업)간 물이용계획의 수립, 배수조건 결정 및 작물생산을 위해 가장 경제성 높은 수자원 이용관리를 위해 매우 실용적으로 활용되고 있다.

<참고>
WMO Technical Notes Nos. 21, 83, 97, 138, 144
WMO/IHD Project Reports Nos. 13, 14
WMO-Nos. 310, 459

1.4.9 영농작업

(포장작업관련 기상-기후분석; 사료작물 수확조건, 목초건조, 병해충방제, 농업기상예보 요건)

기후조건은 농장시설물 건축계획, 특히 축사 및 저장고를 설계시 반드시 고려되어야 한다. 또한 기상인자는 농기계의 선택, 유지 및 효과적인 활용에 영향을 ********다. 이는 전체 농작업을 계획, 관리, 운영하는데 있어 농업기상에 관한 지식과 전문성을 활용하는 것이 유용하다는 것을 가장 효과적으로 보여주는 분야이다. 이 분야는 이미 상당한 발전이 이루어졌으며, 이러한 노력은 확률에 근거한 계획을 수립을 하기 위해 다음과 같은 사항에 대한 결정을 하는데 기후자료를 활용하여 농업기상기술이 한 단계 더 발전되도록 하여야 한다. (a) 포장작업측면의 지표상태 (b) 곡물, 사료, 콩, 종자 등의 수확 및 건조용 기계류 사용 (c) 병해충 방제법의 활용과 효용성 등. 실시간 농업기상예보를 위해서는 정규 일반기상예보의 신뢰성이 결정적이다. 농업은 아마 어떠한 인간활동보다도 기상예보의 향상에 따른 이득을 가장 크게 받는다. 또한 특별한 농업전문지식이 없는 예보자에게 항상 유용한 정보를 제공할 수 있기 위해서는 적절한 건조조건, 효과적인 병해충 방제와 기타 농작업에 도움이 되는 종관상황을 상술할 필요성이 크다.

<참고>
WMO Technical Notes Nos. 32, 59, 101, 113, 122

1.4.10 기상 및 수문현상의 인위적 변경

(악기상예방, 기후조절, 기상완화)

보호조치는 다음과 같은 형태를 취할 수 있다. (a) 작물에 해로운 관련 극기상을 피할 수 있는 작물 품종 및 재배장소에 대한 계획 (b) 이러한 극기상의 영향을 회피하기 위한 개선방안 등. 피해를 주는 극기상은 대개 온도(특히 서리), 복사, 강수, 가뭄 및 바람에 관한 것들이다. 관개, 방풍설비 및 방풍림, 눈 및 물의 저장과 보존, 토양경작방법은 역시 토양수분, 풍속 및 대기습도와 같은 국지환경의 특정요소에 중요한 영향을 끼친다.

생육상, 온실 및 인공조절실(Phytotron)과 같은 기후조절시설물은 환경에 대한 작물의 반응에 관한 기초자료를 제공하는 중요한 연구수단이다. 이들 정보는 포장실험이나 통계자료로부터 얻어지는 작물-기상 관계에 관한 지식을 보완하여 준다. 인간활동에 기인한 기상완화의 양적 및 질적 두 가지 측면에 대한 연구는 농업기상의 중요한 임무이다.

<참고>
WMO Technical Notes Nos. 51, 59, 118, 119, 131, 136, 148

1.4.11 산림기상

농사 및 기타 목적을 위한 인간의 집약적인 산지이용의 증가는 기상 및 기후에 시, 공간적인 영향을 초래할 수 있다. 기상정보의 정확한 활용은 산림자원의 보호 및 보존에 상당한 도움을 줄 수 있다. 산림기상에 있어 연구의 필요성 및 산림기상과 관련된 문제를 다룰 수 있는 농업기상학자의 훈련에 더욱 관심을 기울여야 한다. 1974년 제6차 CAgM회의에서 CAgM은 이 중요한 현안에 적극적인 관심을 표명하고, 산림기상에 관한 항목이 '농업기상업무 지침서'에 포함할 것을 결정하였다.(8장 참조)

<참고>
WMO Technical Notes Nos. 42, 119

1.4.12 농업기상정보 및 조언의 경제적 가치

(영농계획(과거기상) 및 작업(현재 및 예보기상)에 이용되는 서비스)

농업기상 서비스의 경제적 중요성에 대한 평가는 어려운 문제이기는 하나 최근 영농관리는 이러한 정보를 필요로 하고 있다. 정보의 가치는 영농활동 및 농산물에 미치는 기상 및 기후의 영향을 얼마나 유용하게 해석하느냐에 달려있다. 대표적인 예로서 관개, 서리방지, 병해충종합방제, 농기계 이용 등 영농작업에 대한 비용/편익분석 연구를 들 수 있다. 이 평가는 기상현상의 발생(예:서리) 또는 농업생산관련 유도 기후요소(예:토양수분)를 농업생산과 연관지우는 확률통계에 근거하고 있다.

<참고>
WMO Technical Notes Nos. 132, 145
WMO No. 422

1.5 농업기상훈련

WMO의 주요 임무 중 하나는 기상분야의 훈련을 장려하고, 모든 종류의 기상인력 훈련에서 도출되는 분야간 협력문제를 해결하는데 도움을 주는 것이다. CAgM은 대학 강좌증설, 방문강좌, 농업기상 기능인을 위한 순회훈련계획 및 워크겼방식의 훈련세미나와 같은 개선책을 지속적으로 권장하고, 농업기상 훈련의 필요성을 계속 강조하고 있다.

<참고>
WMO No. 258

1.5.1 도전

이와 같은 노력에도 불구하고 농업기상 연구 및 서비스의 발전은 흔히 전 계층에서의 숙련된 인적자원의 부족으로 어려움을 겪고 있다. 이 문제는 경제발전과 식량생산 수준이 농업기후조사를 통한 기후자원평가와 농촌지도사업의 보완에 크게 의존하는 개발도상국에서 특히 심각하다. 기타 주요 미해결 문제로는 농업기상학자와 이용자 사이에 효과적인 의사교환체제의 확립을 들 수 있다. 농업기상정보원과 활용분야간에 연계가 되지 않는 경우도 빈번하다. 농민, 임업인 및 기타 사용자에 대한 농업기상학적 자문의 유용성은 권고사항을 숙지하여 현명하게 활용할 수 있는 그들의 역량에 달려 있다. 특히 상급 농업교육기관에서의 농업기상강좌에 대해서 이에 상응하는 요구가 일어난다.

1.5.2 기상인력의 구분

WMO는 다음과 같은 기상인력 분류방식을 채택하고 있는데 상세한 내용은 '기상인력 교육 및 훈련을 위한 지침서(WMO-No.258)'에 설명되어 있다.

Class I

적절한 수학 및 물리학 교육을 받고, 강의요강에 명시된 기준에 맞는 기상과정을 성공적으로 마친 대학교 졸업학력의 인력이 해당된다. 이 그룹은 다양한 등급 또는 학위가 있다.

Class II

이 그룹의 인력은 중등 또는 동등 학력의 전 교육과정과 강의요강에 따른 수학 및 물리학의 일정 수준 초급과정을 이수하고 기상학과정을 성공적으로 마친 인력이다. 이에 대한 훈련은 Class 1 강사를 확보한 대학교나 기타 적절한 연구소에서 시행되어야 한다.

Class III

이들은 중등 또는 동등 학력의 교육 전 과정을 이수하고 특히 관측자료 이용, 응용 및 기술력 훈련, 관측기기 사용에 대한 훈련에 역점을 둔 기상학훈련을 받은 인력이다.

Class IV

이들은 기상현상을 정확하고 객관적으로 관측하고 일상업무의 기본적인 중요성을 이해할 수 있는 충분한 기상훈련을 받은 인력이다.

1.5.3 농업기상 전문화

농업기상 전문화를 위한 추가적인 필요요건은 다음 3 분야에 대한 훈련으로 이루어진다.

(a) 농학 및 산림학 기초

(b) 일반 농업기상학

농업기상 후보자의 배경지식의 다양성으로 인해 필수 훈련조건이 더욱 다양하고 복잡하게 된다. 여러 분야에서 모집된 인력에 대한 농업기상(Class I) 전문화에 필요한 사항은 부록 1D에 요약되어 있다.

1.5.4 강의 요강

특정 인적자원에 구애됨이 없는 일반적인 농업기상 강의 요강에 대한 요약이 부록 1E에 실려 있다. 전문기상인력, 농학자 및 농업기상 업무의 기술직을 위한 좀더 포괄적인 요강 및 훈련교안이 '농업기상 강의 요강(WMO-No. 202)'에 기술되어 있다. 기상교육 관련 기타 WMO 기술서는 농업기상훈련에 필요한 자료를 제공한다. 예로 Class IV 기상인력 훈련을 위한 강의록 요강(WMO-No. 226)'을 들 수 있다.

<참고>
WMO Nos. 240, 291, 327, 335, 364

1.6 기상과 농업간 공동협력

농업기상의 목적은 농업과 기상 관련분야간 긴밀한 협력이 이루어지기만 한다면 완벽하게 성취할 수 있다.

1.6.1 기상학자와 농학자간의 협동

1.6.1.1 농학자를 위한 기상학자의 지원

기상학자가 농학자에게 제공할 수 있는 서비스는 크게 다음과 같이 구분될 수 있다.

(a) 모든 공동관심사에 대해 농업서비스에 대한 조언을 구하고 협력하는 것

(b) 실용화할 수 있는 연구, 실험 또는 자문을 활용하는 농학자에게 필요한 모든 가용자료를 제공하는 것

(d) 불리한 기상 및 기후에 대응하려는 농업 및 공동관심사를 지원하는 것

(e) 병해충 생활사 중 환경인자와 방재대책의 효율성에 영향을 미칠 수 있는 기상인자를 모두 고려한 농업 병해충방재 노력을 지원하는 것

(f) 저장 및 수송 중 날씨에 의한 피해로부터 농산물을 보호하기 위한 조언을 하는 것

1.6.1.2 기상학자를 위한 농학자의 지원

농학자가 기상학자에게 제공할 수 있는 서비스는 크게 다음과 같이 구분될 수 있다.

(a) 모든 공동관심사에 대해 기상대로부터 조언을 구하고 협력하는 것

(b) 동식물 및 병해충 생활사에 관한 생태자료를 기상학자에게 제공하여 이에 대한 기상예보의 작성 및 새로운 동식물 도입문제에 대한 기후학적 조언을 마련하기 위한 지침을 제시하는 것

(d) 실용화 및 신뢰성 높은 작물-기상관계 연구용 작물생산 통계자료를 제공하는 것

(e) 표준 농업기상관측소의 설립과 기타 관련자료의 수집을 위해 기상대와 협력하는 것

1.6.1.3 기상학자 및 농학자간 공동 업무

기상학자와 농학자는 모든 농민이 일상생활 및 주간, 계절 및 장기계획 수립에 기상 및 기후정보를 활용도구로 사용할 수 있는 방향으로 협력해야 한다. 공동으로 개발 제공하는 업무는 다음 사항을 포함해야 한다.

(a) 현재 농작업에 중요한 기상변수에 대한 예보 및 이의 농업적 해석

(b) 영농계획 및 작업을 위한 기상정보 유용성을 설득하기 위한 대농민교육 계획

다년간에 걸친 협력관계의 지속은 농업기상에 있어서 대단히 바람직한 '다분야전문가'라 불릴 수 있는 경력자의 출현을 가져올 것이다.

1.6.1.4 농업기상 연구결과 간행

농업-기상-기후관계에 관한 공동연구의 결과를 대외적으로 발표하고 널리 배포하는 것도 매우 중요하다. 광범위하게 활용할 수 있는 특수한 문제에 관한 보고는 WMO Technical Note Series(부록 1B 참조) 및 연차연구보고서로서 국제적인 배포를 위해 출판되고 있다. 농업기상에 관한 많은 연구가 학술지에 기고되고 있으며, 그 중 관련이 깊은 몇 편을 선정하여 부록 II에 실었다.

1.6.2 국내 협력

전문적인 농업기상업무가 많은 국가에서 성공적으로 수행되고 있다. 이 업무는 관측망, 측기 개발 및 유지를 위한 기술지원 및 자료전송, 저장과 처리시설을 포함한 가용 기술자원 문제 때문에 대개 국가기상대안에 조직된다. 조직의 구조는 나라마다 다소 다르며, 농업상 업무의 시대적 발달에 따라 달라져 왔다. 그러나 기구를 설립하는데 있어서 농업기상 서비스 이용자가 실제 필요로 하는 것에 대한 기초연구의 수행은 정책입안자에게 도움이 될 것이다. 또한 국가기상대의 다른 부서 뿐만 아니라 같은 지역 및 다른 지역의 타부처 및 기관이 맡고 있는 임무와 활동을 두루 살펴야 한다.

부록 1F에는 농업기상 부서나 관련실의 경상업무 및 활동내용이 실려 있다. 국가차원의 농업기상활동에 대한 일반적인 조정 문제 외에 기상 및 농업분야 관심사의 조정에 대한 조치를 다음과 같이 권장한다.

(a) 기상학자와 농업전문가간 국가협의체의 설립

(b) 연구, 포장실험, 지도 및 교육활동의 기상학자와 농학자간의 개별 협력 장려

(d) 기상 및 농업업무간 단기 인적자원의 교류

(e) 공통적인 문제를 갖는 다른 국가와의 농업기상학자 방문 교환

1.6.3 국제협력

국제적인 차원에서 WMO는 FAO(세계식량농업기구), UNESCO(유엔교육문화기구), UNDP(유엔개발계획), UNEP(유엔환경계획)와 기타 조직 및 기구와 협력하고 있다. 특히 WMO와 FAO는 농업기상 분야에 있어 긴밀한 협력관계를 위한 약정을 맺고 있다. 농업기상학자의 관심대상인 국제기구의 목록이 본 지침서 부록 IV에 실려있다.

FAO, UNESCO 및 WMO 등 유엔전문기구는 이들 기구에 의해 설립된 농업생물기상에 관한 기구간 그룹이 권장, 수행하는 여러 프로그램에서 1960년 이후 긴밀한 협력관계를 유지하고 있다. 지금까지 4종류의 농업기상연구가 마무리되었는데 관련국가의 농학자와 기상학자가 하나의 팀으로 함께 활동하였다.

이들 4가지 조사에 대한 보고서는 각각 WMO의 기술보고서로 간행되었다. (i) 근동(No. 56)의 반건조 및 건조지역의 농업기후 연구, (ii) 사하라 남부 아프리카 반건조지역 농업기후연구(No. 86), (iii) 동아프리카 고원의 농업기후연구, (iv) 건조지대의 농업기후 연구(No. 161).

농업생물기상에 관한 기구간 그룹은 정기적인 모임을 가지며, 농업기상전문위원회 의장이 모임에 참석을 하고 있다. 이 그룹은 농업기술의 향상을 통해 식량증산을 이루고자 하는 많은 국가에 대한 기후잠재력에 관한 기초연구를 수행하였다.

1.7 농업기상에의 도전

세계적으로 가장 중요한 과업 중의 하나는 인류에게 충분한 식량을 제공하는 것으로, 이에 농업기상학자의 역할이 중요하다. 농업 식량생산 및 배분문제를 해결하는데 도움을 줄 수 있는 모든 이용 가능한 기상지식을 농업기상학자는 활용하여야 한다. 너른 시각으로 문제를 파악하고 다양한 분야의 전문가와 협력하여 세세한 해결책을 도출해야 한다.

세계 식량공급은 기상 및 기후변동에 대해 매우 취약하다. 그러므로 작황보고서와 생산량 예측의 형식으로 계량화된 정보는 국가 식량생산 및 배분 계획, 관리와 과부족 식량생산에 대한 대책 마련, 그리고 식량공급 및 원조계획에 관한 국제협정의 체결을 위해 긴요하다.

수배만 인구의 생존 및 복지가 식량생산을 위한 전세계 자연자원의 보다 효율적인 이용과 나은 배분시스템에 달려있기 때문에 농업기상학자가 크게 공헌할 수 있는, 즉 해야할 일은 산더미 같고 일을 추진해야할 시간적인 여유는 별로 없다.

제 2 장 농업기상요소와 관측

2.1 농업기상관측 기초

주어진 환경에 대한 물리 및 생물요소의 관측은 농업기상에 필수적이다. 계량화된 자료없는 농업기상 계획, 예보 및 연구는 점증하고 있는 지구의 식량과 농업부산물 수요를 충족하고자 하는 농업인을 지원할 수 있는 역할을 충분히 수행할 수 없을 것이다.

다음절은 자료를 얻는데 필요한 측기에 관한 정보뿐만 아니라 필요한 관측, 범위, 조직 및 정확성에 대한 지침을 싣고 있다.

2.1.1 물리적 기후요소

물리기후요소는 실제적 혹은 잠재적 작물 및 가축생산성을 평가하고, 환경에 따라 발생 가능한 농산물 피해를 평가하기 위해 관측된다. 농업기상은 국지 및 지역기후의 전 분야와 변이요인과 연관되므로 기후요소의 기본관측은 기본적으로 필요하게 된다. 또한 이는 농업, 축산 또는 산림작업의 인위적 관리에 의해 야기될 수 있는 어떠한 기후변화와도 연관된다. 이러한 관리로는 재배 및 기타 농작업의 시기, 범위 및 방법(파종, 수확, 재식, 털깍기, 교배, 살충제 및 제초제살포, 경운, 써레질, 답압, 관개, 증발억제, 저장 및 축산용 건물건설 및 보수, 그리고 여러 가지 농산물의 보존, 공산품화 및 수송방법에 대한 결정 등이 포함된다.

농업기상발전에 있어 절대 필요한 기후요소로는 다소 차이가 있기는 하나 국지 및 지역 생물권에 대한 결정요소가 되는 지리기후학이, 특히 하층대기와 지표의의 물리적 과정에 대한 해석을 가능하게 하는, 포함된다. 그래서 습도, 온도 및 대기운동과 같은 기타 관련요소 뿐만 아니라 에너지 및 수분수지에 속하는 요소가 매우 중요하다. 나아가 대기, 강수 및 토양의 어떠한 물리 및 화학성(예를 들어 CO₂, SO₂와 같은 오염물질, 강수 용해 및 부유물질, 토양열, 수분 및 염분함량) 또한 농업기상에서 매우 중요하다.

2.1.2 생물적 요소

물리환경에 대한 적절한 한 관측은 물론 농업대상물에 관한 영향(동식물, 수목의 개체 및 군락 모두)에 대한 동시평가 또한 농업기상의 전제조건이다. 기후 및 농업기상관측소에 의해서 수행되는 정규관측은 정기적인 생물관측에 의해 보완되어야 한다. 최상의 결과를 얻기 위해서는 이들 관측의 범위, 기준 및 정확도가 물리적 환경관측에 상응하여야 한다. 연구, 조사와 특수업무에 필요한 비정기적인 생물관측은 기준관측보다 더욱 정밀하고 정확하여야 한다.

생물관측은 일반적으로 생물기후학적 또는 생태기후학적 특성 혹은 모두를 띄게 된다. 생태기후관측이 생장량 변화와 물리환경의 연관성을 밝히기 위해 수행되는 데에 반해 생물기후관측은 물리환경과 동식물 발육단계간의 관계를 평가하기 위해 수행된다. WMO 기술규정 1.3.2(A1.2)절에 이러한 관측양식에 관한 상세한 설명이 실려 있다. 중요한 생물기후관측은 기상, 질병 및 기생충에 의해 발생하는 피해에 대해 평가한다.

2.1.3 관측규모

농업기상은 대, 중 및 소규모 관측 모두 필요하다. 공간변이가 아주 작은(예: 일조시간) 변량의 경우에는 보통 대규모관측만으로도 농업적 활용에 충분하다. 그러나 대부분의 농업활동 계획수립에는 중규모 또는 국지기후규모 자료가 요구된다. 흔히 양 규모의 적절한 관련지수를 사용함으로써 대기후관측에 의해 보완될 수 있다. 생물기후연구를 위해서는 대개 소규모관측이 필요하다.

농업기상 연구의 수행을 위해서는 표준노출조건하에서 표준측기를 사용하는 것만으로 충분하나 때에 따라서는 특수장비와 비표준 노출조건하의 특수관측이 필요하게 된다. 많은 농업기상 문제의 해결을 위해서는 작물, 목재, 생산물의 보존 및 수송을 위한 건물시설이나 저장시설과 같은 한정된 공간에 대한 관측이 필요하기 때문이다. 이와 같은 활용을 위해서는 측기뿐만 아니라 노출상태 및 운영작업이 간혹 표준에서 벗어나는 경우가 있게 된다.

2.1.4 관측범위

농업기상은 종관, 기후 또는 수문 관측망의 정점으로부터 모든 가능한 물리환경요소의 국지관측을 이용할 수 있고 또 이용하여야 한다.

실제로 종관관측소에서 수집된 모든 기상요소, 상층자료 일부를 포함한, 관측은(적어도 지표상 3000m까지의 저층), 예를 들어 상층바람(공중생물학), 온도 및 습도층위(에너지수지)를 농업에 이용할 수 있다. 사실 일부 관측소에서는 농업과 더욱 특수한 이해관계가 있는 요소에 대한 추가관측을 수행하는 것이 바람직하다.

종관관측소보다 농업지역의 대표성이 높은 기후 및 수문관측소들은 농업기상 목적에 부합하는 매우 유용한 정보(일 강수량, 온도극값)를 제공한다. 그러나 종관, 기후 및 수문 관측망이 관측밀도나 종류에 있어 한계가 있기 때문에 이점은 농업기상관측소에 의해 보완되는 것이 바람직하다. 이를 위한 관측소는 일상적인 기상 및 생물관측을 수행할 수 있는 시설이 되어 있으며, 대개 농업, 원예, 축산, 산림 및 토양분야를 다루는 시험장이나 연구소에 위치한다. 전 관측소를 망라한 이상적인 기상관측망은 그 나라의 기후 및 토양변이의 전반적인 특성과 농업, 원예, 축산, 수문 및 산림관리의 개개 특성을 모두 반영하여야 한다.

농업기상을 위한 새로운 가능성으로는 원격탐사기술의 이용에 의해 광범위한 지역에 대한 물리환경요소 및 건물생산량의 전구적 평가가 가능하게 되었다는 점이다. 이는 농업기상정보를 보완하고 농업에 대한 예보 및 주의보를 지원하는데 그 이용가치가 매우 크다.

2.2 관측소

2.2.1 분류

WMO 기술규정 2.5절(A1.1)에 따라 각 농업기상관측소는 다음 분류 중 하나에 속한다.

(a) 기본 농업기상관측소는 상세한 기상 및 생물정보를 동시에 제공하고, 농업기상연구를 수행하는 관측소이다. 기상 및 생물 양 분야의 관측시설, 관측범위 및 빈도와 전문인력은 관련국가나 지역의 관심사인 농업기상 현안에 대한 기본적인 조사를 수행할 수 있어야 한다.

(b) 일반 농업기상관측소는 정규 관측하여 얻은 기상 및 생물정보를 동시 제공하고, 특정 문제에 대한 연구를 위해 지원할 수 있는 장비를 갖춘 관측소이다. 즉 일반적으로 연구를 위한 생물 및 생물기후 관측계획이 수립된 관측소로 국지기후영역과 관련된다.

(c) 보조 농업기상관측소는 기상 및 생물정보를 제공하는 관측소이다. 기상정보는 토양온도, 토양수분, 잠재증발산, 식생 습윤지속시간, 최하층대기의 정밀관측과 같은 조사항목을 포함할 수 있다. 생물정보로는 생물기후학, 작물병해발생 및 확산이 포함된다.

(d) 특수목적을 위한 농업기상관측소는 하나 혹은 여러 가지 요소의 관측 및 특정현상에 대한 관측을 위해 임시 또는 영구적으로 설립된 관측소이다.

(a)에 해당하는 관측소는 훈련된 전문가, 기술인력 및 장비가 필요하기 때문에 흔치 않다. 대부분의 국가의 농업기상관측소는 (b), (c) 및 (d)에 속한다.

2.2.2 관측소 입지선정

관측소의 설치입지는 거의 편평하고 장애물이 없어야 한다. 잔디로 덮여 있어야 하나 정상적인 기후 및 토양이 잔디의 생육에 알맞지 않는 지역에서는 가능한 한 지표면을 덮을 수 있는 지역특유의 자생식물을 심어야 한다. 잡초가 없어야 하고, 노장 주위 및 내부 잔디는 균일하고 짧게 유지되도록 자주 깎아주어야 한다. 어떠한 경우에도 콘크리트, 아스팔트 또는 파석이 있어서는 안된다. 나무, 건물 및 관목 등 인접한 장애물은 그 높이의 8 - 10 배이상 측기로부터 떨어져야 한다. 장애물은 종일 그림자를 드리우지 않아야 한다. 일출이나 일몰 무렵에 잠깐동안 그림자가 지는 불가피한 경우는 있을 수 있다.

이상적인 기상관측소는 해당 농업 또는 산림지역의 자연상태를 완벽하게 대표하는 지역에 위치하여야 한다. 냉기호, 상도지역 또는 늪근처, 특히 일시적이나마 자주 관수 또는 담수되는 지역은 피해야 한다. 기준 비교관측소에서의 관측은 정량적인 차이를 밝히기 위해 동일 국지기후지역의 다른 인접지역 관측값과 비교하여야 한다.

기상관측소에 대한 접근용이성은 관측수행이나 측기유지의 관점에서 장소선정의 또 다른 기준이 된다.

만일 기상관측소가 관측망의 일부일 경우 고려되어야할 또 다른 요인으로는 기후자료용이든 실시간 정보목적이든 자료의 활용측면이다. 후자인 경우에는 고속의 통신체계가 필요하게 된다.

2.2.3 관측소의 측기 배치

동물 및 사람에 의한 훼손을 최소화하기 위해서는 기상관측소에 울타리를 설치하는 것이 매우 바람직하다. [그림 1]에 배치예시가 그려져 있다. 북반구에 위치한 관측소에 대한 이 배치도는 가능한 한 측기에 울타리 기둥의 그림자 영향을 배제하고, 관측 중 백엽상 내에 직사광선이 도달하지 않도록 고안되었다. 남반구에서는 일반적인 측기방향은 반대가 될 것이며, 가령 백엽상 문은 남쪽으로 개방되어 있다. 물론 적도 및 열대지역 관측소에서의 백엽상은 남북 양쪽에 문을 달 수 있다.

모든 복사계 및 일조기록계는 언제나 그림자가 전혀 지지 않는 위치에 설치되어야 한다. 측기사이의 최소거리 역시 그림에 표시되어 있다. 생물계절관측을 위한 작은 식물과 기타 측기가 이용될 때에는 더욱 넓은 면적이 요구된다.

Figure 1 - Sample layout of station

2.2.4 관측망

농업기상관측소가 설치되거나 재조정될 때의 주요 사항은 지곤 종관 및 기후관측소 위치가 배려되어 하고, 가능한 한 전체 관측망에 의해 그 나라의 주요 농업지대가 대표되도록 고려하여야 한다는 점이다. 그래서 농업기상관측소는 또 다른 관측망을 새로 구축하는 것이라기 보다는 다른 종류의 보완관측망이라고 여겨야 한다. 각 지역에 있는 관측소의 수는 범위, 기후형 및 자연식생, 주요 작물과 영농방법 등의 요인의 공간적 변이에 좌우된다. 가능한 한 넓고 동일한 식물지리대는 적어도 한 개의 기본 농업기상관측소(WMO기술규정 3.2.2 A.1.1절 참조)가 설치되어야 한다.

마찬가지로 특수한 농업, 축산양식이나 산림분야의 특화지역에는 일반 농업기상관측소가 있어야 한다. 보조 농업기상관측소는 농업기상 현안에 관한 기상 및 생물요소 관측에 필요한 적절한 공간밀도를 유지하도록 충분히 설치되어야 한다.

또한 농업 및 임업의 임계지역에서는 다른 관점에서 특별한 주의를 기울여야 하는 경우가 종종 있다. 이러한 지역에서의 주요 관측목적 중 하나는 요구되는 정확성으로 개별 작물이 성공적으로 재배될 수 있거나 특수한 농업 및 산림활동이 경제성을 갖춘 지역의 경계선을 결정하는 것이다. 다른 하나는 방재조치를 통하여 악영향을 최소화하기 위해 주요 기상재해의 전형적인 지역분포와 발생빈도를 파악하는 것이다.

농업생산이 식물병에 의한 피해에 현저하게 노출되는 지역에서는 기상인자가 이러한 병해의 진전과 확산에 매우 중요하므로 지대한 관심을 끌게 된다. 가축질병도 이와 마찬가지이다. 비록 농업경제적인 중요성이 높은 대표지역은 아니더라도 국립공원 또는 자연보호구역은 실제 동일한 조건하에서 장기관측이 수행되는 비교관측소의 유망입지가 된다.

기본, 일반 및 보조 또는 특수관측소 중에서 어떤 관측소를 선택할 것인가는 국가마다 다르나 몇 가지 보편적인 지침은 주어질 수 있다. 우선 고려해야할 점은 아마 모든 농업기상관측소가 농업 혹은 산림 대상지역의 자연상태를 진정으로 대표할 수 있는 장소에 위치해야한다는 것이다. 그러므로 아래 장소들은 대개 기본(또는 일반)관측장소로 매우 적합하다.

(a) 농업, 원예, 축산, 산림, 수문 및 토양 시험장 및 연구소

(b) 농업 및 농업관련 대학

(d) 산림지역

(e) 국립공원 및 보존구역

또한 보조관측소 및 특수관측소의 경우 농가 선정도 고려되어야 한다.

그러나 경험에 의하면 대학내 관측의 경우 훈련이 충분치 못한 학생들에 의해 교대관측이 되므로 만족할 만한 수준에 도달한 관측값을 보장하기 위해서는 매우 주의 깊은 감독이 필요할 것이다. 일반적으로 관측정확도가 첫 번째 관심사항이어야 한다. 즉 질이 양을 위해 희생되어서는 절대 안된다.

지형은 보통 상대적으로 편평하고 개방되어 있고 농업기상 및 기후관측소의 입지기준을 만족시키기 때문에 농업, 원예 및 축산에 이용되는 지역 내에서는 기본장비가 큰 문제가 되지는 않는다. 실험, 연구 및 특수 농업기상업무를 위해 필요한 비정규관측시 요구되는 특수장비는 일반적으로 표준노장 바깥(예:군락내부, 군락상부, 재배지대)에 설치한다.

산림 및 조림지역에 위치한 관측소는 특별한 주의를 요한다. 이들 관측소는 산림지의 일반기후를 대표해야 하고, 산림지 내부 및 외부지역의 수목생장에 의한 영향을 반영하여야 한다. 이들 관측소의 입지조건 및 측기사양은 제8장에서 다루게 된다.

2.2.5 농업기상관측소 목록

국가기상대는 모든 농업기상관측소에서 얻은 자료를 이용할 수 있어야 한다. 이를 위해 국가기상대의 통제하에 있건 기타 부처 또는 기관에 있건 모든 농업기상관측소에 대한 최신 목록을 유지되어야 한다. WMO기술규정 7.3.1(A.1.1)절에 정해진 바와 같이 목록에는 다음과 같은 정보가 포함되어야 한다.

(a) 명칭 및 지리좌표

(b) 관측소 고도

(d) 주변식생의 특징

(e) 토양물리상수 및 토층

(f) 관측소 종류 및 세부관측계획

(g) 온도계, 우량계 및 풍속계의 지표면상 높이 등 측기의 방위

(h) 관측소 연혁(기록개시일, 장소변경, 기록중지, 관측소명칭변경, 주요 관측계획 변경)

(i) 감독기구 또는 기관명

2.2.6 농업기상 관측소의 점검, 감독

국가기상대에 의해 운영되는 농업기상관측소는 정기적으로 중요한 노장변동 여부를 조사하고, 관측이 적합한 기준에 따라 수행되는지, 측기는 정상 작동하는지를 확실하게 점검해야 한다. 개개 관측소에 대한 다음 점검시기의 간격은 관측소 업무 및 업무책임자의 자질에 달려 있다.

만약 농업기상관측이 다른 부처에 의해 수행된다면 관측망의 적절한 관리 및 유지를 보장할 수 있도록 협정을 체결하거나 또는 특별한 협약을 맺어야 한다.

2.3 농업기상관측소의 기본관측

2.3.1 물리환경관측

WMO기술규정 1.3.1(A.1.2)절에 근거 농업기상관측소의 관측계획은 물리환경을 특징짓는 다음 요소들 전체 또는 일부에 대한 관측을 수행해야 한다.

(a) 기온 및 습도

(b) 바람

(d) 그름, 수문기상 및 기타 수분수지인자(우박, 이슬, 안개, 토양 및 증발, 증산, 유거수 및 지하수 포함)

(e) 토양온도 및 토양수분 :

이 측정은 지속적이고 정기적인 전국단위 관측을 위해 수행되어야 할 업무라 할 수 있다. 그럼에도 불구하고 농업기상에서는 자주 다음과 같은 추가적인 특수적 및 제한적인 정보를 필요로 한다.

(f) 비정규관측의 정확한 물리성 관측(농업미기상 조사용)

(g) 중규모 농업기상조사

이들 개별 요소나 그룹단위 요소에 관련된 몇 가지 일반적인 설명은 다음절에서 다루어진다. WMO기후자료 현행화 지침서 제3장은(WMO출판물 No, 100) 대체로 기후관측에 관한 보다 상세한 지침이 마련되어 있고 기후요소가 정기적인 기후자료활용의 일환으로 관측되든지 농업기상 관측계획 수립을 위해 이루어지든 모두 적용될 수 있는 재료가 실려 있다. 사용측기 및 관측실습에 관한 상세한 정보는 WMO기상측기 및 관측실습지침(WMO 출판물 No.8)에 실려 있다. 이 지침서의 여러 부분과 기타 관련 WMO출판물에 대한 참고문헌은 아래의 각 장에서 언급될 것이다. 여기에 포함된 자료는 농업기상업무의 궁극적인 목표와 관련된다는 점을 강조하고자 한다. 여하한 업무도 초기단계에서는 확실하고 단순한 특성을 대상으로 취해야 한다. 그러나 추후 지침이 확장되어도 가능할 수 있어야 한다. 대개 기본 농업기상관측소만이 여기서 언급된 모든 관측을 수행하게 된다.

2.3.1.1 기온과 습도

기온 및 습도는 대표성을 갖는 장소의 토양 인접 대기층의 여러 높이에서 측정되어야 한다. 기본 농업기상관측소에서 지표면으로부터 우점식생의 한계높이인 10m까지 측정된다. 그러나 일반 및 보조관측소에서의 측정은 농작물에 영향을 미치는 기후조건을 연구하기 위해 가장 중요하며 가장 빠르고 커다란 변화를 보이는 층인 지표면 바로 위 수m로 한정된다. 가장 낮은 2m높이 대기 중의 기온 및 습도의 수직분포를 연구하기 위해서는 적어도 5, 10, 20, 50, 100, 150, 200cm 높이 중 적어도 3가지 높이를 선택하여 측정한다. 특수 연구목적을 위한 관측은 대상 문제점의 특성에 따라 달라진다.

온도 및 습도의 주야간 변화를 연구하기 위해서는 최소 한 층위 높이에서라도 기록계를 설치하여야 한다. 연속적인 온도기록이 불가능한 장소에서는 최고, 최저값을 2개 혹은 3개 높이에서 기록하여야 한다. 기본적으로 이러한 측정은 표준상태, 즉 가능한 한 연중 변함이 적은 짧은 초지위 혹은 이것이 불가능하다면 나지위에서 이루어져야 한다. 관측은 가능하다면 토양 또는 지표식생과 같은 높이의 상당히 넓은 대표지역(직경 20 - 50m)의 중앙부에서 이루어져야 한다. 기본 농업기상관측소에서의 측정은 생육기간동안 여러 가지 지역의 우점작물에 대해 측정된 유사한 관측값에 이해 보완되어야 한다. 이 보완관측은 나지 혹은 초지 위의 관측과 비슷한 높이와 식생의 고도상한의 바로 위와 아래에서 수행되어야 한다.

습도측정은 WMO기술서 No. 21에서 다루어진다. 기온 및 습도를 측정하는 측기에 관한 상세한 설명을 위해서 WMO출판물 No. 8의 4, 5장 및 2.4.4, 2.4.5에 참고문헌이 실려 있다. 그러나 기본적으로 농업기상을 위한 관측과 관련된 특이요구사항의 일부를 다음에 언급하였다.

복사는 대기최하층의 온도측정시 오차를 유발하는 중대변수이다. 아마도 가장 뛰어난 기온측정방법은 복사에 반응이 낮은 비감응성물질로 전자기기(저항 또는 열전대 습도계)를 직접 노출시켜 측정하는 것이다. 이러한 측기를 보유하지 못한 경우에는 통풍온도계를 나지나 식생군락지 위 적어도 50cm 높이에서 사용하도록 한다. 일반적으로 여타 기상관측소에서 사용하는 백엽상은 온도계를 통과하는 공기의 흐름을 방해하는 불리한 점이 있어 맑은 날에는 주위보다 기온이 높게 나타나게 된다. 이러한 단점은 특히 1.25 - 2m 표준높이 이하에서 측정할 때 두드러지게 나타난다. 소형 플라스틱막이 효과적으로 사용되기는 하나 2 - 3m내 온도의 수직분포를 관측하고자 할 때는 온도계 백엽상을 추천하기는 어렵다. 이는 자그마한 지붕모양의 차양을 이용하여 강수로부터 온도계를 보호할 필요가 있기 때문이다.

지표면 부근 대기층의 습도분포를 측정하기 위한 가장 좋은 방법은 열전대온도계(Thermo-electric)를 사용하는 것이다. 통풍건습계는 나지 또는 식생조밀지 위 적어도 50cm 높이이상에서 사용될 수 있다. 모발습도계 및 모발자기습도계는 사용 및 유지보수에 세심한 주의를 기울인다면 만족할 만한 값을 얻을 수 있다.

2.3.1.2 바람

풍향 및 풍속은 농업기상관측소에서 규칙적으로 관측되어야 한다. 다른 관측소와의 비교가 용이하기 위해서는 기준높이인 10m에서 측정한다. 바람 측정기기는 WMO출판물 No. 8, 6장에 기술되어 있으며, 특수측기에 관한 일반적인 언급은 다음의 2.4.7절에 실려 있다.

이 기본안은 여건이 된다면 지표와 10m간에 적어도 하나 이상의 높이에서 풍향과 풍속의 측정에 의해 보완되어질 수 있다. 지표와 바로 접한 기층을 제외하고는 WMO출판물 No. 8, 6.3.3절에 기술된 삼배 및 팬풍속계를 이용하여 측정할 수 있다. 보다 야심찬 측정안은 기본 농업기상관측소에서 수행되어야 한다.

풍속은 되도록 열선풍속계 또는 이에 상응하는 고감도의 측기를 사용하여 지표면까지 여러 높이에서 측정된다. 이 측정은 정상상태의 관측소 온도계와 증발 또는 증발산 측정기 바로 옆에서 이루어져야 한다. 주요 지역특산물에 대해서는 군락 내부와 상부의 바람장을 관측하는 것이 바람직하다.

2.3.1.3 일조 및 일사

모든 농업기상관측소는 일조시간을 기록해야 하고, 가능한 경우 일사계자료에 의해 보완되어야 한다. 기본 관측소는 전천복사 및 순복사를 포함한 상세한 일사관측을 해야 한다. 농업에서 일사스펙트럼분포는 큰 관심요소로 관측계획에 반드시 포함되도록 노력하여야 한다. 표준 일사측기는 출판물 8호 제9장에 기술되어 있으며, 몇몇 특이사항은 2.4.2절에 실려 있다. 모든 일사측기들은 정기적인 점검 및 보정이 필수적이다.

2.3.1.4 구름 및 대기수상(Hydrometeor)

농업기상관측소는 규칙적으로 전운량을 관측해야 한다. 운형 및 운고도 복사수지 연구를 위해 필요하다. 아래와 같은 대기수상의 상세관측은 여러 농업활동을 위해 유용하다. 즉 비와 이슬비(강도포함), 눈(적설심, 밀도, 물환산량), 우박(물환산량 및 크기포함), 이슬(양 및 지속시간), 서리, 조빙, 안개 등을 관측한다.

강수량은 종관관측소와 같이 아침, 저녁으로 측정하여야 한다. 추가관측이 바람직한 강수강도는 우량기록계를 사용하여 측정할 수 있다. 출판물 8호 제7장에는 강수측정 기기 및 범위에 관한 지침이 실려 있다.

기상레이다로부터 얻은 자료는 강수관측을 효과적으로 보완할 수 있고, 특히 농업에 큰 피해(우박, 집중호우)에 적절한 대응책을 수립할 목적으로 이를 야기하는 대기수상을 파악하는 것을 가능하게 한다.

적설범위 및 깊이는 적절한 장소에서 규칙적으로 관측되어야 한다. 대략 일주일에 한번이나 두번 지속시간과 물로 환산한 양에 관한 정보를 제공하는 것이 바람직하다.(자세한 내용은 WMO기술서 No. 26, 5쪽 참조)

특히 일중 온도변화가 큰 건조기후에서 이슬(또는 서리)형태로 내리는 물의 양은 생물권의 수분수지에 매우 중요하다. 더욱이 이슬지속시간과 양은 특정 식물병 발생과 연관되므로 중요하다. 이에 관련된 관측요소는 잎의 습윤지속시간이다. 이를 측정하기 위한 측기목록은 'WMO 기상측기 및 관측지침'과 'WMO 기술서 No. 55'에 실려있다.

2.3.1.5 증발량과 수분수지 측정

자유수면과 토양으로부터의 증발 및 식물증산 측정은 농업기상에서 매우 중요하다. 잠재증발산은 토양이 포장용수량일 때 토양-대기 접촉면과 식물로부터 증발하는 수분의 양이라 정의하고 있다. 실제증발산량은 현재 토양수분상태에서 지표면 증발량과 식물 증산량을 합한 것으로 정의된다.

증발량, 증발산량 및 잠재 증발산량 측정과 관련된 몇 가지 문제점이 WMO 출판물 No. 8 제8장 및 WMO 기술서 11, 21, 26, 83, 97, 126(또는 2.4.6절 참조)에서 다루어지고 있다. 특히 주의해야 할 점은 넓은 건조지역(오아시스효과)내의 소규묘 습윤지표면의 잠재증발산을 측정하기가 어렵다는 점이다. 수분수지의 이해에 아래 내용에 대한 관측을 실시해야 한다.

(a) 자유수면의 증발

(b) 지하수위

농업에 있어서 수자원은 매우 중요하기 때문에 수분수지에 영향을 주는 인자에 대해서는 상세한 지식이 매우 바람직하다. 그러므로 농업기상 관측계획에는 농업에서 중요한 하천의 범람에 관련하여 중요성이 높은 인근 호수나 강의 수위와 같은 수문관측이 포함되어야 한다.(자세한 내용은 WMO 기술서 No. 26 제5절 및 No. 76 참조)

2.3.1.6 토양온도

모든 범주의 농업기상관측소 관측계획에는 토양온도 측정이 또한 포함되어야 한다. 토양온도의 관측깊이는 5, 10, 20, 50, 100cm이다. 온도변화가 늦은 깊은 층(50이나 100cm)에서는 일반적으로 일일관측으로 충분하다. 보다 얕은 깊이에서의 관측은 연속값, 매일의 최고, 최저온도, 혹은 일정시각 측정 중 하나를 선호도에 따라 구성할 수 있다. (될 수 있으면 6시간이내 관측)

토양온도 자료가 발표될 때, 관측장소 유지방법에 대한 정보가 주어져야 한다. 5, 10, 20cm 깊이의 지중온도계는 깊이가 정확한지 주기적으로 점검하여 깊이가 유지되도록 해야 한다. 온도계와 토양면이 적절한 접촉상태를 유지해야 한다.

토양온도 측정지역의 지표면은 두 가지 유형의 표준이 적용된다(즉 나지 및 짧은 초지). 가능한 한 비교를 위해서 두 표준하에서의 동시관측이 이루어져야 한다. 그러나 많은 지역에서 두 가지 표준에 알맞은 측정치를 유지하기가 어렵거나 불가능한 경우도 있다. 그래서 그 지역에서 가장 알맞은 곳을 지정하여 관측한다. 또한 기준지표면이 주위를 대표하지 못하는 곳에서는 측기를 넓은 장소의 중심부에 설치한다. 표준측정과 작물재배지 토양온도의 관측비교는 지역주산물 및 재배에 관련된 온도범위에 변화를 가져온다.

토양온도를 산림지역에서 측정할 경우에는 측정깊이에 대한 기준높이를 명백하게 나타내어야 한다. 깔짚, 부식토 또는 이끼층의 윗 표면이 0cm가 되도록 하든지 토양-깔짚 접촉면이 0점기준이 되도록 한다. 이에 대한 상세한 내용과 여하한 계절변화도 관측자료와 함께 인용되어야 한다.(제8장 참조) 땅이 얼어있거나 눈으로 덮여 있을 때는 적설하의 토양온도, 적설심 및 토양동결깊이를 아는 것이 특히 중요하다. 또한 토양의 열적 특성에 대한 관측(예: 비열, 열전도성, 온도수직구배 및 변화)도 포함되어야 한다.

2.3.1.7 토양수분

토양수분은 모든 기본 농업기상관서 이외의 다른 농업기상관측소에서 가능한 한 관측되어야 한다(WMO 기술서 No. 97은 토양수분측정에 사용되는 초기에 대해 설명하고 있다). 비록 엄격한 기준이 필요하기는 하나 바람직하지는 않지만 지표로부터 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90, 100cm 깊이까지 측정한다. 높은 침투율을 지닌 깊은 토양에서는 좀더 깊은 깊이까지 확대 측정되어야 한다. 식물의 유효근권을 고려하여 깊이를 결정한다. 이것은 몇 가지 깊이에서 지속적으로 신뢰성 있는 기록이 가능할 때까지 약 10일 간격을 두고 관측을 한다. 얕은 깊이에서는 짧은 간격(5 - 7일)의 관측이 필요하다. 적설지역에서 눈이 녹을 때는 더욱 빈번한 관측이 필요하다.

표준 토양수분관측은 비경작지 국지환경을 대표하는 자연지표에서 이루어져야 한다. 지역특산물이 재배되고 모든 농작업이 이루어지는 곳에서의 동시관측은 농업적 활용에 따른 변동사항을 보여주게 된다. 이 토양-수분측정은 기상요소 측정으로부터 추정된 토양수분값을 검증하는데 특히 유용하다. 토양수분 관련문제점에 대한 논의는 WMO 기술서 No. 21 및 No. 97에 실려있다.

다음 항목에 대한 추가관측은 토양수분조건에 대한 이해 증진에 기여한다.

(a) 토양의 포장용수량

(b) 영구위조점

2.3.1.8 농업 중기후 조사

이 명칭은 농업생산에 영향을 미치는 기상요소의 여하한 지역적 중규모 변화를 확인하거나 지표면 기복도와 특성, 국지 바람순환 및 급수원 등 변화의 원인이 되는 중기후나 국지인자를 밝히기 위한 조사 목적에서 유래한다. 참고사항은 WMO 기술서 No. 133에 실려 있다.

특히 이러한 조사는 관측망 위치가 멀리 떨어져 있는 개발도상국이나 인구밀도가 낮은 지역에서 유용하다. 1 - 5년 동안 한시 운영되는 임시관측소로부터의 추가관측자료는 기본관측망의 관측값과 비교에 도움이 된다. 고정 또는 이동관측소로부터의 특수측기에 의한 관측은 전반적인 기후형을 파악하는데 이바지한다.

2.3.1.8.1 고정관측소

이 관측소는 일정한 장소에서 다소 오랜 기간 운영된다고 볼 수 있다. 그리고 다음과 같이 구분된다.

(a) 최소설비관측소 - 이동 가능한 소형 백엽상, 최고, 최저온도계, 건구습구온도계, 적절한 높이의 누적풍속계 및 우량계를 구비하고 있으며, 비표준 백엽상에 대한 복사오차값을 산정하여야 한다.

(b) 표준설비관측소 - (a)에 있는 표준백엽상, 자기온습도계, 지시풍향계, 일조기록계, 이들은 경험적인 방법에 의한 증발량 산정에 이용된다.

(d) 자동관측소 - 이 관측소는 거의 감독할 필요가 없으나 점검과 설치는 엄밀한 기준을 따라야 한다. 영구적이고 안정된 에너지원이 필요하다. 여기에서 관측된 자료는 직접 컴퓨터처리에 이용할 수 있다. 제한요인은 초기 설치비용이 높다는 점이다.

2.3.1.8.2 이동관측소

이동관측소는 단기간 동안만 운영된다. 기온 및 습도의 광범위하나 파상적인 조사가 필요할 때에는 대개 차에 탑재하여 이용한다. 이 경우 저관성 및 고감도의 열전대와 써미스터가 사용된다. 차량을 이용할 경우 모든 계측기기는 충격에 견디도록 장치해야 한다. 즉 측기에 미치는 충격을 줄이기 위해서 주진동방향에 수직 설치해야 한다.

고정관측소에서의 기상자기기 및 라디오존데 자료를 이용하도록 한다. 이 고층관측은 온도 및 습도의 극값이 출현하는 시기에 관측할 경우 활용성이 가장 높다.

2.3.1.8.3 특수 중기후현상에 대한 보완관측

중기후 패턴의 공간분포 특성에 대한 정의를 위해서는 저층대기의 온도, 습도, 기압 및 바람을 다음과 같이 관측되어야 한다.

(a) 계절별 대표적 기단이 출현하는 날에 대한 항공고층기상관측. 최고 최저 지표온도가 나타나는 시각에 고층관측을 실시하는 것이 유리하다. 고층기상관측은 고려 중인 관심사항에 따라 800 - 1000m까지는 매 100 - 150m마다 3000m까지는 매 300 - 500m간격 고도별로 수행되어야 한다.

(b) 300 - 500m까지의 고층기상관측은 고정식 풍선에 기상자기기 및 라디오죤데를 매달아 관측한다. 바람에 따른 움직임을 피하기 위해 풍선은 3개의 줄을 이용하여 고정한다.

(c) 바람구조. 300m까지의 바람구조 연구를 위해서 풍향을 가리키는 고정방향식 풍선이 사용된다. 보다 높은 고도에서는 비상승형 또는 저상승율의 운항식 기구가 사용된다. 이들의 비행경로는 지표면에서 두 대의 경위의로 추적된다. 야간에는 축전지를 이용하여 기구가 빛을 내도록 한다. 발연탄은 지정고도까지의 난류 뿐만 아니라 풍향을 나타내는데 사용될 수 있다.

2.3.1.9 비정기적 또는 비영속적 특성에 대한 정밀물리관측(농업미기상조사)

국지 또는 지역적인 농사활동의 변동을 파악하기 위해서는 몇 가지 미기후요소에 대한 관측이 필요함은 이미 언급되었다. 이들은 다소 정기적 또는 영구적인 관측이다. 그러나 정기적이지도 영구적이지도 않는 정밀관측도 기초연구를 위해 필요하고, 대개는 기존의 관행적인 농업기상관측 계획과는 별도로 수행된다. 이러한 관측에는 높은 정확도를 보이게 되고 숙련된 전문인력에 의해 고도의 정확도를 가지고 수행되며, 특수 고안된 기기를 이용한 미기상측정이 포함된다. 이와 같이 고도의 특수관측을 위한 보편적인 방법은 만들 수가 없다. 식물, 작물 및 동물에 관한 연구 또는 이들의 질병연구에서 특이한 적용사례를 발표한 논문은 부록 I에 실려 있는 문헌에서 찾아볼 수 있다. 산림지에서의 미기상관측에 관한 정보에 관해서는 제8장을 참조하면 된다.

실제 중요한 절차는 만일 미기상학적 기술을 이에 상응하는 규모의 생물학적 동태와 연관시키게 되면 기본적인 생물연구에 커다란 발전이 이루어 질 수 있을 것이다. 이러한 연구를 위해서는 생물학자, 물리학자, 전자전문가, 측기전문가, 통계학자 및 기타 전문가간의 긴밀한 협력을 통한 공동작업이 요구된다는 점을 특히 강조하고자 한다.

2.3.2 생물학적 특징 관측

생물학적 관측은 기상과 농업의 여러 분야와의 관계를 설명하기 위해 필요하다. 생물학적 관측은 기상조건에 따른 식물 또는 동물반응의 정성적인 면은 최소화하는 반면 최대로 정량화된 측정값을 제공한다. 이는 내재적인 개체변이를 지닌 생물체에 대해 실시한다. 이들은 통용되고 있는 기상측기와 같은 균질성 등의 장점은 가지고 있지 않다. 그러므로 생물관측 이용자

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