▲세일드론이 허리케인 속의 모습을 촬영한 모습. NOAA 과학자들은 지난주 돛달린 해상 드론을 허리케인의 중심부로 곧장 띄운 결과 샘이 그 중심에서 바깥으로 어떤 모습을 보이는지 알게 됐다. (사진=NOAA)

미 국립해양대기국(NOAA)이 최근 발생한 강력한 허리케인 ‘샘’의 중심부로 돛달린 해상드론과 공중 드론을 함께 날려 각종 데이터를 수집해 향후 발생할 허리케인 모델링 및 예보 향상에 활용한다고 ‘사이언티픽 아메리칸’이 지난 5일(현지시각) 보도했다.

최고조에 달했던 샘은 이번 시즌 카리브해에서 발생한 가장 강력한 폭풍이었다. 기상학자 필 클로츠바흐에 따르면 샘은 지금까지 관측된 것 중 가장 강한 허리케인이었다. 샘은 최고 풍속 시속 약 155마일(약 250km)인 4등급 태풍으로서 점차 약해지기 전까지 8일 연속 대형 허리케인 형태를 유지했다.

샘이 특히 유용한 사례 연구가 되는 이유는 태풍 풍속이 24시간 내에 최소한 시속 35마일(약 56km)로 빨라지는 태풍의 ‘급속 격화(rapid intensification)’ 과정을 여러번 거쳤기 때문이다. 샘은 열대성 폭풍에서 며칠 만에 대형 허리케인으로 부풀어 오르며 이 문턱을 여러 번 넘었다.

NOAA 과학자들은 지난주 돛달린 해상 드론을 사상 최초로 허리케인의 중심부로 곧장 띄워 샘이 그 중심에서 바깥으로 어떤 모습을 보이는지 알게 됐다.

당시 NOAA는 세일드론사와 제휴해 5대의 해상 드론을 바다에 띄우고 있었는데 운좋게도 허리케인 샘이 그 중 한 곳 근처를 지나가리란 것을 알아냈고 해상드론 한 대를 샘이 지나갈 가능성이 아주 높은 길목에 배치해 좋은 결과를 얻었다. 이 세일드론은 허리케인 내부를 이리저리 뒹굴며 해수 온도, 해수 염도, 풍속, 대기 온도 및 습도, 기타 과학적 측정치 자료를 분주히 수집했다.

NOAA 과학자들은 이 데이터를 통해 허리케인이 어떻게 형성되고 강력해지는지에 대한 새로운 통찰력을 얻기를 바라고 있다.

NOAA 기상학자 그레그 폴츠는 “허리케인의 근원은 따뜻해진 바다의 온기다. 바다가 따뜻할수록 잠재적으로 허리케인에 더 높은 바람이 불 수 있다. 따라서 이러한 측정을 통해 이 태풍이 정확히 어떻게 발생하는지 파악할 수 있다”고 설명했다.

기상학자들이 말하는 태풍의 ‘급속 격화’는 미국에 상륙하는 폭풍에 커다란 영향을 미칠 수 있다. 이 경우 미국 해안지역 사회는 더 급박하게 피난을 준비하고 조직해야 한다.

급속 격화는 기후 변화와 함께 더 악화될 가능성이 높은 과정이기도 하다. 일부 연구는 이 현상이 지난 수십 년 동안 이미 더 강력해졌다고 제시한 반면, 다른 연구들도 지구가 계속 따뜻해짐에 따라 이러한 현상이 더 자주 일어날 것이라고 말하고 있다.

폴츠는 허리케인의 이런 ‘급속 격화’를 더 잘 이해하는 것이 NOAA내의 최우선 과제라고 말했다.

▲세일드론은 허리케인 내부를 이리저리 뒹굴며 해수 온도, 해수 염도, 풍속, 대기 온도 및 습도, 기타 과학적 측정치 자료를 분주히 수집했다.(사진=NOAA)

NOAA는 지난해 다양한 종류의 환경 데이터를 수집하기 위해 새로운 무인 시스템 운영 프로그램(Unmanned Systems Operations Program)을 시작할 것이라고 발표했고 허리케인 연구가 최우선 과제였다.

이 기관은 무인항공기나 해상드론을 사용해 더 나은 과학적 관측자료를 수집하려는 노력의 일환으로 세일드론 프로그램을 진행했다.

NOAA가 허리케인 중심부 해상에 무인선박을 띄워 성공적으로 조종한 것은 이번이 처음이다. 이 기관은 이 선박에 장착된 특수 센서로 수집한 과학적 데이터를 미래의 허리케인 모델과 예보를 개선하기 위해 사용하게 되길 바라고 있다.

이번 허리케인 데이터 수집 프로그램에는 바다낚시, 데이터 수집용 수상 드론 전문 제작사인 세일드론사가 특수 설계한 해상 드론인 세일드론(Saildrone)이 사용됐다. 이 드론은 작은 무인 범선처럼 생겼으며, 계속 움직이게 하기 위해 25피트(약 7.6m) 높이의 돛을 갖추고 있다. 이 드론에는 강한 바람에도 선박을 안정적으로 유지하고 큰 파도에 부서지지 않게 특수 설계된 더 뭉툭하고 단단한 돛인 ‘허리케인 날개’가 장착됐다.

NOAA는 세일드론의 수면 항행 무인 선박 외에도 공중 드론 연구를 위해 다른 민간 기업들과 제휴했다. 이들은 허리케인 샘 위의 공중에 ‘허리케인 헌터’ 드론(무인항공기)을 띄우고 여기서 작은 드론들을 아래로 떨어뜨렸다.

폴츠는 “하늘과 바다에서 관측한 두 가지 방식으로 측정한 데이터 모두 허리케인 예보를 개선하는 데 매우 중요하다”고 말한다. 그는 “그것들은 상호 보완적이다. 우리는 이 날아다니는 무인항공기와 (해상 드론의)지구-해양 인터페이스로부터 얻는 수면 위 대기 상층부 측정치가 필요하다. 그리고 그것이 우리가 이전까지 세일드론 같은 것이 없어 할 수 없었던 것이다”라고 말했다.