ㅇ 해저지진 위험성, 장기관측 필요성 인식 및 정책 우선순위 배려
ㅇ 우리나라 주변해역에서 발생하는 지진의 효과적인 근접 정밀 감시를 위하여 기 상청 지진관측망의 공간적 확대방안을 마련해야 하며, 성공적 목표달성을 위한 사전연구 및 기초자료 확보를 위한 연구지원이 필요하다.
ㅇ 연구결과 조기 현업화를 위한 요청: 연구 개발을 통한 연구 업적을 조기에 기 상청 현업에 적용하기 위해서는 현업에서 사용하고 있는 지진 분석기술의 공유 가 필요하다. 현재 기상청 현업에서는 지진 감시, 분석, 통보를 위하여 기상청 외부에서는 사용이 불가능한 라이센스의 특정 소프트웨어를 독점적으로 사용함 으로서 연구결과를 현업화 하는데 가장 큰 장애물이 되고 있다. 실제 국내 연 구자들에게 이 소프트웨어의 세부적인 분석 방법 및 절차, 기초 자료 등은 공 개되어 있지 않다. 따라서 연구자들은 오랜 시간과 노력을 투자한 연구결과인 각종 분석기술, 감쇠특성, 속도구조 등을 어떤 방식으로 현업화 할 수 있는지 알 수 없으며, 결과적으로 연구와 현업 간의 괴리감이 점점 커지고 있다. 따라 서 연구자들이 현업에서 사용하는 소프트웨어에 대한 접근이 보장되어야 한다.
소프트웨어의 라이센스와 관련해서는 동 소프트웨어가 미국 대학에는 무료로 배포되는 점, 국외의 많은 연구 및 교육 기관에서 본 소프트웨어를 널리 활용 하고 있는 점, 고가의 소프트웨어 라이센스 등을 고려할 때, 국내의 모든 기관 이 해당 소프트웨어를 활용할 수 있도록 라이센스 계약 내용을 변경하여야 한 다. 이러한 방향으로의 전환이 불가능 하다면, 장기적인 연구-현업 효율성 재고 를 위하여 연구자들과 현업자들이 공유할 수 있는 지진감시, 자료처리 및 분석·
통보 시스템을 도입하여야 한다.
ㅇ 현재 상황으로는 백두산 지역에 이동식 지진관측망을 구축하는 것은 어려운 실 정이다. 하지만 백두산 분출 위험과 정치적인 이해가 결합되어 언젠가는 백두 산 지진관측 연구가 수행될 것으로 사료된다. 아직까지 국내의 지진연구는 단 층에서 발생하는 지진연구가 수행되었기 때문에 화산에 의한 지진파 특성의 연 구는 이루어지지 않고 있다. 또한 대규모의 이동식 지진관측망이 구축되어야 하는데 아직까지 국내의 어느 기관도 화산과 같은 특수한 환경에서 이동식 지 진관측망을 운영한 경험이 없다. 이러한 기술들을 습득하기 위해서는 타지역의 활화산 주변에 관측소를 설치하여야 한다. 이러한 상황에서 다른 나라의 화산 에 지진계를 설치하기 위해서는 많은 외교적 노력과 시간이 필요하기 때문에 즉각적인 연구 활동이 불가능하다. 이러한 이유로 현재 극지연구소가 남극 대 륙에 건설중인 남극 제2 과학기지인 장보고 기지 주변에 위치한 멜번 화산 연 구를 제안하고자 한다. 극한의 지역인 남극 대륙이지만 활화산인 멜번 화산이 위치해 있고 매년 11월부터 3월까지 극지연구소에서 아라온호를 이용한 현장 조사를 실시하고 있기 때문에 연구지역에 즉각적인 연구와 관측장비 설치가 가 능하다. 또한 이태리 기지가 인접하고 있기 때문에 이태리에서 설치한 GPS 자 료를 공유하여 지진 자료와 연계하여 다양한 연구를 수행할 수 있는 기회가 될 것으로 예상된다.
ㅇ 현재의 평가 지표는 논문, 특허에 제한 되어있어 산업계의 연구사업 참여를 제
2012(1차년) 2013 2014 remark
동작시간 1개월 3개월 6개월 이상 동작기간이 늘면 배터리
용량(갯수) 증가 필요 부력용적 25 kg 이상 30 kg 이상 50 kg 이상 배터리 용량만큼 용적 증가
가능 통신범위 1,000 m 이상 2,000 m 이상 3,000 m 이상 수중 거리 동작깊이(수심) 1,000 m 1,000 m 1,000 m
원격 동기 기능
포함 유무 불포함 포함 포함
지진계 장착 부위 내부 내부, 외부 내부, 외부 표 1. 연구장비 개발 평가지표의 예
한할 수 있으므로, 산업계의 국가연구개발사업 참여 및 장비개발 활성화를 위 한 평가지표 개선이 필요하다.
참고문헌
김병엽, 김영준, 구남형, 유동근, 이호영, 변중부, 2008, 능동적 해저면 탄성파 탐사 현황 및 기 술 동향, 한국지구시스템공학회지, 45, 5, 578-589.
김준경, 2003, 국내 지진의 응답스펙트럼 특성 분석, 한국원자력안전연구원 연구보고서, 한 국원자력안전기술원. 152p.
김준경, 2005, 발파에 의한 지반진동의 응답스펙트럼 분석, 한국암반공학회, Vol No, 338-343.
김준경, 2009, 최근 발생지진 관측자료를 이용한 응답스펙트럼 분석, 한국암반공학회, 19, 490-497.
윤종구, 김동수, 방은석, 2006, 국내 지반특성에 적합한 지반분류 방법 및 설계응답스펙트럼 계산에 대한 연구(I), 국내 내진설계기준의 문제점, 한국지질공학회, 10(2), 39-50.
선창국, 정충기, 김동수, 김재관, 2007, 역사지진 피해발생 읍성지역에 재한 부지고유의 지진 응답 평가, 한국지질공학회, 17(1), 1-13.
주형태, 홍섭, 김한준, 김형우, 2005, 해저면 지진계 KROBS(KORDI OBS)-6K의 개발과 시험, 대한자원환경지질학회 2005년도 춘계 학술발표회 논문집.
Kim, H.J., Han, S.J., Lee, W.H., Huh, S., 1998, Seismic study of the Ulleung Basin crust and its implications for the opening of the East Sea (Japan sea). Mar. Geophys. Res. 20, 219-237.
Chung, T. W., 1992, A quantitative study of seismic anisotropy in the Yamato Basin, the southeastern Japan Sea, from refraction data collected by an ocean bottom seismographic array, Geophysical Journal International, 109, 620-638.
Chung, T. W., and Sato, H., 2001, Attenuation of high-frequency P- and S-waves in the crust of the southeastern Korea, Bulletin of the Seismological Society of America, 91, 1867-1874.
Chung, T. W., and Lee, K., 2003, A study of high-frequency QLg-1 in the crust of south Korea, Bulletin of the Seismological Society of America, 93, 1401-1406.
Chung, T. W., Noh, M. H., Kim, J. K., Park, Y. K., Yoo, H. J., and Lees, J. M., 2007, A Study of the Regional Variation of Low-Frequency QLg-1 around the Korean Peninsula, Bulletin of the Seismological Society of America, 97, 512-520.
Chung, T. W., Park, Y. K., Kang, I. B., and Lee, K., 2005, Crustal in South Korea using the source pair/receiver pair method, Bulletin of the Seismological Society of America, 95, 512-520.
Chung, T. W., Yoshimoto, K., Yun, S., 2010, The separation of intrinsic and scattering seismic attenuation in South Korea, Bulletin of the Seismological Society of America, 100, 3183-3193.
Chung, T. W., Yoshimoto, K., 2011, Velocity structure-based separation of intrinsic and scattering seismic attenuation in southeastern Korea, Tectonophysics, in submitted.
Dziak, R. P., M. Park, W. S. Lee, H. Matsumoto, D. R. Bohnenstiehl, and J. H.
Haxel, 2010, Tectonomagmatic activity and ice dynamics in the Bransfield Strait back-arc basin, Antarctica, J. Geophys. Res., 115, B01102, doi:10.1029/2009JB006295.
Furumura, T., and B.L.N. Kennett (2001). Variation in regional phase propagation in the area around Japan, Bulletin of the Seismological Society of America, 91, 667-682.
Hong, T.-K., 2010, Lg Attenuation in a region with both continental and oceanic environments, Bulletin of the Seismological Society of America, 100, 851-858.
Xie, J., Wu, A., Liu, R., Schaff, D., Liu, Y., and Liang, J., 2006, Tomographic regionalization of crustal Lg Q in eastern Eurasia, Geophysical Research Letter, 33, L03315, doi 10.1029/2005GL024410.
Benioff, H., 1934, The Physical Evaluation of Seismic Destructiveness, Bulletin of the Seismological Society of America, 24(2), 88-97.
Biot, J. A., 1941, A Mechanical Analyzer for the Prediction of Earthquake Stresses, Bulletin of the Seismological Society of America, 31(2).
Boore, D. M., Joyner, W. B., and Fumal, T. E., 1994, Estimation of Response Spectra and Peak Acceleration from Western North American Earthquakes: An Interim Report, Part 2, USGS Open File Report 94-127, Menlo Park, California, United States Geological Survey.
Bozorgnia, Y., and Campbell K. W., 1995, Characteristics of free-field vertical ground motions during the Northridge earthquake, Earthquake Spectra, 11, 515-525.
Bozorgnia, Y., and Campbell K. W., 2004,The vertical-to-horizontal response spectral ratio and tentative procedures for developing simplified v/h and vertical design spectra,
Journal of Earthquake Engineering, 8, 175-207.
Elgamal A., and He, L., 2004, Vertical earthquake ground motion records: an overview, Journal of Earthquake Engineering, 8, 663-697.
Housner, G. W., 1959, Behavior of Structures during Earthquakes, Journal of the Engineering Mechanics Division, ASCE, 85(EM4.), 104-111.
Newmark, N. M., Blume, J. A., and Kapur, K. K., 1973a, Seismic Design Spectra for Nuclear Power Plants, Journal of Power Division, ASCE, 99(2), 287-303.
Newmark, N. M., and Hall, W. J., 1973b, Procedures and Criteria for Earthquake Resistant design, Building Research Series 46, Building Practices for Disaster Mitigation, National Bureau of Standards, U. S. Department of Commerce.
Newmark, N. M., Hall, W. J., and Mohraz, B., 1973c, A Study of Vertical and Horizontal Earthquake Spectra, Report WASH-1255, Directorate of Licensing, U. S. Atomic Energy Commission.
Regulatory Guide 1.60, 1968, Design Response Spectra for Seismic Design of Nuclear Power Pans, USNRC.
Robertson-Maurice, S. D., D. A. Wiens, P. J. Shore, E. Vera, and L. M. Dorman (2003), Seismicity and tectonics of the south Shetland Islands and Bransfield Strait from a regional broadband seismograph deployment, J. Geophys. Res., 108(B10), 2461, doi:10.1029/2003JB002416.
Williams, C. M., R. A. Stephen, and D. K. Smith (2006), Hydroacoustic events located at the intersection of the Atlantis (30N) and Kane (23°40
′
N) Transform Faults with the Mid-Atlantic Ridge, Geochem. Geophys. Geosyst., 7, Q06015, doi:10.1029/2005GC001127.Yang, J., and Lee C., M., Characteristics of vertical and horizontal ground motions recorded during the Niigata-ken Chuetsu, Japan Earthquake of 23 October 2004, Engineering Geology, 94, 50-64.
기 술 분 류
체 계
기상기술분류 지진 및 지진해일
대응기술 국가과학기술
표준분류 지구물리-지진학 NTRM 자연재해 예측 및
저감 연구단계 기초(v), 응용( ), 개발( ) 연 구 과 제 명 (협동과제) 이동식 해저지진계를 이용한 지진 근접관측 및
활성 단층 연구
최 종 목 표
○
해저지진 정밀근접감시 - 이동식 해저지진관측망 구축- 해저지진 장기 근접 관측 및 획득 자료 분석
○
신기 해저 지각변형 규명 연구- 동해, 남해, 서해의 권역별 탄성파 탐사 및 분석 - 지진유발 단층의 분포와 특성 규명
연 구 필 요 성
연구개발동향국내외
○ 기술 선진국에서는 해저면 탄성파 기록계/해저면 지 진계(Ocean-Bottom Seismograph/Seismometer, OBS) 를 해저지진관측 및 해양탐사에 광범위하게 활용.
○ 국내의 OBS를 이용한 해양 탐사 연구는 자원탐사를 위하여 제한적으로 수행되고 있으나, 여전히 매우 미 흡한 수준이며 자연지진 관측을 위해서는 추가 연구 및 경험이 필요.
시장동향 및 규모
○ 해저지진계를 활용한 지진관측 및 지진위험성 연구등 은 공공성이 매우 강하여 시장규모 산정이 어려움.
연구필요성
○ 해저지진 근접 정밀 감시 및 재해요소 규명
- 우리나라 주변해역에서는 중규모 이상의 지진이 비교적 자주 발생
- 해저지진재해는 일정 조건 충족 시 지진해일, 해저사태 등의 2차적 재해를 유발할 수 있음
- 육상에 편중된 지진관측망으로는 정확한 해저지진감시 에 한계가 있음
연 구 내 용 및
목 표
< 1차년도 >
○ 이동식 해저지진관측망 시범운영
- 울진해역 (2004년 5월 29일 규모 5.2 지진 발생 해역, 관측기간: 6개월) - 이동식 해저지진관측망 운용기술 확보
○ 한국해에 적절한 이동식 해저지진관측망 구축 방안 수립
- 기술이전 가능성, 연구수행의 수월성 등을 고려한 최적의 이동식 해저 지진계 프로토타입 선정
○ 동해 정밀 탄성파 탐사 및 분석 I
< 2차년도 >
○ 이동식 해저지진관측망 구축 - 이동식 해저지진계 7 세트로 구성
○ 시범운영 관측자료를 활용한 해저 지진원 특성 연구
○ 동해 정밀 탄성파 탐사 및 분석 II
<3차년도>
○ 동해 해저지진 근접 장기관측 (관측점: 6개, 관측기간: 10개월)
○ 동해 해저지진 관측자료 분석
기상업무 연구개발사업 제안요청서(RFP)
○ 동해 정밀 탄성파 탐사 및 분석 III 연 구 기 간 및
연 구 비 총 연구기간 총 연 구 비 3 년
2,400 백만 원 연도별 연구비
1 차년도 700 백만 원 2 차년도 1,000 백만 원 3 차년도 700 백만 원
기 대 성 과 및 활 용 방 안
○ 기상청 지진관측망 외부에서 발생하는 해저지진의 관측역량 향상의 기초자료로 활용
○ 지진조기경보체계 수립에 필요한 해저지진관측소 설치 부지선정 자 료제공
○ 지진조기경보체계, 지진재해저감 등의 정책 수립 및 집행의 성공가능 성 제고
○ 이동식 해저지진관측 운영 노하우 습득
○ 향후 기상청 고정식 해저지진관측망 구축의 기초자료 제공 과 거 유 사
연 구 사 례
○ 한국해양연구원 “대양연구를 위한 탐사장비 기술 기반 구축”
○ 한국해양연구원 “한국남동해역의 현생지각변형과 퇴적작용”
○ 한국해양연구원 “동해 해양환경 및 생태계 변동감시 체제 구축”
키 워 드
(한글) 해저지진관측망 고해상 탄성파 탐사 해저 지진 및 활단층 (영문) Ocean Bottom
Seimic Network High-Resolution Seismic Survey
Submarine earthquakes and
active faults