한반도 주변의 일본, 중국(대만 포함) 및 러시아 캄차카의 활동적인 화산에 대한 289개의 화산DB를 구축하였으 며, 이들 중 잠재적으로 폭발적인 분화를 하여 한반도에 광역화산재해를 유발할 수 있는 위험 화산체 29개(백두산과 울 릉도, 일본 화산 27개)를 선정하였다. 이들의 선정 기준은 화산의 활동성 유무, 폭발적 분화 위험 암종 포함 여부, 서울 과의 거리, 그리고 화산폭발지수(VEI) 4 이상의 플리니식 분화이력을 가진 화산체 등이다. 본 연구 결과는 광역화산재 해를 유발하여 국내에 영향을 줄 가능성이 높은 위험화산을 선별하는데 활용할 것이다. 그리고 이들 위험화산 활동에 의해 발생한 화산재의 확산 범위를 예측하고 한반도에 미치는 영향을 분석하는 화산재해 피해 예측을 위한 방재 차원 의 대응 연구에 도움을 줄 것으로 기대한다.

자연재해에 있어서 취약성 분석계획의 우선순위 설정활동을 위한 기초자료로서 재해 위험분석의 주요한 요소이다. 화산폭발은 화산이 인구밀도가 높은 지역에 위치하고 있는 경우 많은 사상자와 재산피해를 야기한다. 화산폭발을 막을 수 없지만, 위험도와 취약성은 미래의 위기를 예측하는 신중한 계획과 준비작업을 통해 저감될 수 있다. 사회적 불평등으로서 사회적 취약성은 다양한 사회 구성원이 재해에 대응 능력에 민감한 영향을 미친다. 본 연구에서는 인도네시아 중부 자바에 위치한 메라피 화산 인근 지역주민들의 사회적 취약성을 평가하기 위하여 사회적 취약성 지수(SoVI) 기법을 활용하였다. SoVI는 사회적 위험부담을 이해하고 정량화하기 위하여 지역사회의 복원탄력성에 영향을 미치는 사회 경제적 및 인구 통계학적 요인을 이용하여 평가된다. 본 연구에서 사회적 취약성은 이해 관계자와 지역주민과의 설문조사를 통해 평가되었다. 연구결과로 도출된 취약성 지수는 사회적 취약성의 분포와 원인에 대한 정보를 반영함을 확인하였다.

백두산 화산이 분화할 경우, 한국에는 주로 화산재로 인한 피해가 예상된다. 이에 본 연구는 해외의 대형 화산분화 사례를 기반으로, 화산재 규모에 따른 피해와 사회 경제적 영향을 분석하였다. 첫째, 주요 화산 분화의 화산재 피해사례 및 화산재 두께/무게에 따른 피해를 "화산재 규모와 피해 영향 대조표"를 통하여 살펴보았다. 둘째, 화산재의 사회 경제적 영향을 분석하였다. 백두산이 겨울에 분화하지 않는다면, 한국은 화산재로 인해 경제적 피해를 입을 가능성이 크지 않지만, 화산재의 특성상 범세계적으로 영향을 미칠 수 있기 때문에 그 영향을 간과해서는 안 된다. 한편 만약 백두산 분화 시기에 한반도 주변으로 북풍 또는 북동풍이 발달하면, 화산재가 남한으로 확산하여 남한 경제에 영향을 미칠 수 있다. 항공수출에 차질이 생길 수 있으며, 인구 밀도가 높은 수도권이나 지방중심도시(산업집중도시) 혹은 농업지역으로 화산재가 이동해 온다면 그 피해는 매우 클 수 있다. 이러한 화산재해에 대비하여 한국의 실정에 맞는 화산재 예보 단계표가 만들어야져야 하며, 화산재 예측을 위한 한국형 화산 해저드 맵을 구축할 필요가 있다.

본 연구에서는 온라인 네트워크를 이용하여 화산재해 대응 국제협력 네트워크 기반 구축의 방안에 대해 제시하였다. 백두산은 2002년 이후 화산활동 재개 가능성에 대해 주목받고 있는 화산이다. 지리적으로는 중국과 북한령에 해당하나 실제 화산분화가 이루어질 경우 우리나라는 물론 아시아 지역의 여러 국가에 피해가 있을 것으로 예측되고 있다. 이와 같이 화산활동으로 인한 재해발생 상황에 대응해야하는 필요성이 있음에도 불구하고 국내에는 화산 전문가가 부족한 실정이며, 국제적인 활동 및 국제적 네트워크 구축 또한 미비한 상황이다. 이에 홈페이지를 통한 다양한 서비스를 제공함으로서 국제협력 네트워크 기반구축이라는 연구수행 목적을 달성하기 위한 하나의 활용 도구로서 온라인 네트워크를 개발하였다. 온라인 네트워크의 주요 기능으로는 화산폭발 및 위기상황 시 전문가들이 모여 논의 할 수 있는 공간 제공, 평상 시 자유롭게 의견을 교류할 수 있는 공간 제공, 화산 재해 대응 및 방재 관련 컨텐츠 제공을 들 수 있다. 이러한 온라인 네트워크를 통해 국제적으로 유기적인 연계 및 정보 공유와 더불어 단순한 국내 네트워크를 벗어나 해외 전문가들과의 최신정보 및 기술교류를 활성화하고, 국내 전문가의 역량을 세계적으로 홍보하며, 국제적 네트워크 형성 및 정보 교류의 장이 될 수 있을 것으로 기대된다.

본 연구에서는 현재 개발완료 예정인 화산재해대응시스템의 활용 및 고도화 방안을 제시하고자 한다. 향후 화산재해대응시스템이 국가 행망내에 설치되어 현업에서 운용된다면 국민안전처, 유관기관 및 지자체 담당자들에게 화산재해대응업무에 대한 정보화 및 공간정보 기반의 의사결정지원서비스를 제공할 수 있을 것으로 예상된다. 해당 개발 시스템은 평시에는 화산재해 모니터링을 위해 사용가능하고, 화산분화 이전 시점에는 사전 대응을 위한 도구로 활용가능하며, 화산분화 이후에는 실시간 피해예측 및 신속대응을 위한 의사결정지원 시스템으로 활용될 수 있다. 또한 본 시스템은 우선 백두산 지역을 대상으로 적용 가능하도록 설계되었으나, 최근 일본 및 동남아지역에 발생되는 화산재해에도 대응 가능하도록 확장될 필요성이 있다. 현재 우리나라에 영향을 끼치는 화산재 예측 프로그램(Fall3D)만 탑재되고, 화쇄류 및 화산이류, 홍수 등의 모델링은 시나리오 기반 시뮬레이션 DB만 탑재된 상태로 향후 이러한 직접적 피해예측 모델링 프로그램의 탑재도 요원할 실정이다. 또한 기 탑재된 화산재 예측 프로그램(Fall3D)도 Hysplit, Puff 등 다양한 화산재 피해예측 시뮬레이션이 가능하도록 확장될 필요성이 있다. 이를 통해 우리나라뿐만 아니라 화산재해에 피해가 지속적으로 발생되는 아시아 및 남미지역 등의 개도국에 해당 시스템 및 기술을 수출하여 공간정보 기반의 방재기술을 선진화할 수 있는 계기로 삼아야 한다.

백두산 화산 분화가 남한 지역에 미치는 사회경제적 영향을 평가하는 방법으로 리질리언스 비용을 검토하였다. 리질리언스 비용이란 재난으로 인해 발생한 피해 규모와 이를 복구하기 위해 소요되는 복구 자원의 규모를 동시에 평가하는 방법으로, 시스템의 규모로 정규화 할 경우, 리질리언스 비용 지수로써 시스템 간의 방재력 비교도 가능하게 한다. 특히, 리질리언스 비용은 피해 규모와 복구 자원 간의 상호작용을 고려하여 최적의 방재 전략을 결정하는데도 도움이 될 수 있도록 고안되었는데, 이 경우, 피해 규모와 복구 자원의 변화 양상을 예측하는 것을 필요로 한다. 한편, 리질리언스 비용은 피해 규모와 복구 자원을 정의하는 방법에 따라 평가값이 달라질 수 있다. 실제, 자연재해의 피해 유형과 복구 방법은 매우 다양하고 상호 밀접하게 연관되어 있어, 피해규모와 복구자원의 양을 명확히 구분하여 정의하는 것이 어렵다. 본 연구에서는 백두산 화산 분화 시나리오를 가정하고, 이 시나리오에서 화산재가 남한에 미치는 피해 규모와 복구 자원의 양을 추정하고, 리질리언스 비용을 평가하여 보았다. 피해 규모는 일부 산업 분야의 직간접 피해와 인체 영향으로 한정하였으며, 복구자원의 경우에는 화산재 청소 비용으로 국한하였다. 비록 평가에 필요한 자료가 부족하여, 일부 산업 분야에 국한하여 리질리언스 비용을 평가하였기는 하지만, 본 연구는 리질리언스 비용 평가 방법을 상세히 소개하고 있으며, 피해규모, 복구자원, 방재정책의 상호 연관성을 자세히 소개하고 있다. 국내에서 발생하는 재난별 피해 유형과 복구 방법을 적절히 정의할 경우, 리질리언스 비용은 우리나라의 방재력을 가늠하는데 크게 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

최근 일본과 하와이에서 발생한 화산재해에 의해 많은 인명과 재산피해가 기록됨에 따라 우리나라도 정부와 민간에서 화산재해에 대한 관심이 높아지고 있다. 과거 3차례의 분화이력을 갖고 있는 백두산이 대규모로 분화할 경우 한반도 전체를 포함한 일본, 중국까지 피해범위에 포함되기 때문에 백두산의 분화 전조현상과 지하 마그마 활동 등 관련 연구가 3국에서 활발히 진행되고 있다. 본 연구는 화산분화 시 피해가 예상되는 물 환경 및 관련 시설에 대한 영향 및 피해범위, 피해정도, 수질오염 등을 예상·추정하고, 이 결과를 바탕으로 하천과 상·하수도 시설의 피해저감을 위한 대응방안과 2014년 11월 새롭게 출범한 국가재난의 컨트롤타워인 국민안전처 중심의 재난관리체계를 제시하였다.

백두산은 2002년 이후 화산활동 재개 가능성에 대해 주목받고 있는 화산으로서, 지리적으로는 중국과 북한령에 해당하나 실제 화산분화가 이루어질 경우 우리나라는 물론 아시아 지역의 여러 국가에 피해가 있을 것으로 예측되고 있다. 그러나 국내에는 화산 전문가가 부족한 실정이며, 국제적인 활동 및 국제적 네트워크 구축 또한 미비한 상황이지만, 화산재해에 관련된 자료를 확보하여, 백두산이 분화했을 때 국내뿐만 아니라 국제적 공동 대응에 필요한 인접 국가 및 주요 화산중심국들과의 국제협력 체계가 구축되어야 한다.본 연구에서는 화산재해 국제전문가 참여연구 기반, 국제전문가들이 이용할 수 있는 온라인 네트워크 시스템, 화산재해 국제전문가 네트워크 등의 구축을 위해 참여 연구방안을 수립하고 국제 전문가 참여 연구 체계를 구축한다.본 연구의 기대효과로는 선진 화산재해 대응 기술을 조기 도입할 수 있게 되며, 화산재해 대응기술 분야의 국제적 협력 능력을 높이게 되고, 온라인 네트워크를 통한 해당 분야의 국제 전문가 네트워크를 확보할 수 있다.

그동안 우리나라는 화산재해에 대해 비교적 안전한 지역으로 인식되고 있었으나, 최근 백두산 지역의 다양한 화산분화 전조현상 발생 등 화산재해 위험성을 제기하는 전문가의 의견이 증가하고 있다. 이에 본 연구에서는 향후 발생가능한 화산재해에 대해 신속·정확하게 대응하기 위한 공간정보 기반의 화산재해대응시스템 개발방안을 제시하였으며, 실제 파일럿 시스템을 개발하여 상용화 시스템 개발을 위한 기반을 마련하였다. 향후 화산재해대응시스템이 소방방재청 국가재난관리시스템(NDMS) 체계에 탑재되기까지는 추가적인 연구 및 시스템 보완이 필요하나, 해당 시스템이 방재업무에 실용화 된다면 향후 백두산을 비롯하여 우리나라 인근지역에서 발생하는 화산재해로 인한 피해를 최소화 할 수 있음은 물론, 인도네시아를 비롯한 중남미 지역 등 화산재해발생 국가들까지의 수출도 가능할 것으로 기대된다.

｢화산재해 대응시스템의 피해예측 소요 DB 개발 공정 연구｣는 “화산재해 대응시스템 개발” 과제에서 구축하게 되는 “화산재해 의사 결정 지원 시스템”의 기본 DB 구축에 필요한 개발 공정을 수립하는데 그 목적이 있다. 피해예측 소요 DB는 화산폭발로 인한 피해를 예측하기 위한 필수적인 자료이기 때문에, 개발 공정에 적용되는 방법론을 수립하고 이를 검증하여 적용함으로써 체계적이고 효과적인 DB의 구축을 기대할 수 있다. 본 연구에서는 화산재해 대응시스템의 피해예측 기술에서 요구되는 DB를 대상으로 수집 경로와 운영 형태 등 기본적인 DB 특성을 분석하였다. 이렇게 분석된 내용을 반영하여 피해예측 소요 DB의 개발 공정을 다섯 단계로 구분하고 각 단계에서 수행될 업무와 제약사항을 기술하여 화산재해 대응시스템의 DB 구축에 적용 가능한 개발 공정을 제시하였다.

통합형 화산재해 대응시스템 플랫폼이 가져야할 아키텍처 요건과 각 기관에서 개발된 컴포넌트를 통합 연계할 수 있는 아키텍처 모델을 제시하여 화산재해 의사결정지원 시스템의 근간이 되는 통합형 화산재해 대응 시스템 플랫폼 설계를 통해 의사결정 지원 및 재난대응 표출이 가능하도록 아키텍처 설계할 수 있는 참조모델을 연구하고, 최종시스템 사용자의 사용성 및 편리성을 도모하고 화산재해 연구업무의 환경을 수용할 수 있도록 한다. 화산폭발 전조정보 수집 등 유관기관(기상청, 행정기관 등)과의 자료 공유 및 연계방안 수립을 위해 설계된 통합형 플랫폼의 아키텍처를 소개한다.

2010년 아이슬란드 화산 폭발로 유럽 전역에 항공 장애가 발생하였고, 2011년 일본 남부 큐슈의 신모에다케 지역의 사쿠라지마 화산이 폭발하였다. 또한 2002년 이후 백두산의 화산활동 재개 가능성이 제기되는 등 화산 폭발에 대한 국민적 관심이 집중되고 있다. 화산재해는 화산재, 화쇄류, 화산홍수 및 이류, 화산지진 등 여러 가지 형태의 재해 요인이 다양한 시간과 공간 범위에 걸쳐 발생하는 복합재난이다. 그러나 국내에서는 백두산 지역의 지질학적 특성에 대한 극히 일부의 연구를 제외하고는 화산재해에 대해 거의 연구된 바 없으며, 관련 분야의 전문가도 매우 소수인 실정으로 화산재해 대응에 대한 연구의 기반이 거의 없는 상태라고 할 수 있다. 화산재해에 대비한 사회적 요구 증대 및 경제적 파급 효과에 대한 우려가 논의되어 2012년 소방방재청 및 국립방재연구원의 재난안전기술개발 R&D사업으로 「백두산 화산대응기술개발사업단(Volcanic Disaster Preparedness Research Center)」이 출범되었으며, 2012년 8월 1일부터 ‘화산재해 피해예측 기술 개발’, ‘화산재 피해 예방 및 관리기술’, ‘화산재해 대응시스템 개발’, ‘화산재해 대응 국제협력 네트워크 기반 구축’과제 연구를 수행하고 있다. ‘화산재해 피해예측 기술 개발’과제는 화산재 피해 예측 기술개발, 화쇄류-화산성 홍수 및 화산이류 피해예측 기술 개발, 화산재해에 따른 사회·경제적 영향 예측 기술 개발, 화산성 지진으로 인한 국내 피해 예측 기술 개발을 연구하고 있으며, ‘화산재 피해 예방 및 관리기술’과제는 화산재 피해 예방 및 저감을 위한 사회기반시설, 환경, 보건 및 산업분야에 대한 관리 기술을 개발하고 낙하 화산재 처리 및 활용 기술 개발을 연구하고 있다. ‘화산재해 대응 시스템 개발’과제는 화산재해 피해 예측 기술 통합 및 관리 기술을 개발하고 화산재해 의사결정 지원 시스템을 개발하여, 화산재해 발생 시 효율적인 대응체계를 수립하고 체계적인 현장 대응 능력 확립에 활용될 계획이다. 마지막으로 ‘화산재해 대응 국제협력 네트워크 기반 구축’과제는 화산재해 선진 기술 조기 도입을 위한 국제 전문가 그룹 네트워크 구축 및 공동 연구를 통한 국제협력 네트워크 기반을 구축하여 관련 연구 분야 기술 지원 및 국제협력 창구의 일원화를 위해 활용될 계획이다.