Comparison of wind data for review of take-off and landing directions of UAM port

UAM Port의 이·착륙 방향 검토를 위한 바람 자료 비교

Abstract

Various studies suggest that the initial operating form of UAM, which is being presented as a solution to the urban traffic problem, will be similar to VTOL aircraft among current aircraft. In a form similar to determining the direction of the runway where fixed-wing aircraft take off and land, the vertiport where take-off and landing of VTOL aircraft takes place determines the flight direction of departure and arrival in consideration of the direction of the wind. Unlike areas where airports are generally built, in the case of downtown areas, it is expected that the characteristics of wind may continuously change depending on the environment of changing terrain or obstacles such as the construction of new buildings. In this study, long-term actual observation data for reviewing the take-off and landing directions at the city center where the location of the vertiport is expected are compared using a wind speed map, and the characteristics of the ground wind and the possibility of change in the direction of the predominant wind depending on the observation period and observation location confirmed.

도심지역 교통문제의 해결책으로 제시되고 있는 UAM의 초기 운영 형태는 다양한 연구에서 현재 항공기 중 VTOL 기체와 유사 할 것으로 제시되고 있다. 고정익 항공기가 이·착륙하는 활주로의 방향 결정과 유사한 형태로 VTOL 기체의 이착륙이 이루어지는 버티포트는 기체의 이·착륙 과정의 출발 및 도착의 비행 방향을 바람의 방향을 고려하여 정하도록 하고 있다. 일반적으로 공항이 건설되는 지역과 다르게 도심지의 경우 새로운 건물의 건축 등 지형 또는 장애물 변화 환경에 따라 바람의 특성이 지속적으로 변화될 수 있는 여건이 예상된다. 본 연구에서는 버티포트의 위치가 예상되는 도심 위치에서 이착륙 방향 검토를 위한 장기간의 실제 관측 데이터를 풍배도를 사용하여 비교 후 관측 기간 및 관측 위치에 따라 지상 바람의 특성과 주 바람의 방향이 변화 가능성을 확인하였다.

Ⅰ. 서론

국내의 교통 수요가 수도권 및 도심 지역에 집중됨에 따라 교통 혼잡이 증가하고 있다. 한국교통연구원은 전국의 교통혼잡 비용은 94년에는 약 10조원, 12년에는 약 30조원, 17년에는 약 60조 수준으로 국내 총 생산의 3.4%로 달하는 것으로 발표하였다. 현재 교통수단인 지하철, 버스, 택시 등과 같은 기존의 교통수단이 도심 지역이 메가시티로 발전에 따른 교통 혼잡을 해결하는데 한계가 있다고 제시하였으며, 이에 대한 대안으로 도심항공모빌리티 (UAM ; urban air mobility)이 도심 지역의 메가시티화에 따른 교통 문제의 해결책으로 제시되고 있다 [1].

미항공우주국 (NASA ; national aeronautics and space administration)은 수직이착륙기 (VTOL ; vertical take-off and landing)을 통해 사람을 운송하는 도심항공교통체계를 UAM으로 정의하였고 발전 형태에 따라 초기, 중기, 성숙기로 분류하였다 [2]. 국내 한국형 도심항공교통의 운용개념서 1.0에서도 UAM의 발전을 초기, 성장기, 성숙기 3단계로 나눠 단계 별 주요 목표 제시하였다. K-UAM 기술로드맵은 한국형 UAM 의 주요 기술적 분야로 유·무인 운영 형태, 교통관리체계와 자동화 수준, 회랑운영방식, 항공통신망, 항법시스템, 버티포트 입지 및 형태 등 제시하였다 [4]. 도심 지역 내에서 UAM이 안전하고 효율적으로 운영하는데 VTOL이 이·착륙 할 수 있는 버티포트는 필수적인 기반시설이다. K-UAM의 단계별 발전에 따른 버티포트의 입지 위치는 초기에 수도권 중심으로, 성숙기에는 전국적으로 확대해 나가는 것을 목표로 하고 있다 [3].

소음, VTOL 기체 성능 및 운영 항로, 기상 등의 요소들을 고려한 종합적인 환경 영향성 분석을 통한 입지 평가 기준, 버티 포트 최적화 구조 설계 기준, VTOL 기체와 버티포트 충돌 해석 시뮬레이션 기술 등의 구축이 도심형 버티포트를 입지 선정을 위해서 필요하며, 다양한 요소를 고려하는 측면에서 VTOL 기체의 안전한 이·착륙 운영을 위한 방향 선정이 건물·빌딩과 같은 장애물에 의하여 바람 방향의 영향을 미칠 수 있는 도심 지역에서의 상세한 정보 확인이 필요하다.

항공기 이착륙 방향의 확인을 위해서는 바람정보를 포함한 기상 정보의 장기간 관측과 분석을 실시해야 한다. 우리나라에서 기상 정보의 관측은 기상청에서 주로 이루어지며, 기상예보 모델에 사용하기 위한 종관기상관측장비 (ASOS ; automated synoptic observing system), 주요 위치의 기상정보를 상시 확인하기 위한 방재용 자동기상관측장비 (AWS ; automatic weather system)등을 운영하는 총 671개의 지상 기상 관측 지점과 공항의 기상을 관측하는 공항기상관측장비 (AMOS ; automated meterological observation system) 7개의 지점에서 지속적인 기상정보 관측을 수행하고 있다 [5]. 관측된 정보는 장비의 종류와 사용되는 정보 대상자의 특성에 따라 일부 상이하나 VTOL 기체의 운영 분석에 필요한 풍향·풍속 등 바람정보, 온도, 습도 등의 기본 정보 등은 모든 지점에서 관측하며, 장시간 데이터 비교를 통하여 위치별 특성을 비교할 수 있다.

본 연구에서는 VTOL 기체가 운영될 수 있는 버티포트에서의 비행체 이·착륙 방향의 검토를 위한 바람의 특성을 확인하고자 한다. 특히, 비행장 설계 지침에서 제시하고 있는 최소 바람 고려 기간을 장시간 적용하여, 건물 등 신규 장애물로 인한 환경이 변화될 수 있는 도심지의 경우 특성 변화의 유무 등을 확인하여 장시간 데이터의 비교 및 검토 필요성에 대하여 제시하고자 한다. 이를 위한 본 연구의 구성은 제2장에서 버티포트의 개념을 살펴보고, 제3장에서 기상 관측 및 바람 정보 분석 방법에 대하여 확인 설명한 후, 제4장에서 관측 된 바람 데이터의 특성과 상세 내역을 비교하고, 제5장에서 결론을 제시하였다.

Ⅱ. Vertiport

2-1 Vertiport의 개념

NASA에서 버티포트는 헬기장의 설계 기준을 기반으로 발전된 형태의 수직 이·착륙장이라 정의하였다 [6]. 버티포트는 규모와 인프라에 따라 3가지 유형으로 나눠지고 형상은 그림 1과 같다. 버티허브 (vertihub)는 도심 지역 내의 가장 큰 규모의 허브 터미널의 역할을 하며 이·착륙, 충전, 수리 및 점검시설(MRO ; maintenance repair operation), 승객의 탑승 및 환승, 각종 편의시설 등을 갖춘다. 버티포트 (vertiport)는 도심 지역 내의 중간 터미널로 승객의 탑승 및 환승을 주 목적으로 기존의 빌딩이나 주변 상업시설 등과 같은 인구가 많은 장소를 활용하여 설계되고 위치의 면적에 따라 충전 및 정비시설을 갖춘다. 버티스탑 (vertistop)은 도심 지역 내의 가장 규모가 작으며 충전 장비, 수리 및 점검시설, 주기장 등이 필요하지 않아 비교적 저렴하게 운영이 가능하고, 기존의 헬리포트(heliport)를 활용하는 것이 가능한 형태로 UAM의 인프라를 현재의 시설을 활용하는 형태로 확장할 수 있다 [7].

그림 1. 버티포트의 형태[7]

Fig. 1. Vertiport type[7].

2-2 이·착륙 방향 선정 기준

미국연방항공청 (FAA ; federal avaition administration)에서 발표한 Engineering Brief No. 105, Vertiport Design은 VTOL이 헬리콥터와 유사한 성능 및 특성을 보여줄 것을 예상하고 AC 150/5390-2 Heliport Design의 헬기장 설계 지침에 설정된 설계 기준을 기반으로 한 VTOL 기체에 적합한 버티포트의 설계 기준을 제시한다. FAA는 버티포트 설계 시 FATO (final approach and takeoff area), TLOF (touchdown and liftoff), 안전 지역, 이착륙 방향 설정, 식별 부호, 항행 등, 버티포트 입지 안전 요소 등의 기준을 제시한다 [6]. 한국형 도심항공교통 기술로드맵은 도심형 버티포트의 입지 선정 요소를 소음, VTOL 기체 성능 및 운영 항로, 기상 등의 요소를 고려한 입지 평가 기준과 도심 지역의 인구 수 파악과 지상 교통수단과의 연계 가능한 지역 선별 기준으로 제시하였다 [4]. 버티포트 위치 선정에 고려하는 범위에는 안전한 VTOL 운영을 위한 이착륙 방향이 포함되어야 한다. 활주로가 없는 헬기장과 버티포트의 경우에는 이·착륙 방향의 선정 시 비행장 활주로 방향의 검토와 동일한 조건의 검토가 필요하다.

FAA는 헬기장과 버티포트 이·착륙 방향 선정 시 주 바람 방향에 평행하게 설계하는 것을 제안하고 있다. 버티포트에서의 이착륙 방향이 주 바람 방향과 다르게 사용해야 하는 경우 최소 135°의 방향을 시용해야 한다 [6], [8]. 버티포트의 이·착륙 방향은 그림 2와 같다.

그림 2. 버티포트 이·착륙 방향

Fig. 2. Vertiport approach/ departure surface.

ICAO 부속서 14 - 비행장(ICAO Annex 14 Volume Ⅰ Areodromes Design and Operations)는 공항 설계 시 활주로 방향 결정에 사용되는 바람 데이터를 최소 5년의 기간 동안, 적어도 1일 8회 이상 동 시간 간격(예, 3시간 간격 등)으로 관측해야 함을 명시하고 있다 [9]. ICAO Doc. 9157 Airport Design Manual Part 1 - Runways은 공항의 활주로 방향이 허용된 측풍(cross-wind) 제한치를 포함한 모든 바람의 최소 95% 이상의 빈도율을 수용하도록 규정한다 [10]. 공항의 활주로 방향이 최소 95% 이상의 바람을 수용하지 못하면 2개 이상의 방향이 다른 활주로를 선정해야 한다 [13]. 실제 항공기 운용에 사용하는 측풍 제한치는 항공기의 운항 성능에 따라 결정되므로 기종(type) 별로 다를 수 있어, 공항 설계에 일률적으로 적용하기에는 한계가 있다. 따라서 공항 설계 시 활주로 방향 선정을 위한 측풍 제한치는 항공기의 크기 또는 이·착륙 속도에 따라 대표적으로 변화되는 활주로 길이에 따라 적용되며, 세부적 적용 기준은 표1과 같다.

표 1. 공항 활주로 길이 별 측풍 제한치[10]

Table 1. Cross-wind limits per runway length[10].

Ⅲ. 기상 관측 및 바람 정보 분석 방법

3-1 기상 정보

우리나라 기상관측은 기상청의 기본적인 업무 중에 하나이다. 기상관측은 공항기상관측, 지상기상관측, 해양기상관측, 고층기상관측, 위성기상 및 레이더 기상관측장비 등으로 관측되며, 관측된 기상 자료는 각 지역의 기상 상태를 파악하고 분석하여 일기예보의 기초 자료가 된다 [5]. 기상관측에서 제공되는 주요 정보는 기온, 바람, 습도, 강수 등이 있으며, 바람의 특성을 파악할 수 있는 풍향 및 풍속 정보는 대부분의 지상관측 장비에서 생산되는 기본 정보이다.

3-2 수도권 지상 기상 정보 관측

국내 수도권 도심 지역의 기상 관측 정보는 지상기상관측장비인 종관기상관측장비 (ASOS), 방재기상관측장비 (AWS), 공항기상관측장비 (AMOS)에서 관측된다.

ASOS는 일기도에 나타나는 고기압과 저기압의 공간적 크기 및 수명을 말하는 종관규모의 날씨를 파악하기 위하여 정해진 시각에 기온, 강수, 바람, 습도, 기압, 일사, 일조, 눈, 구름, 시정, 지면상태, 지면온도 등을 관측한다. 전국에는 총 103개의 ASOS가 설치되어 있으며, 그중 10개의 관측 지점은 수도권에 설치되어 있다 [11].

AWS는 ASOS의 공백 해소와 지진, 가문, 태풍 등 국지적인 기상현상을 파악하기 위하여 설치되어 있다. AWS를 통해 제공되는 기상요소는 기온, 바람, 강수량, 습도, 기압 등 이며, ASOS에 비하여 일부 정보만 관측되고 있다. 전국에는 총 210개의 AWS가 설치되어 있으며, 그 중 93개는 수도권에 설치되어 있다 [11].

공항에서 기상정보를 관측하는 AMOS 는 국내의 총 15개 공항에 설치되어 있으며, 항공기의 안전한 이·착륙에 필요한 활주로 부근의 기상현상을 파악하기 위해서 바람, 기압, 기온, 습도, 노점온도, 강수, 눈, 구름, 시정 등이 관측된다. 15개의 AMOS 중 8개는 군 공항에서 관측된 정보를 사용하며, 7개의 민간 공항 중 수도권에는 2개의 공항에 설치되어 있다. [12]

그림3은 수도권지역에서 관측되는 관측장비별 위치를 나타낸 그림이다.

그림 3. 수도권 지상기상관측장비 현황

Fig. 3. Current Status of Ground Weather Monitoring Equipment in the Metropolitan Area.

3-3 바람 정보 분석 방법

풍배도(windrose)는 일반적으로 바람 데이터를 분석하고 가시화하는 방사형그래프이다. 공항 분야에서는 바람의 풍속 계급별에 따른 풍향 빈도율을 나타내고 공항 설계 시 활주로의 방향을 정하기 위해 사용되는 풍배도와 기상 분야에서는 풍향별 풍속 계급의 빈도율을 통해 주 바람의 방향을 나타내는 풍배도가 있다.

공항 분야의 풍배도는 측풍 제한치를 풍속 계급으로 나눠 풍향의 빈도 율을 산정하고 공항 활주로의 길이에 따른 측풍 제한치를 풍향 별로 적용하여 최소 95% 이상의 바람을 수용하는 활주로 방향을 선정한다 [9]. 항공 풍배도는 그림 4와 같다.

그림 4. 항공 분야 풍배도[13]

Fig. 4. Windrose of aerodrome Field[13].

기상 분야의 풍배도는 풍향별 풍속 계급의 빈도율을 가시화하여 바람의 특성과 주 바람의 방향을 파악할 수 있다. 기상청에서 일반적으로 사용하는 풍향 16방위와 보퍼트 풍력 계급(beaufort wind force)으로 풍속의 범위를 풍배도에 적용하였다. 풍력 계급은 표 2와 같다.

표 2. 보퍼트 풍력 계급

Table 2. Beaufort wind force.

Ⅳ. 수도권 지역 바람정보의 분석

4-1 분석의 대상

UAM은 도심 지역의 교통 혼잡의 한계를 해결 할 목적으로 제시된 항공교통체계이다. 우리나라 지자체의 최소단위 별 인구 규모를 고려하였을 때 인구 밀집이 많은 서울, 인천, 경기도 등 수도권의 지자체 중 지상기상관측장비가 존재하여 분석이 가능한 지역을 선별하였다. 또한 한국형 도심항공교통 로드맵에서 제시한 공항과의 연계 노선을 실증 사업으로 추진하고 있어 수도권 내의 공항을 추가로 분석하였다.

표 3은 통계청의 2022년 10월 기준 수도권 행정 구역 중 지상기상관측장비가 존재하는 지역의 인구통계이다. 그림 5는 선별된 수도권 도심 지역과 공항의 지상기상관측장비 위치이다.

표 3. 지상기상관측장비가 있는 수도권 행정구역 인구 통계 순위

Table 3. Population rank of metropolitan district with ground weather observation equipment.

그림 5. 인구통계에 따른 수도권 지상기상관측장비의 위치

Fig 5. Location of ground weather observation equipment in metropolitan district according to demographics.

국내 UAM 실증 노선과 연계 가능한 수도권의 공항 2곳과 지상기상관측장비가 존재하는 인구 밀집 도심 지역 13곳을 지상기상관측장비를 통해 관측된 총 15년의 과거 바람 데이터를 5년 간격으로 나눠 풍배도를 활용하여 비교 및 분석하였다.

4-2 바람 정보 분석 방법

본 연구는 ICAO에서 제시한 공항 설계 시 사용하는 바람 데이터의 기준인 최소 5년의 기간 동안, 적어도 1일 8회 이상 동시간 간격(예, 3시간 간격 등)을 적용하여, 1일 1시간 단위로 관측된 AMOS, ASOS, AWS의 바람 데이터를 활용하였다. AMOS, ASOS, AWS의 관측지점은 장기간의 관측이 이루어진 위치로 바람 데이터의 장기간 관측 데이터 확보가 가능하다. 해당 데이터를 활용하여 15년의 기간 동안 5년 간격의 바람 데이터를 기상 분야의 풍배도로 가시화하여 인구가 밀집된 수도권 도심 지역과 국내 UAM 연계노선 추진사업으로 제시되고 있는 수도권 내의 공항의 중·장기적인 지상 바람의 특성을 파악하고자 한다.

4-3 도심 자료 분석 결과

인구 밀집된 수도권 도심 지역 중 지상기상관측장비가 존재하는 분석 대상 지역의 풍배도를 5년 단위로 15년간 작성한 것은 표4와 같다. 표4에서 가시화 된 풍배도의 주 바람은 풍향별 풍속의 빈도율로 결정된다. 풍배도의 형태를 보면 특정 기간과 지역에 따라 유사한 바람의 특성을 갖거나 또는 다른 바람의 특성을 갖는 등 주요 형태별로 차이가 있는 것을 확인할 수 있다. 이를 통해 도심 지역 별 지상 바람은 풍향별 풍속의 빈도율이 다르지만 주 바람의 방향이 일정하게 유지되는 바람, 풍향별 풍속의 빈도율이 유사하지만 주 바람의 방향이 변하는 바람, 풍향별 풍속의 빈도율과 주 바람의 방향 모두가 바뀌는 바람 총 3가지의 바람의 형태로 분류된다.

표 4. 인구 통계에 따른 지상기상관측장비가 있는 수도권 및 공항 지역 풍배도

Table 4. Windrose of the metropolitan and airport area with ground weather observation equipment according to demographics.

2007 ~ 2011년, 2012 ~ 2016년, 2017 ~ 2021년의 지역 별 풍배도를 보면 수원, 용인, 인천공항의 관측 지점은 풍향별 풍속의 빈도율이 다르지만 주 바람의 방향이 일정하게 유지되는 바람이 나타나는 것을 확인할 수 있다. 그림 6은 수원 관측지점의 순차적 시기의 항공사진이다. 수원 관측지점의 풍배도와 순차적 시기의 항공사진을 비교하면 2017 ~ 2021년의 풍배도의 북풍 계열의 바람의 빈도율이 2007 ~ 2011년, 2012 ~ 2016년과 달리 감소하는 것으로 보아 2020년 항공사진 나타나는 수원 관측 지점 기준 서쪽에 위치한 건물(수도권 기상청)의 영향을 받은 것으로 추정된다. 이를 통해 풍향별 풍속의 빈도율이 다르지만 주 바람의 방향이 일정하게 유지되는 바람이 나타나는 관측지점들은 주변환경의 변화가 바람의 특성에 작게 영향을 미친 지점임을 파악할 수 있다.

그림 6. 순차적 시기의 수원 지상 기상 관측지점 항공사진

Fig. 6. Airscape of Location of ground weather observation on Suwon by sequential year.

성남, 안산, 경서, 강남, 시흥의 관측지점은 풍향별 풍속의 빈도율이 유사하지만 주 바람의 방향이 변하는 바람이 나타나는 것을 확인할 수 있다. 그림 7은 성남 관측지점의 순차적 시기의 항공사진이다. 성남 관측지점의 풍배도와 순차적 시기의 항공사진을 비교하면 2007 ~ 2011년과 달리 2012 ~ 2016년에 동풍 계열 바람의 빈도율이 높아진 것로 보아 2012년 항공사진에 나타는 성남 관측지점 기준 남동쪽에 위치한 성남시청 영향을 받은 것으로 추정되어진다. 하지만 2017년과 2020년의 항공사진에 성남 관측지점 주변의 건물의 배치의 변화가 없음에도 불구하고 2012 ~ 2016년 주 바람의 방향은 E인 것과 달리 2017 ~ 2021년 주 바람의 방향이 NW으로 나타는 것으로 보아 건물의 배치 등의 지형적 요소뿐 아니라 환경적인 요소가 바람에 영향을 미치는 것으로 추정된다.

그림 7. 순차적 시기의 성남 지상 기상 관측지점 항공사진

Fig. 7. Airscape of Location of ground weather observation on Seongnam by sequential year.

이를 통해 풍향별 풍속의 빈도율이 유사하지만 주 바람의 방향이 변하는 바람이 나타나는 관측지점들은 주변환경의 변화가 아닌 환경적인 요소의 영향으로 바람의 특성이 변하는 지점임을 파악할 수 있다.

고양, 화성, 남양주, 송파, 평택 강서의 관측지점은 풍향별 풍속의 빈도율과 주 바람의 방향 모두가 바뀌는 바람이 나타나는 것을 확인할 수 있다. 그림 8은 강서 관측지점의 순차적 시기의 항공사진이다. 강서 관측지점의 풍배도와 순차적 시기의 항공사진을 비교하면 2007 ~ 2011년, 2012 ~ 2016년과 달리 북서풍 계열과 북동풍 계열의 바람의 빈도율이 2017 ~ 2021년에 크게 증가한 것으로 보아 강서 관측지점 기준북서쪽에 위치한 서울 물 재생공원과 동쪽과 남쪽에 위치한 호수와 서울식물원 등이 바람 영향이 미치는 것으로 추정된다. 이를 통해 풍향별 풍속의 빈도율과 주 바람의 방향 모두가 바뀌는 바람이 나타나는 관측 지점은 주변환경의 변화가 바람의 특성 변화에 크게 영향을 미치는 지점임을 파악할 수 있다.

그림 8. 연도별 강서 지상 기상 관측지점 항공사진

Fig. 8. Airscape of Location of ground weather observation on Gangseo by sequential year.

해안 지역과 내륙 지역에 위지한 관측지점의 풍배도의 풍속 빈도율은 차이가 있다. 내륙에 위치하고 있는 김포공항 관측지점을 포함한 내륙에 위치한 관측지점의 대부분의 풍속의 빈도율은 주로 0.5 ~ 3.3 m/s에서 높게 나타난다. 하지만 인천 영종도에 위치한 인천국제공항은 3.4 ~ 7.9 m/s의 풍속의 빈도율이 가장 높게 나타난다. 섬 지역에 위치한 인천국제공항의 지리적 특성 상 해풍이 높은 풍속의 빈도율에 영향을 미치는 것으로 추정된다.

추가적으로 관측지점이 인접해 있는 경우에도 관측되는 바람의 풍향과 풍속은 다르다. 서로 인접해 있는 강남과 송파, 김포공항과 강서의 관측지점의 2007 ~ 2011년 풍배도를 비교하면 지점별 풍향별 풍속의 빈도율 다르고 주 바람의 방향이 강남은 NE, 송파는 NW, 김포공항은 NNW, 강서는 W로 다르다는 것을 확인할 수 있다. 그림 9는 강남, 송파의 관측지점을 표시한 것이고 그림 10은 강남, 송파의 관측지점 항공사진이다. 강남 관측지점은 북쪽으로 강과 남쪽으로 공원 물재생센터가 위치하고 있다. 송파 관측지점은 동쪽에 타워와 쇼핑몰, 호텔 등이 위치하고 서쪽으로는 아파트 단지가 형성되어있다. 강남 관측 지점과 송파 관측지점의 거리가 직선거리 약 3 km인 것으로 보았을 때 건물의 배치, 주변환경이 바람의 차이를 나타나게 하는 중요 요소임을 추정할 수 있다.

그림 9. 강남, 송파 지상 기상 관측지점

Fig. 9. Location of ground weather observation on Gangnam and Songpa.

그림 10. 강남, 송파 지상 기상 관측지점 항공사진

Fig. 10. Airscape of Location of ground weather observation on Gangnam and Songpa.

Ⅴ. 결론

본 연구는 VTOL기체가 운영될 수 있는 버티포트에서의 비행체 이·착륙 방향의 검토를 위한 바람의 특성을 확인하고자 한다. 버티포트의 비행체 이·착륙 방향은 주 바람의 방향으로 설계되어진다. 주 바람의 방향을 파악하기 위해서 1일 1시간 단위로 관측된 AMOS, ASOS, AWS의 장기간의 바람 데이터를 활용하여 15년 기간 동안 5년 간격의 기상 풍배도를 작성하였다. 분석을 위해 인구 밀집이 많은 서울, 인천, 경기도 등 수도권의 지자체 중 지상기상관측장비가 존재하여 분석이 가능한 지역을 선별하였고 한국형 도심항공교통 로드맵에서 제시한 공항과의 연계 노선을 실증 사업으로 추진하고 있어 수도권 내의 공항을 추가로 분석하였다.

각 지역별 15년의 기간 동안 5년 간격의 풍배도를 통해 지상 바람은 풍향별 풍속의 빈도율이 다르지만 주 바람의 방향이 일정하게 유지되는 바람, 풍향별 풍속의 빈도율이 유사하지만 주바람의 방향이 변하는 바람, 풍향별 풍속의 빈도율과 주 바람의 방향 모두가 바뀌는 바람 총 3가지의 바람의 특성을 갖는 형태로 분류되어짐을 확인하였다. 각각의 바람의 특성을 가진 관측 지점들의 순차적시기의 항공지도와 풍배도를 비교하여 관측지점들이 특정 기간에 주변환경의 변화로 인해 바람의 특성이 변할 수 있음을 확인하였고 관측지점 별로 주변환경, 지리적 요소, 건물의 배치, 환경적 요소 등에 따라 바람의 특성의 차이가 있음을 확인하였다.

본 연구에서 나타난 수도권 지역의 지상 바람 3가지 특성을 살펴보면, VTOL 기체 등이 도심지역에서 안전하게 이·착륙과 운영을 위해 중·장기적 바람의 관측을 통한 풍향별 풍속의 빈도율과 주 바람의 방향 파악이 필요하다는 것을 나타내고 있다. 추가적으로 이착륙 영향 바람뿐만 아니라 도심지역의 운영의 범주에 포함되는 공간 영역에서 주변 건물의 배치, 높이, 형상에 따라 다르게 발생되는 저고도 영역의 고도별 바람 정보 생성과 연계·활용 등에 대한 향후 연구가 필요할 것이다.