원격탐사란 대상과의 직접적인 접촉 없이 물체로부터 발생되는 신호로부터 대상의 특성을 산출하는 기술을 말한다. 기상학에서 원격탐사는 크게 지상 관측, 항공 관측, 위성 관측으로 나눌 수 있다. 지상 관측은 지표면에 설치한 관측 장비로부터 강수, 운량, 기온, 습도 등의 기상 변수를 얻는 방법이다. 이렇게 관측한 기상 변수는 비교적 정확하여 수치예보 및 기후모델의 입력자료 및 검증에 활용되고 있다. 반면, 항공 관측은 항공기에 센서를 탑재하고 항공 궤도를 따라서 관측을 수행하여 구름의 연직 분포, 기온과 습도의 연직 구조 등을 알아내는 방법이다. 지속적인 관측 보다는 특정 현상의 집중 관측에 이용되며, 비용 등의 문제로 현재까지 우리나라에서는 많이 이용되지 않는 방법이다. 위성을 이용한 원격탐사는 기상위성에 센서를 탑재하여 전지구 규모의 기상현상을 관측하는 방법이다. 시공간적으로 해상도가 좋고, 지속적인 관측이 가능하기 때문에 위성을 이용한 기상관측의 활용 및 개발에 대한 관심도는 점점 증가하고 있다.

위성은 궤도의 특성에 따라 크게 정지궤도 위성과 극궤도 위성으로 나눌 수 있다. 정지궤도 위성은 약 36,000 km의 적도 상공에 위치하여 지구 자전과 동일한 속도로 공전하기 때문에, 지구표면에서는 마치 위성이 정지해 있는 것처럼 보인다. 미국 NASA에서 발사한 GOES, 유럽 EUMETSAT에서 발사한 METEOSAT, 일본의 MTSAT-1R, 그리고 2010년 초에 발사할 우리나라의 COMS가 대표적인 정지궤도 위성이다. 반면 극궤도 위성은 남극과 북극을 통과하는 위성으로서 공전주기와 기울기에 따라 궤도가 결정된다. NASA에서 발사한 NOAA, EUMETSAT의 GOME 등이 이에 해당된다.
극궤도 위성 궤도 계산

기상위성에 탑재된 센서의 특성에 따라 관측할 수 있는 기상 변수가 각기 다르다. 초분광센서는 대기층의 연직 구조를 알아내는 데 용이하며, 자외선 파장을 가진 좁은 밴드 (narrow band) 센서는 오존량을 알아내는 데 사용된다. 넓은 밴드 (broad band) 센서는 지구방출 복사에너지 및 태양복사에너지를 관측하는 데 용이하다. 이렇게 여러 센서로부터 얻은 산출물을 결합하여 활용하게 되면, 보다 다양한 기상현상을 정확하고 총괄적으로 관측할 수 있게 된다. 대표적인 예로 NASA에서 마련한 A-Train 미션은 5개의 위성으로 구성된 그룹으로서 시간 차를 두고 같은 궤도를 따라 이동하여, 에어로솔과 구름, 온습도, radiative flux 등을 측정하여 각 위성 산출물들을 상호 보완할 수 있도록 구성하였다. (http://www-calipso.larc.nasa.gov/about/atrain.php 참조)

A-train에 속하는 CALIPSO/CloudSat과 초분광 센서인 IASI/AIRS, 그리고 다중채널인 Meteosat에 대한 간단한 소개와 참고 사이트는 아래와 같다.