기상청 직할 및 지방기상청에 소속되어 있으며, 하부기관으로 기상관측소가 있다. 관할구역의 기상을 관측하여 상부기관에 보고하고, 기상청과 지방기상청에서 발표하는 각종 기상통보를 수신하여 관할구역의 국지예보와 기상서비스를 실시한다. 기상대장과 기상기정 또는 기상기좌 등의 직원이 있다. 현재 전국에 28개 기상대가 있으며, 50개의 기상관측소가 있다.
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각 기상대의 관할구역은 다음과 같다.
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① 기상청 직할에는 김포공항·제주·제주도레이더 기상대가 있다.
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② 부산지방기상청 소속에는 대구·포항·안동·울진·마산·울산·진주·충무 기상대가 있다.
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③ 광주지방기상청 소속에는 전주·군산·목포·무안·여수·완도 기상대가 있다.
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④ 대전지방기상청 소속에는 인천·수원·청주·서산 기상대가 있다.
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⑤ 강릉지방기상청 소속에는 춘천·원주·속초·영월·철원·동해레이더·울릉도 기상대가 있다. 이 외에도 기상청자원연구소 소속의 소백산기상관측소가 있다.
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각 기상대와 기상관측소는 관할지역에 대한 기상관측, 기상예보, 기후자료통계, 기상에 관한 증명 및 상담업무를 하는 기상관서와 항공기상관측 및 예보에 관한 사항을 분장하는 기상관서, 고층기상 및 기상레이더관측에 관한 사항을 분장하는 기상관서로 나뉜다. 특히, 소백산기상관측소는 세계기상기구가 정하는 배경대기관측 및 분석에 관한 특수업무를 분장하고 있으며, 무안기상대는 대기 내의 환경오염 연구를 위하여 주요 온실기체 상황의 관측에 관한 업무를 맡고 있다.
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