[이코리아]글로벌 기상 예측 분야에서 인공지능(AI)이 기존 수치 예보 모델을 넘어 새로운 전환점을 만들고 있다. 특히 유럽중기예보센터(ECMWF)는 올해 초 AI 기반 예보 시스템인 AIFS(Artificial Intelligence Forecasting System)를 정식 도입하며, 날씨 예측의 새로운 지평을 열었다.
15일 업계와 영국 파이낸셜타임스 등 외신보도를 종합해 보면 ECMWF의 AI 예보 시스템은 열대성 사이클론 경로 예측을 기존보다 12시간 앞당겼고, 태양 복사량과 풍력 터빈 높이(100m)에서의 풍속 예측까지 가능해졌다. ECMWF는 오픈소스 프레임워크 '아네모이(Anemoi)'를 공개해 글로벌 협력을 강화하고 있다. 향후에는 앙상블 예측(50개 동시 생성)을 도입해 예측 신뢰도를 더욱 높일 계획이다.
플로랑스 라비에 ECMWF 사무총장은 "래더 도박 사이트FS의 운영이 기상 과학과 예측을 혁신할 것"이라며 "현존하는 머신러닝 기술 중 가장 광범위한 기상 변수를 활용한 예보가 가능하다"고 강조했다.
래더 도박 사이트는 복잡한 물리 방정식 없이도, 기존 수치모델이 풀기 어려운 대기 중 비선형성과 국지성을 데이터 기반으로 해결할 가능성을 보여주고 있다. 특히 래더 도박 사이트는 계산 속도 면에서도 탁월하다. 영국 케임브리지대·MS·ECMWF가 공동 개발한 '아드바크 웨더'는 일반 데스크톱에서도 단 1초 만에 날씨를 예보할 수 있다.
ECMWF의 모델 외에도 구글 딥마인드의 '젠캐스트'와 '그래프캐스트', 화웨이의 '팡구웨더', 엔비디아의 '포캐스트넷', MS의 '오로라' 등 글로벌 빅테크 기업들도 AI 기상 예보 경쟁에 뛰어든 상태다. 이들은 대부분 ECMWF가 축적한 40년 이상의 데이터를 학습하여 AI 모델을 정교화하고 있으며, 일부는 기온, 강수량뿐 아니라 침수 확률, 산불 재확산 가능성까지 예측 가능한 수준에 이르렀다.
산업계로의 파급 효과도 뚜렷하다. 미국의 스타트업 ‘벤치마크랩스’는 농장 맞춤형 AI 예보 모델을 통해 물 사용량을 10% 줄이고 작물 수확량을 두 배 늘렸다. IBM은 항공산업을 위한 난류 예측 시스템을 개발해 최대 6시간 전 난류 가능성을 90% 정확도로 예측하고 있다.국내 스타트업 식스티헤르츠는 위성 구름 사진 등 대규모 기상 데이터를 분석해 재생에너지 발전량을 예측하는 기술을 개발, 몽골 전력망에 기술을 수출하기도 했다.
그렇다면 한국은 어떤 상황일까.
정부에 따르면 한국형 수치예보모델(KIM)은 발전 중이다. 기상청은 지난 5월부터 격자간격 8km의 고해상도 전지구 수치예보모델 운영을 시작했다. 이는 기존 12km보다 약 2.5배 더 촘촘한 격자로, 복잡한 지형의 효과까지 더 정밀하게 반영할 수 있게 되었다.
현재 KIM은 독일·미국·영국·일본 등과 어깨를 나란히 하는 세계 9번째 자체 수치예보모델이며, 유럽의 9km 모델보다 해상도가 높은 수준이다.
현재 대부분의 국가에서는 수치예보모델이라는 날씨 예측 프로그램을 통해 객관적인 일기예보를 전하고 있다.
통상 하나의 수치예보모델이 주는 하나의 예측 시나리오는 오차 발생이 존재하기 때문에, 이러한 결정론적 모델의 한계를 극복하고 보다 정확하고 다양한 예측결과를 주기 위해 여러 개의 모델에서 생산된 예측값을 활용하는 방법을 앙상블 기법이라고 한다.
래더 도박 사이트 예보 모델은 수치모델(NWP)의 한계를 극복할 수 있는 보완책으로 부상 중이다. 수치예보는 복잡한 대기 방정식을 풀어야 하므로 시간과 연산량이 많이 들고, 급변하는 기상현상에는 민감하게 반응하지 못하는 한계가 있다. 반면, 래더 도박 사이트는 과거 방대한 기상 데이터를 바탕으로 통계적 패턴을 학습하여 훨씬 빠르고 유연한 대응이 가능하다.
기상청은 KIM-전구앙상블모델을 기반으로 하는 래더 도박 사이트-앙상블 운영체계를 지난해 10월 말부터 실시간 운영하고 있다. 기상청 소식지' '하늘사랑' 2월호에 따르면 2024년 8월 중심으로 예측 특성을 분석했을 때, 래더 도박 사이트-앙상블은 KIM-전구앙상블에 대비해 예측성능이 향상되었으나, 과소모의 특성은 다소 아쉬운 점으로 평가되고 있다. 이러한 특성이 래더 도박 사이트-앙상블에 활용되는 래더 도박 사이트-모델 자체의 특성인지, 아니면 다른 원인인지에 대한 추가적인 분석을 할 예정이라고 소식지는 밝혔다.
한편, 도시 침수 대응에도 래더 도박 사이트 기술이 본격 도입되고 있다. 지난해 3월부터 시행된 ‘도시침수방지법’을 계기로, 정부는 하천·하수도 연계 침수 방지 대책과 함께 래더 도박 사이트 기반 예보 시스템을 침수 취약 지역 중심으로 확대하고 있다.
최근 전북특별자치도는 한국과학기술정보연구원(KISTI), 전북테크노파크와 함께 ‘디지털 기반 도시 침수 대응 시스템’ 도입을 위한 업무협약을 체결했다. 이 시스템은 기상특보, 강수량, CCTV 영상 등 다양한 데이터를 통합 분석해 침수 피해를 예측하고 대피를 안내한다.
전북도는 래더 도박 사이트 기반 도시 침수 대응체계 실증을 비롯해 데이터 공유, 정책 활용, 산·학·연·관 협력체계 구축 등을 추진한다는 계획이다. 김관영 도지사는 "이 협약은 전북이 과학기술 중심의 재난 대응 모델을 선도하는 계기가 될 것"이라며 "데이터와 기술을 바탕으로 재난관리 시스템을 확장하겠다"고 말했다.
