<문화논단>데이터 과학이 만든 새로운 예보 기술

유희동 기상청장

봄에는 극심한 가뭄이 이어지더니 여름 장마철이 시작되자 집중호우와 폭염이 동시에 발생하는 등 기상재해로 인한 피해들이 발생하고 있다. 따라서 신속하고 정확한 기상·기후 정보 서비스 및 이를 활용할 수 있는 사회적 역량이 그 어느 때보다 중요해지고 있다.

기상예보는 관측과 예측을 종합해 기상·기후 정보를 국민에게 전달하는 기상청의 핵심 업무다. 이때 더 정확한 날씨 예측을 위해 꼭 필요한 것이 ‘수치예보 모델’이다. 수치예보 모델은 고성능 컴퓨터를 통해 수학·물리 방정식을 연산하는 첨단 과학기술의 집약체다. 우리나라도 2020년 세계 9번째로 수치모델 개발을 끝내고 현업 예보에 활용하고 있다.

최근 10년 사이 빅데이터와 관련된 첨단 정보통신 기술과 고성능 컴퓨터 기술의 비약적인 발전으로 인공지능(AI), 기계학습 등 데이터 과학의 기술 수준이 급속히 향상됐다. 기상 분야도 예외가 아니다. 매일 전 세계에서 쏟아지는 엄청난 양의 관측자료와 수치예보 모델 자료를 기본 재료로 하고, 첨단 AI 등 4차산업 기술들을 접목해 미래의 날씨나 기후를 정확히 예측하려는 연구를 활발히 하고 있다.

100년 전, 영국의 수학자 루이스 프라이 리처드슨이 대기를 물리법칙으로 구성하고 시간에 따라 적분함으로써 수치로 미래의 날씨를 계산해 내려던 꿈이 현재 예보 기술의 중추가 됐다. 이 수치예보 기술은 예보관들의 판단에 의존하던 주관적 예보 기술 시대를 객관적 예보 기술 시대로 바꾸는 엄청난 변화를 일으켰다. 앞으로는 데이터 과학을 바탕으로 하는 AI 등 4차산업 기술이 수치예보 기술의 획기적인 개선에 깊이 관여하는 것뿐 아니라, 수치예보 모델 등에서 상상을 뛰어넘는 새로운 예보 기술이 탄생할 가능성이 매우 크다. 더욱이 새로운 예보 기술이 현실화하는 데 필요한 기간은 리처드슨이 수치예보를 구상하고 그 기술이 실현된 기간보다 더 짧을 것이다.

AI 등 데이터 과학을 포함한 4차산업 기술은 대기를 한정된 물리법칙으로 제한해 계산하는 수치예보 모델의 제약을 넘어설 수 있다. 따라서 시간이 필요할 수는 있겠지만 새로운 기술은 100% 완벽한 예보는 아닐지라도 더 높은 차원의 예보 결과를 보여줄 것이다.

이러한 첨단 예보 기술을, 최고 기술을 보유하고 있는 세계 유수의 정보기술(IT) 기업이 주도하고 그 핵심 결과를 도출한다면 또 다른 차원의 고민거리도 야기된다. 현재까지는 일정 수준 이상의 예보 기술을 보유한 나라들의 해당 지역에 대한 예측 기술은 예보관이라는 사람이 담당하는 부분이 남아 있기 때문에 각 나라가 가장 우수하다. 그렇지만 일부 세계적인 기업이 최고 기술을 보유해 각 나라 주요 도시의 예보도 더 정확한 결과를 낼 수 있다면, 예보 종속 등 여러 가지 어려운 문제가 발생할 수 있다.

기상청도 이런 문제점을 인식해 데이터 과학을 기반으로 하는 새로운 예보 기술에 대비하고자 준비하고 있다. 기상청은 많은 어려움 속에서도 독자 수치예보 모델을 세계에서 유례없이 짧은 시간에 성공적으로 개발한 경험이 있다. 이러한 성과를 바탕으로 데이터 과학을 기반으로 하는 첨단 기술을 접목, 어디에도 종속되지 않는 새로운 예보 기술을 선도하는 기상청이 되도록 배전의 노력을 기울일 것이다.