슈퍼컴퓨터, 잦은 기상 오보의 주범인가?
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슈퍼컴퓨터, 잦은 기상 오보의 주범인가?
  • 김형자 과학칼럼니스트
  • 승인 2017.10.30 00:48
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시시각각 변하는 날씨를 예측하기란 여간 어려운 일이 아니다. 특히 우리나라처럼 삼면이 바다로 둘 러싸여 있고 산맥이 많은 지형은 날씨 변화가 심해 일기예보가 다른 나라보다 어렵다. 요즘은 통신과 관측기술, 장비의 발달로 예보가 많이 정확해졌지 만, 날씨의 변덕은 여전하다. 때문에 날씨와 관련된 직업을 가진 사람들은 구박받는 것을 숙명으로 알 고 살아간다. 기상청의 ‘예보 정확도’는 왜 100%에 도달하지 못하는 것일까.
기상예보가 나오기까지는 여러 과정을 거친다. 먼저 현재의 기 상태를 파악하기 위해 기상 상태 부터 관측한다. 기상 관측의 기본은 지상 관측. 자 동 기상관측 장비를 통해 전국의 기상관측소에서 기온, 습도, 강수량, 바람, 기압 등을 1분 간격으로 모니터링 한다. 일기도에 나오는 지역별 날씨는 이 런 것들을 기준으로 집계하는 것. 다음으론 바다 날씨를 예보하기 위해 ‘해양 기상 관측’이 이뤄진 다. 표적인 관측 장비 ‘부이’와 등표탑재, 기상관 측선을 이용해 풍향·풍속, 기온, 수온, 기압, 파고 등을 살핀다.
여기에 우리나라와 외국의 기상위성이 관측한 입체적 영상자료 등을 통해 정확한 예보를 할 수 있는 기초 자료를 확보한다. 기상청은 외국의 정지궤도 기상위성과 극궤도 기상위성의 자료를 직접 수신 받아 예보에 사용한다. 기상관측만 하면 모든 게 끝 나는 게 아니다. 국내외에서 수집한 관측 자료(세계 관측소의 1만여 개의 기상 관측값과 수십 의 위 성에서 관측한 수억 개의 관측값)는 기의 흐름을 예측하는 프로그램인 수치예측모델에 입력된다. 현 재의 기 상태를 이용하여 앞으로의 불규칙한 기 상태를 예측하기 위함이다.
수치예측모델은 엄청난 자료를 짧은 시간 내에 처 리해야 하므로 고성능 슈퍼컴퓨터가 활용된다. 슈 퍼컴퓨터의 역할은 빠른 연산을 통해 일기예보의 정확도를 높이는 것. 슈퍼컴퓨터가 ‘예상 일기도’를 생산해 내면 그 자료를 바탕으로 예보관들이 협의 를 거쳐 날씨를 분석한다. 그리고 최종적으로 단기, 중기, 장기로 구분된 일기예보와 폭염·폭설 등의 특 보를 만들어낸다. 이 과정에서 예보관의 과학적 지 식과 경험 등의 노하우가 예보 정확도를 좌우한다. 장비의 성능도 중요하지만, 전문성 높은 예보관을 양성하는 것이 필수인 이유가 여기에 있다.
현재 우리 기상청의 ‘예보 정확도’ 수준은 그리 낮 은 편이 아니다. 국가별로 예보 기간 단위가 다르기 때문에 직접적 비교는 어렵지만, 가까운 일본과 비 교할 경우 우리가 약간 높은 수준(2009∼2015년 평 균 한국 91.5%, 일본 85.1%)이다.
흔히 사람들은 슈퍼컴퓨터만 있으면 100% 정확 한 일기예보가 가능할 것으로 생각한다. 하지만 일 기예보의 정확도는 국내외에서 수집한 관측 자료 의 품질(32%), 수치예측모델의 성능(40%), 예보관 의 노하우(28%) 세 가지에 의해 좌우된다. 기상 예 측의 기본은 자료 축적이다. 지역별로 오랜 기간 상 세하게 연구된 기상관측 자료가 슈퍼컴퓨터에 입력 돼야 정확한 예보 자료도 나올 수 있다. 기본정보가 될 수 있는 충분한 기상자료가 없다면 지금의 슈퍼 컴퓨터보다 100배 이상 우수한 기기가 들어오더라 도 예보 적중률은 높아지지 않을 것이다.
우리나라에서 기상관측이 시작된 것은 1904년. 그러나 이때 만들어진 5곳의 기상관측소는 노일전 쟁을 위한 일본의 임시관측소였고, 현재 50년 이상 축적된 기상자료를 보존하고 있는 곳은 전국 14곳 에 불과하다. 예보 적중률을 높이기 위해서는 300개 이상의 지점에 기상관측시설이 설치돼 최소 10년 이상 축적된 정확한 자료가 있어야 한다. 더군다나 우리나라는 북한의 기상정보를 일본을 통해 얻고 있는 상황. 그나마도 기상시설이 낙후된 북한이 기 상정보 전송을 자주 하지 않아 일본을 통해서도 기 상정보를 얻을 수 없는 날이 허다하다. 같은 반도인 북한에 한 자료가 없다는 것은 날씨 예보에 치명 적이다.
또한, 수치예측모델도 완벽해야 한다. 만약 현재 의 기 상태를 100% 알 수 있다면 모델로 예측한 일기예보도 정확할 것이다. 하지만 세계 곳곳에는 관측 역량이 미치지 못하는 바다나 사막, 산악 등이 존재해 자료가 고르지 않다. 따라서 오차가 포함된 관측 자료를 사용할 경우 완벽한 예측모델이 있다 고 하더라도 미래 예측이 100% 정확할 수는 없다. 이것이 바로 일기예보의 한계다.


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