기상청, 세계에서 가장 촘촘한 고해상도 수치예보모델
수평격자 간격 8km로 세계에서 가장 촘촘한 예측
한국 8km, 유럽 9km, 영국 10km, 일본은 13km
기상청은 현업에 사용하고 있는 한국형수치예보모델(KIM)의 수평격자 간격을 기존 12 km에서 8km로 개선해 5월 14일부터 일기예보에 사용하고 있다.
대기의 상태와 움직임을 수펴컴퓨터로 계산하여 미래의 날씨를 예측하는 과학적인 방법을 위하여 전 지구를 바둑판처럼 나누는 것이 수평격자 간격이다.
그 간격이 12km에서 무려 4 km나 줄어든 8km로 한국형수치예보모델은 기상청이 세계 9번째로 개발한 전 지구 수치예보모델로 2019년 개발을 완료해 2020년부터 정식 운영 중이다.
유럽중기예보센터(ECMWF)는 9km, 영국 10km, 일본은 13km로 유럽보다도 1km가 더 촘촘하다.
바둑판 모양의 수평격자 간격은 물고기를 잡는 그물망의 간격이 좁아져 작은 물고기까지 잡을 수 있게 된 격이다. 수치모델의 격자 간격이 작아지면 작아질 수록 그만큼 계산해야 할 양은 많아지고 수퍼컴퓨터의 용량의 한계로 격자 간격을 줄이는데는 한계가 있었다.
기상청은 개발 완료 후 그동안 현업에 운영하면서 예측 강수량 계산 과정을 개선하면서 초기 기상관측 자료 양을 확대하고 자료의 품질을 높이는 등 수치예보모델의 예측 정확도를 높이기 위해 노력해 왔다.
전지구수치예보모델을 운영하는 나라는 대한민국을 포함해 독일, 러시아, 미국, 영국, 일본, 중국, 캐나다, 프랑스 등 9개 국에 불과하다.
이번에 개선한 8km 격자 간격의 고해상도 수치예보모델은 기존 12km 격자 간격 모델보다 50% 더 촘촘한 격자 간격을 가지고 있어 날씨 변화를 더 세밀하게 계산해 낼 수 있다는 점에서 정확도가 높아지게 된다.
수평 격자 간격이 12km에서 8km로 줄어들면 격자 수가 311만 개에서 796만 개로 485만개(약 2.5배) 가 증가하여 더 상세한 기상에측이 가능해졌다.
따라서, 한국의 8km 격자 간격 수치예보모델은 현업에서 운영되고 있는 전 세계 전지구수치예보모델 중에서 해상도가 가장 높다.
2022년 8월 발생한 서울 집중호우 사례에서 격자 간격 8km와 12km의 수치예보모델로 예측한 결과 8km 격자 갼격 모델이 12km 모델보다 맨 왼쪽의 실제 내린 강수량과 매우 흡사하다는 점을 알 수 있다.(사진)
이외에도 매년 여름철 해수욕장 물놀이 이용객의 안전사고를 일으키는 이안류에 대해 예측정보 활용성도 개선하였다.
국지파랑모델(1km)의 입력자료와 해양수심 등 최근 해양환경 변화를 반영하는 등 예측시스템을 개선하여, 8개 주요 해수욕장을 대상으로 예측정보를 기존 3시간에서 1시간 간격으로 세분화하고 서비스 기간을 여름철뿐만 아니라 연중으로 확대했다.
기상청이 예측 강수량 계산 과정에 대한 학습강화와 방대한 초기 기상관측 자료를 소화하는 능력과 분석방식의 향상은 AI시대에 있어서 매우 귀중한 인적자원이다.
현재 우리나라의 환경부 산하기관의 통계분석은 아직 1차원적 접근에 머물고 있다. 기상청의 수치예보모델의 분석과 운영의 학습적 효과는 향후 기후, 대기,수질, 폐기물 등에서도 응용할 수 있다는 점에서 관심을 모은다.
(환경경영신문 http://ionestop.kr/ 김승배 기상전문기자)