세계기상기구(WMO)와 기상청, 세계적 빅테크(거대기술기업)들의 고민은 이것이었다. 기후 위기 시대 ‘날씨’는 생활 양식에 큰 영향을 미치는 동시에 생명과 재산을 지키는 정보가 됐다. 짧은 시간 안에 좁은 지역에 쏟아지는 많은 비처럼 돌발적인 위험 기상의 출현으로 당장 몇 시간 뒤의 날씨를 예측하는 ‘초단기 예보’의 중요성도 커졌다. 기상 관측을 위한 세계 협력을 목표로 설립된 유엔의 기상학 전문 기구 WMO와 한국 기상청을 비롯한 세계 주요국 기상 기관들, 기술의 선두를 달리는 구글·엔비디아 등 빅테크들이 ‘AI 초단기 예측모델’을 개발하기 위해 뛰어든 배경이다. 기상청 국립기상과학원과 WMO는 지난달 22∼26일 제주 서귀포시 국립기상과학원에서 ‘기상·기후 AI 글로벌 테크 포럼’을 개최했다. 2023년 시작한 ‘인공지능 초단기예측 시범 프로젝트’(AINPP)가 어디까지 왔고, 어디로 나아갈 것인지를 논하기 위해서였다. 지금까지 개발된 AI 모델을 어떻게 현업에 적용할 것인지 가이드라인을 만드는 것을 목표로 했다. AI 기술 개발을 이끄는 국가들을 중심으로 초단기 예측모델을 만들고, 상호 검증을 거쳐 개발도상국의 기후 변화 적응에 활용한다는 게 WMO의 AINPP 목표다. 유키 혼다 WMO 통합 처리 및 예보 시스템 과장은 “기존 물리 기반의 수치 예보모델은 슈퍼컴퓨터를 비롯해 막대한 자원을 필요로 한다”며 “AI 예보모델은 GPU(그래픽처리장치) 한두 개만 가지고도 3∼4분 안에 결과가 나와 향후 개도국에서 날씨 예측을 하는 데에 큰 도움이 될 것”이라고 설명했다. 또 “기후위기 대응에서 불평등을 완화할 수 있다”고도 덧붙였다. 앞서 WMO는 극한 기상 현상이 발생했을 때 사람을 대피시키거나 도로를 막는 등의 대처를 위해 필요한 ‘최종 방어선’을 6시간 후로 설정했고, 이에 맞춰 초단기 예보가 이뤄지고 있다. 기후 선진국들은 정확하게 예보해 기후위기에 대응할 수 있지만, 개도국은 기후 변화로 인한 타격은 더 크게 받지만 위기 경보 등 대응 여력이 부족하다는 진단이다. 기상 예보 분야에서 AI는 적은 자원으로도 빠르게 계산할 수 있는 것이 장점이다. 현재 기상 예측은 수백억원대의 슈퍼컴퓨터를 돌려 날씨에 영향을 주는 수증기와 바람 등 다양한 요소의 움직임을 용량이 큰 레이더 영상 등을 통해 분석해 복잡한 물리 방정식에 따라 예측하는 방식을 활용하고 있다. 하지만 빅데이터를 학습한 AI가 휴대전화 안에서 단시간에 결과값을 내놓듯, 기후 분야에서도 이런 장점을 가질 수 있다는 것이다. 이혜숙 국립기상과학원 AI기상연구과장은 “기존 물리 기반 모델로 예측 확률을 뽑으려면 3시간 넘게 걸리지만, AI는 짧은 시간에 많은 결과를 내놓는다”며 “초기 학습 비용은 많지만 잘 가르친 AI 모델은 6시간 예보부터 14일 예보까지 1분 이내로 마친다”고 했다. 한국은 기상 예보 AI 분야를 선도하는 나라로 꼽힌다. 기상청과 국립기상과학원은 AI 초단기 강수 예측모델 ‘나우알파’를 자체 개발해 올해 5월부터 현업에 적용하고 있다. 나우알파는 과거 기상 레이더 관측 영상을 학습해 6시간 후까지 10분 단위로 강수를 예측한다. 일부 동남아 국가들에서 나우알파를 도입하고 싶다는 의사를 밝혔고, 국립기상과학원은 내년까지 동아시아 지역에 최적화된 중기 기상 예측모델을 개발할 계획이다. 제프 아디 엔비디아 수석 엔지니어는 “세계 여러 나라와 협력하고 있지만 한국의 역량이 정상급을 유지하고 있다”고 평가했고, 유키 과장은 “한국은 자체 기술 개발이 가능한 국가로 뛰어난 연구 자원이 풍부하다”고 평가했다. 세계적인 빅테크들도 AI 기상 예측에 나서고 있다. 엔비디아와 구글 등 여러 기업은 세계 각국 정부 기관보다 더 빠르게 예보모델을 개발하고 있다. 아디 엔지니어는 “엔비디아는 최고 경영진 차원에서 기후 연구 관심이 많다”며 “내부 팀이 따로 존재할 정도인데, 궁극적으로 기후 변화를 예측하는 게 목표”라고 말했다. 슈레이야 아그라왈 구글 소프트웨어 엔지니어는 “일상에서 언제 집을 떠나고 사무실을 갈지 등 기상 예측은 사람들의 생활 양식을 결정한다”며 “전 세계인에게 더 나은 정보를 제공해 나은 의사결정을 하도록 하는 게 구글의 목표”라고 설명했다. 정확성을 높이고, 기존의 패턴과 다른 돌발성 강우 등 이상 기후 현상을 예측하기 어렵다는 한계는 해결해야 할 숙제다. 기상청과 협업해 나우알파를 개발한 최재식 카이스트 교수는 “이상고온이나 기상 이변 현상은 데이터가 많지 않아 정확도가 떨어지는 측면이 있다”며 “이를 개선하면서 설명 가능한 AI(XAI)를 최초로 기상 예측 분야에 적용해 개발하고 있다”고 말했다. XAI는 자신이 예측에 활용한 과거 기상 데이터 등 판단 근거를 함께 제시하고, 예보관이 유사사례나 드문 사례를 찾도록 도와주고 지원한다. 최 교수는 “앞으로는 예보관이 보기에 믿을 만한 AI 자료를 취사선택해서 쓸 수 있을 것”이라고 설명했다. AI 기상 예보 분야의 주도권을 가지고 가기 위해선 인력과 자원에 지원이 필요하다는 목소리도 나온다. 국립기상과학원에서 AI 기상모델 개발에 투입된 인원은 15명 수준이다. 보유한 GPU도 100장도 채 되지 않는다. 유재훈 카이스트 전산학부 연구원은 “엔비디아는 코스모스 모델을 일주일 동안 학습시키기 위해 GPU 6400장을 이용했다”며 “기상청이 사용하고 있는 건 100장도 되지 않는다”고 지적했다.

추석 연휴 둘째 날인 4일은 전국이 대부분 흐린 가운데 수도권과 강원영서, 제주도를 제외한 대부분 지역에 가끔 비가 오겠다. 다만 소강 상태를 보이는 곳이 많아 비의 양은 많지 않을 것으로 보인다. 이날 예상 강수량은 강원영동·충북 5㎜ 미만, 전라권·충남 5㎜ 안팎, 경상권 5∼10㎜다. 비 소식은 연휴 셋째 날인 5일에도 이어지겠으나 역시 소강상태를 보이는 곳이 많겠다. 5일 예상 강수량은 전국 5㎜ 안팎이다. 기상청은 추석 당일인 6일까지 전국이 대체로 흐리고 곳곳에 비가 내리는 가운데 일부 남부지방과 제주도에서는 구름 사이로 보름달을 볼 수 있는 곳이 있을 것이라고 전망했다. 중부지방을 중심으로는 구름이 많아 보름달을 보기 어렵겠다. 추석 당일인 6일 주요 도시 월출 시각은 서울 오후 5시 32분, 인천 오후 5시 33분, 강릉 오후 5시 24분, 대전 오후 5시 30분, 대구 오후 5시 26분, 부산 오후 5시 24분, 광주 오후 5시 33분, 제주 오후 5시 35분이다. 당분간 기온은 평년보다 비슷하거나 조금 높겠다. 4일 오전 8시 주요 도시 기온은 서울 21.5도, 대전 19.4도, 광주 20.0도, 대구 19.3도, 부산 20.7도다. 이날 전국의 예상 낮 최고기온은 23∼28도다. 5일 아침 최저기온은 17∼22도, 낮 최고기온은 23∼28도가 되겠다. 동해남부먼바다에는 이날 오후까지 바람이 시속 30∼60㎞(8∼16㎧)로 매우 강하게 불고 물결이 1.0∼3.5ｍ로 매우 높게 일 것으로 보여 항해 및 조업하는 선박은 유의해야겠다.

추석 연휴 둘째날인 4일은 전국 대부분 지역이 흐리고 비가 내리는 곳이 있겠다. 기상청은 서울·인천·경기북부와 강원영서중·북부는 4일 아침까지 0.1㎜ 미만의 빗방울이 떨어지는 곳이 있겠다며 3일 이같이 예보했다. 이날부터 4일까지의 예상 강수량은 △경기남부 5㎜ 미만 △강원영동 5~20㎜ △강원영서남부 5㎜ 미만 △대전·세종·충남, 충북 5~10㎜ △전남남해안 5~40㎜ △광주·전남(남해안 제외), 전북 5~20㎜ △경남남해안 5~40㎜ △부산·울산·경남내륙, 대구·경북, 울릉도·독도 5~20㎜ △제주도 10~60㎜ 등이다. 강풍특보가 발효된 일부 전남해안과 제주도는 4일 새벽까지 바람이 순간풍속 70㎞/h 이상으로 매우 강하게 불겠다. 풍랑특보가 발효된 서해중부바깥먼바다와 서해남부먼바다, 남해먼바다, 제주도해상도 4일 새벽까지 바람이 30~60㎞/h로 강하게 불고 물결이 1.0~3.5m로 높게 일겠으니 안전사고에 유의해야겠다. 서해중부안쪽먼바다에서는 바람이 25~45㎞/h로 강하게 불고 물결이 1.0~2.5m로 높게 일겠다. 아침 최저기온은 18~22도, 낮 최고기온은 23~29도 사이를 오르내리겠다. 주요 지역 아침 최저기온은 서울 19도, 인천 20도, 수원 19도, 춘천 18도, 강릉 19도, 청주 20도, 대전 20도, 전주 20도, 광주 20도, 대구 20도, 부산 22도, 제주 24도다. 낮 최고기온은 서울 26도, 인천 26도, 수원 26도, 춘천 26도, 강릉 24도, 청주 27도, 대전 26도, 전주 27도, 광주 27도, 대구 28도, 부산 28도, 제주 28도다. 미세먼지 농도는 전 권역이 '좋음' 수준으로 전망된다.

연휴 첫날이자 개천절인 3일 금요일은 남부지방을 중심으로 돌풍과 천둥·번개를 동반한 강한 비가 내리겠다. 기상청은 "이날 충청권과 남부 지방, 제주도를 중심으로 비가 내리는 곳이 있겠고 전남 해안과 제주도를 중심으로 돌풍과 천둥·번개를 동반한 강하고 많은 비가 내리는 곳이 있겠다"고 예보했다. 4일까지 예상 강수량은 ▲경기 남부 5㎜ 미만 ▲강원 영동 5~20㎜ ▲강원 영서 중·남부 5㎜ 미만 ▲대전, 충남 남부, 충북 남부 10~40㎜ ▲세종, 충남 북부, 충북 중·북부 5~20㎜ ▲전남 해안 30~80㎜(많은 곳 100㎜ 이상) ▲광주, 전남 내륙 20~60㎜ ▲전북 10~40㎜ ▲부산, 경남 남해안 30~80㎜ ▲울산, 경남 내륙 20~60㎜ ▲대구, 경북 남부 10~30㎜ ▲경북 중·북부, 울릉도, 독도 5~20㎜ ▲제주도 30~80㎜(많은 곳 120㎜ 이상, 산지 150㎜ 이상)다. 오전부터 오후 사이 전남 해안과 제주도를 중심으로 시간당 30~50㎜의 매우 강한 비가 내리는 곳이 있겠다. 해안과 산지를 중심으로 바람이 순간풍속 시간당 55㎞ 안팎(산지 순간풍속 시간당 70㎞)으로 강하게 부는 곳이 있겠으니, 시설물 관리와 안전사고에 유의해야겠다. 아침 최저기온은 15~21도, 낮 최고기온은 19~25도를 오르내리겠다. 주요 지역 오전 최저기온은 서울 19도, 인천 19도, 수원 19도, 춘천 15도, 강릉 17도, 청주 19도, 대전 18도, 전주 19도, 광주 17도, 대구 18도, 부산 21도, 제주 21도다. 낮 최고기온은 서울 23도, 인천 23도, 수원 22도, 춘천 24도, 강릉 24도, 청주 22도, 대전 21도, 전주 22도, 광주 22도, 대구 22도, 부산 23도, 제주 27도다. 미세먼지 농도는 '좋음'~'보통' 수준을 보이겠다.

목요일인 2일은 중부지방에 구름이 많겠고 소나기가 내리는 곳이 있겠다. 한가위 연휴를 앞둔 이날 밤부터 전남과 제주를 중심으로 빗줄기가 시작되겠다. 기상청에 따르면 이날은 한반도가 동해상에 위치한 고기압의 가장자리에 들겠으나 밤부터는 서해남부해상에서 동쪽으로 이동하는 저기압 영향을 받겠다. 중부지방은 가끔 구름이 많겠고 남부지방과 제주는 대체로 흐리겠다. 오후부터 경기남부, 세종·충남북부에는 소나기가 내리겠고 밤부터는 전남권과 제주 등을 중심으로 0.1㎜ 미만의 비 소식이 있겠다. 소나기에 의한 강수량은 경기남부, 세종·충남북부 5~10㎜ 수준이다. 제주와 남해안을 중심으로는 많은 비와 강한 바람을 동반한 위험 기상이 나타나면서 항공기 운항·해상 교통에 차질이 있을 수 있겠다. 당분간 기온은 평년(최저기온 10~18도·최고기온 22~25도)과 비슷하거나 조금 높겠다. 아침 최저기온은 14~19도, 낮 최고기온은 24~27도를 오르내리겠다. 주요 지역 최저기온은 △서울 19도 △인천 20도 △수원 18도 △춘천 16도 △강릉 19도 △청주 18도 △대전 17도 △전주 17도 △광주 17도 △대구 17도 △부산 20도 △제주 22도다. 최고기온은 △서울 26도 △인천 25도 △수원 25도 △춘천 26도 △강릉 26도 △청주 26도 △대전 25도 △전주 26도 △광주 25도 △대구 26도 △부산 27도 △제주 27도다. 미세먼지 농도는 전 권역이 ‘보통’ 수준을 기록하겠다. 다만 국외 미세먼지 유입과 기류 수렴으로 오전 세종·충북과 오후 수도권·충청권·광주·전북에 일시적으로 미세먼지 농도가 ‘나쁨’을 기록하겠다.