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과학이 크게 발전한 현대에도 날씨를 예측하는 것은 쉬운 일이 아닙니다. ‘나비효과’라는 말에서 알 수 있는 것처럼, 날씨는 아주 작은 변화에도 쉽게 변합니다. 그래서 초기 데이터가 완벽하고, 이를 계산할 수 있는 울트라 수퍼컴퓨터가 있더라도 날씨를 정확히 예측하는 것은 힘듭니다.
어떤 의미에서 날씨는 신(神)의 영역에 도전하는 것입니다. 어쩌면 신마저도 미처 내다볼 수 없는 것일지도 모릅니다.
인간이 한 최초의 날씨 예측은 기원전 650년경, 바빌로니아에서 구름의 움직임을 보고 날씨를 예측한 것이라고 합니다. 기원전 300년경, 중국에서도 날씨를 예측했다는 기록이 있습니다.
근대에 와서는 루크 하워드라는 사람이 근대적 구름 분류학의 기초를 놓았습니다. 하워드는 대기 안에서 일어나는 보이지 않는 과정에 따라 구름의 모양이 달라진다는 점에 주목했습니다. 그리고 수많은 관찰을 통해 모든 구름이 권운, 적운, 층운 등 3가지로 분류될 수 있다는 사실을 발견했습니다. 이를 바탕으로 세계기상기구가 10가지의 기본 구름을 정했지요.
이처럼 오랫동안 인간은 날씨를 예측하기 위해 갖은 노력을 기울여왔습니다. 그리고 과학기술의 발전은 완벽하지는 않지만, 과거에 비해 그 예측의 정확도를 획기적으로 높여놓았습니다. 그렇다면, 현대과학을 통한 오늘날의 날씨예측, 과연 어떻게 이뤄질까요?
인간과 컴퓨터, 과학과 경험에 의해 만들어지는 날씨예보
날씨예측은 기상실황 파악, 자료수집 및 분석, 예보 등 3단계로 이뤄집니다.
<기상실황 파악 단계>에서는 인공위성, 기상 레이더, 라디오존데, 기상관측용 항공기, 해상 부이, 지상 유·무인 관측소 등을 통해 각종 기상정보를 관측합니다.
구름사진과 같은 관측 자료는 기상위성으로부터 얻습니다. 이보다 낮은 고도 8∼18㎞의 대류권 대기를 측정하는 데는 기상관측센서가 달린 라디오존데가 이용됩니다. 라디오존데를 한 번 띄우는데 약 40만 원 가량의 비용이 든다고 합니다. 기상레이더는 이보다 낮은 위치의 구름 수분량, 속도 등을 측정합니다. 그리고 지상의 기온, 습도, 바람 등은 유·무인 관측소에서 측정됩니다.
이렇게 다양한 방법을 통해 측정된 기상정보는 통신망을 통해 기상청 수퍼컴퓨터로 집결됩니다. 이 단계가 <자료 수집 및 분석 단계>입니다. 이 단계에서는 국내 뿐 아니라 2회/1일(00, 12UTC) 전세계에서 세계기상통신망(GTS)를 통해 관측된 정보가 수집됩니다. 수집된 정보들은 편집 가공된 뒤 수퍼컴퓨터에 입력돼 장기, 단기, 태풍, 파고, 기온 등 모델별로 분석이 이뤄집니다.
그동안 우리나라는 일본의 수치예보모델을 사용해왔습니다. 그러나 이 모델은 첨단 관측 자료나 지역 특성을 제대로 반영하지 못하는 문제점으로 인해 예보의 정확성을 떨어뜨린다는 지적이 많았습니다. 그래서 지난 5월부터 영국기상청의 통합모델(Unified Model)을 도입해 사용하고 있습니다.
이러한 수치예보모델에 기상정보데이터를 입력하면 엄청난 계산이 필요한데요, 이를 위해 수퍼컴퓨터가 이용됩니다. 현재 우리나라는 슈퍼컴퓨터 3호기를 운영하고 있는데요, 이 슈퍼컴퓨터는 5억5400만 명이 1년간 계산할 양을 단 1초 동안 계산할 수 있는 성능을 갖고 있습니다.
날씨예측의 마지막 단계는 <예보 단계>입니다. 수치예보모델을 통해 예상일기도가 만들어지면 예보관들이 이를 해석합니다. 이런 해석을 통해 비가 올지, 눈이 올지를 예측하게 됩니다.
영상회의를 통해 현재의 기상상황과 앞으로의 날씨가 어떻게 변화해 갈지를 토론하고 결정을 하게 됩니다. 이렇게 나온 최종 판단이 ‘일기예보’라는 이름을 달고, 신문, 텔레비전, 인터넷 등을 통해 국민들에게 전달되는 것입니다.
한 연구보고서에 언급된 예보정확도를 결정하는 중요성을 살펴보면 예보관 능력 28%, 관측자료 32%, 수치예보모델성능 40% 등이라고 합니다. 그야말로 인간과 컴퓨터, 과학과 경험 등이 총체적으로 어우러져 우리가 매일 접하는 날씨예보가 만들어지는 것입니다.
날씨예보의 종류
기상청이 발표하는 날씨예보는 주기에 따라 단기, 중기, 장기예보로 나뉩니다.
단기(短期) 예보는 동네예보를 일컬으며, 동네예보 홈페이지(http://www.digital.go.kr/)를 통해 우리 동네의 날씨를 확인할 수 있습니다. 이 예보에서는 3시간 단위로 향후 48시간 이내의 날씨를 예보합니다. 이 예보에서는 5㎞ x 5㎞의 격자별로 날씨를 예보해 자신이 사는 동네의 세부 날씨까지 확인할 수 있습니다. 3또한, 시간 마다 해당 지역의 기온, 습도, 강수확률, 풍향, 풍속 등을 알려줍니다. 중기(中期) 예보는 모레부터 6일간의 예보를 하는 주간예보를 말하며, 장기(長期) 예보에는 1개월 전망, 3개월 전망, 기후전망으로 구분할 수 있습니다. 각 예보마다 해당 개월만큼 앞선 날씨를 예측하는 것입니다. 즉 1개월 전망은 앞으로 한달 동안의 날씨, 기온, 강수량 등을 전망하는 것으로, 매월 3, 13, 23일에 발표됩니다.
기상청의 장기예보는 한반도 전체를 12개 권역(서울·인천·경기도, 강원 영서, 강원 영동, 대전·충남, 충북, 광주·전남, 전북, 부산·울산·경남, 대구·경북, 제주도, 평안남북도·황해도, 함경남북도)으로 나눠 발표됩니다.
이처럼 최첨단 과학과 예보관들의 경험이 합쳐져 날씨예보가 생산되지만, 아직까지 100% 완전하지는 않습니다. 종종 태풍이나 폭우 등과 같은 큰 기상이변을 정확히 예보하지 못해 국민들의 따가운 질책을 받는 것도 사실입니다.
그러나 최근 수퍼컴퓨터와 새로운 수치예보모델 도입 등 보다 정확한 예보를 위한 노력이 계속되고 있습니다. 기상청은 보다 더 나은 기상정보 제공과 기상예보의 정확도를 높이기 위해 최선을 다하고 있습니다. 머지않아 좀 더 정확한 날씨정보를 제공받는다면, 더 이상 소풍가기 전 날 내일 아침의 날씨가 어떻게 변할지 고민할 필요는 없겠죠?
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출처: 기상이의 날씨이야기 원문보기 글쓴이: 기상이
