AI로 2시간이내 날씨변화 예측가능해졌다...딥마인드, AI강수량 예측시스템 개발

레이더 영상을 기계학습시킨 AI 모델로 2시간 이내 비가 올 지 예측할 수 있게 됐다. 

구글 딥마인드(DeepMind)와 영국 엑서터 대학(University of Exeter) 연구진은 공동작업해 최첨단 AI 강수량 예측 시스템인 ‘나우캐스팅'(Nowcasting)을 만들었다고 BBC가1일(현지시간) 보도했다. BBC는 이들이 영국 기상청(Met Office)과 시스템 성능 평가를 위해 협력했다고 전했다.

이번 딥마인드 연구 결과는 '심층 레이더 생성 모델을 활용한 숙련된 강수량 현재예보'(Skilful precipitation nowcasting using deep generative models of radar)이라는 제목으로 지난 29일 국제학술지 네이처(nature) 9월 30일호에 발표됐다. 

영국 기상청(Met Office) 닐 로빈슨은 "현재 발생중인 갑작스러운 기후 변화는 일시적인 현상으로 끝나지 않고 일반화될 것"이라며,  "단기적으로 날씨를 예측할 수 있는 실시간 예보 시스템 필요하며, 사람들의 안전을 지키고, 재산을 유지할 수 있게 해야 한다"고 강조했다.

나우캐스팅으로 강수량, 시간, 위치에 대한 기후를 예측하기 위해서는 실시간으로 업데이트되는 위성, 바람, 구름 등 항목의 최신 관측데이터를 고해상도로 지속 관찰하는 것이 중요하다.

최근 5분마다 1㎞ 해상도를 제공할 정도로 발전한 레이더 영상 2016~2018년 정보를 나우캐스팅 학습 데이터로 사용했다. 먼저 AI가 강우 패턴을 터득하게 한 다음 차후 레이더 영상이 어떤 형태로 나타날지 딥러닝해 훈련시켰다.

그 후, 2019년 레이더 영상을 보여주며 90분 뒤 강수량을 예측하게 했다. 수치예보 방식과 또 다른 AI 모델로도 2019년 기후 데이터의 90분 뒤 강수량 측정을 진행하게 했다. 그 결과, 영국 기상청에서 근무하는 50명의 기상학자들은 89%의 정확도를 보인 나우캐스팅 예측 예보가 현실과 가장 비슷했다고 공개했다.

수치예보(NWP) 방식은 현재 가장 널리 사용중인 기상 예측방식이다. 6시간~2주 내 기후 변화만 정확한 예측이 가능하다. 반면에 레이더 영상 정보로 학습시킨 나우캐스팅은 2시간 내 비가 올지 여부도 예측 가능하게 했다. 이런 기상 변화 감지는 우박, 태풍, 폭우, 번개 등 심각한 대류 위험 상황시 경고 시스템을 발생시키는 데 일반적으로 사용된다.

레이더 데이터 기반 예측은 특히, 뇌우, 토네이도, 우박, 무거운 강수량, 심한 바람, 가시성(안개), 겨울 강수량 등 유형을 고해상도로 관측해 급속히 업데이트하는 것에 중점을 두고 있다.

2010년 이후 6시간 앞서 현지 날씨 예측이 가능했지만, 이제 나우캐스팅을 통해 2시간 이내 최대 1536km x 1280km 지역에서 발생하는 기후 예측이 고해상도로도 가능해졌다.

나우캐스팅의 2시간 이내 특정 기후 움직임에 대한 기상 정보 예측 시스템은 전세계적으로 사용이 가능한 것으로 알려졌다.

딥마인드 수석 연구원 샤키르 모하메드(Shakir Mohamed)는 "아직 초기단계지만 AI를 통한 강력한 가능성을 보여줬다"며, "예측데이터가 쌓이면 날씨를 분별하거나 예측 결과를 이해하는 데 시간이 더 적게 들 것"이라고 말했다.

AI타임스 이하나 기자 22hnxa@aitimes.com

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