서울대 수리과학부 홍영준 교수팀이 인공지능(AI)을 활용해 레이더 영상만으로 극한 강수를 포함한 다양한 기상 상황을 정밀하게 예측할 수 있는 시스템을 개발했다고 한국연구재단이 17일 밝혔습니다.
기존 글로벌 강수 예측 모델들은 방대한 계산량 때문에 실시간 대응에 한계가 있었습니다. 또한 복잡한 지형적 특성을 가진 한국의 국지성 강수 패턴을 정밀하게 예측하는 데도 어려움이 있었습니다.
연구팀은 이러한 문제를 해결하기 위해 응용수학적 접근으로 AI의 구조를 새롭게 설계했습니다.
그 결과 국지적 시공간 주의 메커니즘과 레이더 영상 해상도를 높이는 새로운 업샘플링 구조를 결합한 초단기 강수 예측 AI 모델을 개발했습니다.
레이더 영상에서 급격하게 변화하는 강수 패턴에 계산 자원을 집중적으로 배분하는 '국지적 주의 메커니즘'을 도입했습니다. 이를 통해 1∼6시간 이내 발생할 수 있는 초단기 집중호우와 관련된 미세한 정보를 정확하게 복원하면서도 불필요한 계산을 줄여 효율성을 크게 높였습니다.
새로운 예측 모델의 성능을 검증하기 위해 미국, 프랑스, 한국 기상청의 실제 관측 자료로 성능을 실험한 결과 기존 글로벌 모델보다 높은 예측 정확도를 보였습니다. 특히 한국의 극단적인 강수 상황에서는 계산 효율이 20배 이상 향상되면서 예측 정확도가 올라갔습니다.
또한 2023년 국내에서 발생했던 폭우 위험 상황도 사전에 포착할 수 있는 것으로 확인됐습니다.
한국연구재단은 한국형 초단기 강수 예측 모델이 실제 재난 대응과 조기 경보 시스템에 적용될 수 있음을 입증했다고 설명했습니다.
최성훈 기자 csh87@etnews.com