[특별기고] 한국형수치예보모델의 미래, 세계로 뻗어 나가는 우리 기상기술

장동언 기상청장

매 순간 끊임없이 변화하는 기상현상을 예측하는 것은 날씨를 관측하는 일에서부터 시작된다. 날씨 관측을 위해 위성, 레이더, 기상선박과 전국에 그물망처럼 퍼져 있는 기상관측망, 그리고 국외에서 전송된 기상 관측자료들이 실시간으로 수집되고 처리된다. 그리고 이렇게 다양한 관측장비에서 연속적으로 차곡차곡 쌓인 과거와 현재의 관측자료는, 날씨를 설명하는 수많은 수학 공식으로 이루어진 '수치예보모델'에 이용되어 미래의 날씨를 예측하는 기본자료로 사용된다. 예보관들은 날씨 예측에 대한 다양한 경험과 지식이라는 토대 위에 관측자료와 수치예보모델에서 생산된 예측자료를 디딤돌 삼아 기상예보를 생산하고 있다.

양질의 관측자료, 예보관의 경험과 역량, 수치예보모델의 3박자가 조화롭게 이루어져야 정확한 일기예보를 생산하여 전달할 수 있기에, 기상청은 이 세 가지 분야의 기술 개발에 많은 노력을 기울이고 있다. 이 중 예측자료를 생산하여 미래 날씨의 가이드라인 역할을 하는 수치예보모델은 다른 컴퓨터 소프트웨어들처럼 한 번의 개발로 끝날 수 있는 것이 아니다. 끊임없이 변화하는 기후와 새롭게 발견되는 기상이론에 맞추어 기존의 문제점을 수정하고 최적화하는 개선작업이 지속적으로 이루어져야 한다.

기상청은 수치예보모델 분야의 발전을 위해 그동안 다양한 노력을 기울여 왔다. 1990년대에 처음으로 수치예보 업무를 시작했을 때는 수치예보 분야의 선진국이었던 일본, 영국 등이 개발한 수치예보모델을 사용하였다. 하지만 외국에서 개발한 수치예보모델을 우리나라 기상 특성에 맞게 운영하고 예측정확도를 높이는 것에는 한계가 있어, 2011년부터 우리나라의 기술력으로 독자적인 수치예보모델을 개발하기 시작하였다. 9년간의 개발 기간을 거쳐, 마침내 우리나라는 세계에서 9번째로 전 지구 날씨를 예측할 수 있는 한국형수치예보모델을 보유하게 되었다. 우리 기술로 개발되어 우리나라에 최적화된 한국형수치예보모델은 2020년 4월부터 전 세계의 기상을 12km 간격의 격자로 예측하여 날씨예보를 생산하고 있다.

그러나 최근 기후변화로 인해 폭염과 집중호우, 강풍 등의 위험기상의 강도가 강해지고 있으며, 그 피해도 점차 증가하고 있는 양상을 보이고 있다. 그동안 미처 경험하지 못한 위험기상에 대한 예측 불확실성과 불안감이 커지는 가운데, 이를 해결하기 위한 방안으로 수치예보모델의 기술 발전이 더욱 요구되는 상황이다. 이에 기상청은 2020년부터 한국형수치예보모델의 후속작인 차세대 한국형수치예보모델을 개발하고 있다. 개발이 완료되면 다양한 규모의 위험기상 현상을 통합적으로 예측할 수 있고 우리나라 부근의 기상현상을 지금보다 훨씬 더 촘촘하게 예측할 수 있게 되어, 예측 정확도가 한층 높아질 것으로 예상된다.

미국, 영국과 유럽연합 등 일찍이 수치예보모델을 개발하기 시작한 수치예보 선진국들도 초기 개발 이후 수십 년간 성능개선을 위한 개발 투자를 하고 있으며, 그 결과로 국제사회에서 개발도상국을 비롯한 여러 나라가 선진 수치예보모델을 기상예측과 연구개발에 활용하고 있다. 그리고 이제는 우리나라도 기상선진국의 대열에 서며, 한국형수치예보모델이 공적개발원조(ODA) 사업 등을 통해 개발도상국의 기상예보에 활용되고 있다. 앞으로 한국형수치예보모델이 더욱 정교화되어 전 세계에 공유되고 전파되는 수치예보모델로 발돋움함으로써 우리나라 기상기술의 국가적 위상을 높이기를 기대하며, 기후위기 시대, 우리의 기상기술이 전 세계의 위험기상과 기후위기에 대응에 이바지해 나가기를 바란다. 장동언 기상청장