AI로 환경위성 초미세먼지 관측 '사각지대' 해결…정보 제공 2배 빠르게

구름 낀 날도 PM2.5 농도 추정 가능
에어코리아 앱·환경위성센터 누리집서 제공

[이데일리 이영민 기자] 구름 등 기상조건으로 환경위성 관측이 어려웠던 지상의 초미세먼지(PM2.5) 농도를 인공지능(AI) 기술로 실시간에 가깝게 파악할 수 있게 됐다. 정보 제공 속도도 기존보다 2배 빨라졌다.

환경위성 기반 지상 초미세먼지 추정농도 제공 서비스(사진=기후부)

기후에너지환경부 소속 국립환경과학원은 31일 AI를 활용해 환경위성(GEMS) 기반의 초미세먼지 추정농도를 더 빠르고 상세하게 제공할 수 있는 기술을 개발했다고 밝혔다.

환경위성 GEMS는 아시아 지역의 대기오염물질을 감시하기 위해 국립환경과학원이 2020년 2월 발사한 정지궤도 환경위성이다. 한반도와 동아시아 지역의 대기오염물질을 넓은 범위에서 관측할 수 있다는 장점이 있지만, 지표면 미세먼지 농도를 직접 제공하는 데 한계가 있었다. 특히 구름 등 기상조건에 따라 일부 지역 관측이 아예 불가능한 ‘사각지대’가 발생하는 문제가 있었다.

이번에 개발된 AI 융합 기술은 이 같은 한계를 극복하는 데 초점을 맞췄다. 위성 관측 직후 원시자료를 수신한 뒤 지상 관측자료·기상자료·대기질 예측자료를 통합해 AI 기반 분석기법을 적용하는 방식이다. 이 방식을 적용하면 구름의 영향으로 직접 관측이 어려운 지역도 미세먼지 농도의 시·공간적 연속성을 확보해 관측 공백 없이 농도를 추정할 수 있다.

처리 속도도 대폭 개선됐다. 기존에는 전층 농도를 생산한 뒤 지상 자료 수집과 알고리즘 수행을 순차적으로 처리해서 위성 관측 후 정보 제공까지 2시간이 걸렸다. 새로운 기술은 전층 농도 생산과 지상자료 처리를 병행하는 구조로 바꿔 처리시간을 약 1시간 이내로 단축했다. 처리 속도가 2배 향상된 셈이다.

국립환경과학원 환경위성센터는 앞으로 지상 초미세먼지 추정농도의 해상도를 지속적으로 높이고, 24시간 연속 정보 제공 체계를 구축해 나갈 방침이다. 개선된 정보는 환경위성센터 누리집과 에어코리아 애플리케이션을 통해 누구나 확인할 수 있다.

성지원 국립환경과학원 대기환경연구부장은 “환경위성 기반 초미세먼지 정보는 대기질 관리와 정책 지원을 위한 중요한 기반 자료”라며 “올해는 오존 등으로 서비스 범위를 확대해 보다 신뢰도 높은 대기질 정보를 제공할 계획”이라고 말했다.

이영민 (yml1221@edaily.co.kr)