타임(Time)은 9일(현지시간) 미국을 강타할 것으로 예상되는 2024년 다섯 번째 허리케인 ‘밀턴(Milton)’의 진로와 강도 예측에 인공지능(AI)이 핵심 역할을 하고 있다고 보도했다. 기후변화로 인한 허리케인의 빈도와 강도 증가로 기상예보의 정확성이 더욱 중요해지는 가운데, AI 기술이 새로운 돌파구로 주목받고 있다.
전통적 기상예보의 한계와 AI의 등장
타임에 따르면 기상학자들은 그동안 비행기, 부표, 위성 관측을 통해 풍속, 기온, 습도 등의 데이터를 수집해 복잡한 예측 모델을 구축해왔다. 하지만 이러한 전통적인 모델은 예보 업데이트에 수 시간이 소요되는 치명적인 한계가 있었다.
반면 머신러닝 기반의 AI 모델은 지구 대기에 대한 방대한 데이터와 이전 폭풍 발생 패턴을 분석해 수 초 내에 정확한 예측 결과를 제공할 수 있다. 특히 인간이 찾아내기 어려운 미세한 패턴까지 발견할 수 있는 능력이 입증되고 있다.
AI의 놀라운 정확도와 성과
구글 AI 기업 딥마인드(Deepmind)가 개발한 그래프캐스트(GraphCast)는 40년간의 기상 데이터를 학습해 2024년 첫 대서양 허리케인 ‘베릴(Beryl)’의 텍사스 상륙을 정확히 예측했다. 유럽의 주요 기상 모델이 멕시코 상륙을 예측했던 것과 달리, AI 모델은 정확한 예측으로 영국 최고 공학상을 수상하는 쾌거를 이뤘다.
이어 유럽의 AI 모델 ‘AIFS’는 허리케인 ‘프랜신(Francine)’의 멕시코만 연안 상륙을 성공적으로 예측했다. 휴스턴 기반 기상학자 매트 란자는 타임과의 인터뷰에서 “AIFS의 일관성은 놀라웠다. 최고의 전통적 모델조차 이 정도의 일관성을 보여주지 못했다”고 평가했다.
주요 AI 기상예측 모델의 현황
타임은 현재 엔비디아(NVIDIA)가 개발한 포캐스트넷(FourCastNet)과 화웨이(Huawei)의 팡구웨더(Pangu-Weather) 등이 주요 AI 기상예측 모델로 활용되고 있다고 전했다. 미국 국립허리케인센터(National Hurricane Center, NHC)도 AI를 예보 과정에 통합했으며, NHC 부국장 제이미 롬은 “AI의 정교함이 크게 향상됐으며, 3시간 내 예보를 완성해야 하는 상황에서 매우 중요한 역할을 한다”고 강조했다.
AI 기상예측의 한계와 과제
그러나 AI 기술에도 개선이 필요한 부분이 있다. 타임은 2024년 연구를 인용해 머신러닝 모델이 유럽 폭풍 ‘시아란(Ciarán)’의 전반적인 특징은 예측했으나, 지표면 강풍과 같은 특이 현상은 포착하지 못했다고 지적했다. 란자는 “AI 모델이 허리케인의 강도를 과소평가하거나 강수량 측정에 어려움을 겪는 경우가 있어, 여러 예측 도구를 종합적으로 활용해야 한다”고 조언했다.
폭풍 해일 예측을 위한 새로운 도전
플로리다 대학교(University of Florida)의 AI 과학자 저 장(Zhe Jiang)은 해안 모델링을 위한 혁신적인 AI 개발에 주력하고 있다. 장 교수 연구팀이 개발 중인 AI는 기존 모델보다 500배 빠른 해류 예측이 가능하다. 장 교수는 타임과의 인터뷰에서 “현재 수 시간이 걸리는 예측 시간을 수 초로 단축하면 재난 관리자들이 더 많은 시간을 확보해 피해를 최소화할 수 있다”고 설명했다.
마이애미 대학교(University of Miami) 연구진은 위험한 항공기 관측 없이도 허리케인의 3D 복제 시스템을 구축하는 연구를 진행 중이며, 일부 기업들은 머신러닝을 활용해 정전 발생 지역과 피해 주민 수를 예측하는 기술을 개발하고 있다.
장 교수는 “허리케인 밀턴과 같은 심각한 기상 현상이 증가하고 있어, AI 기술 개발은 시간과의 싸움”이라며 연구의 시급성을 강조했다고 타임은 전했다.
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