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“10월에 천둥이 쳤고 복숭아와 오얏(자두)이 꽃을 피웠다(기원전 16년).”

<;삼국사기>;에 기록된 최초의 천둥이에요. 과거에는 해, 달, 구름 등을 보며 날씨를 파악하고 변화를 예측했습니다. 1950년대 들어서야 컴퓨터로 대기 방정식을 풀어 미래 날씨를 예상하기 시작했죠.

지구를 바둑판 격자로 나누면 날씨가 보인다!

날씨 예보를 정확하게 하기 위해 가장 중요한 것은 무엇일까요? 슈퍼컴퓨터의 성능, 예보관의 감각, 정확한 대기 방정식날씨 예측엔 다양한 중요 요소가 있지만 가장 기본이 되는 것은 현재의 날씨입니다. 미래 날씨는 현재 날씨를 바탕으로 시간에 따른 날씨 변화를 더해 알아내기 때문이에요.

현재의 날씨는 하늘, 땅, 바다에서 고루 관측합니다. 다양한 장비로 전 세계에서 관측한 기온, 습도, 바람, 구름량 등의 기상 자료는 통신을 통해 기상청에 실시간으로 전달되지요. 관측 자료는 지구를 바둑판처럼 나눈 수억 개의 사각 격자에 들어가고, 지난 모델의 예측 자료와 합쳐져 수치예보모델의 초기값이 됩니다. 이를 ‘자료동화^●’라고 해요.

슈퍼컴퓨터로 미래의 날씨가 어떻게 변화할지 계산하는 수치예보모델은 대기의 움직임을 수학적으로 계산하는 역학 과정과 날씨 현상을 예측하는 물리 과정으로 이뤄져 있어요. 기상청 수치모델개발과 하종철 과장은 “구름이 만들어지는 것처럼 복잡한 물리 과정은 아직 현대 과학으로는 완벽한 재현이 어려워 경험적으로 만든 근사식을 사용한다”고 설명했습니다. 이어 “한국형수치예보모델의 경우 자료동화를 거쳐 만든 초기값이 각 격자점에서 약 25초마다 어떤 날씨 변화가 나타나는지 계산되는데, 10일을 예보할 경우 한 지점에서만 약 3만 4000번을 계산해야 하고, 기온, 습도 등의 기상 변수를 6개만 구해도 약 20만 번의 계산이 필요하다”며 “이런 격자가 가로, 세로, 높이로 약 3억 개에 달할 정도로 연산량이 커서 수치예보모델에 슈퍼컴퓨터는 필수”라고 말했어요. 이 결과를 바탕으로 예보관이 최종 예보를 내면 기상청 홈페이지, 뉴스 등을 통해 우리에게 전달됩니다. 

● 자료동화 : 수치예보모델에 오류가 축적되면 현실과 전혀 다른 예보를 낼 수 있기 때문에, 현재의 날씨 상태(참값)를 앞 시간의 모델 자료에 넣어 오류를 바로잡는 과정.