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✚기상 현상을 예측하는 일이 어려움에도 불구하고 태풍 피해를 막기 위한 노력은 계속 되고 있다. 지난 3월 기상청은 국가기상슈퍼컴퓨터센터를 세우고 5월부터 새로운 슈퍼컴퓨터를 사용했다. 뿐만 아니라 기존까지 사용했던 일본식 수치예보모델을 세계 2위 수준의 영국통합모델로 바꿨다. 영국통합모델은 전체지구모델과 세분화된 지역모델이 함께 있다는 점에서 일반 모델과 다르다. 이와 같은 통합모델은 긴 예측부터 짧은 예측까지 하나의 모델로 가능하다는 장점이 있다.
 

이처럼 새로운 슈퍼컴퓨터와 수치예보모델로 우리 나라는 기상예측에 힘찬 발전을 기대할 수 있게 됐다. 그런데 슈퍼컴퓨터와 수치예보모델은 각각 어떤 역할을 할까?

사람들은 간혹 기상청의 예보가 빗나갈 때 슈퍼컴퓨터도 있는데 왜 예측을 못 하냐며 불만을 호소한다. 그러나 이런 생각은 잘못된 생각이다. 슈퍼컴퓨터의 역할이 중요한 것은 사실이지만 슈퍼컴퓨터가 있다고 해서 무조건 예측을 더 잘할 수 있는 것은 아니기 때문이다. 슈퍼컴퓨터의 역할은 복잡한 계산을 빠르게 하는 도구일 뿐 더 중요한 것은 수치예보모델이다.

수치예보모델은 기상상태를 예측하는 프로그램이다. 기상에 영향을 주는 기온, 바람, 기압, 대기 중의 수증기의 양을 시간과 공간에 따라 방정식을 만들어 미래의 결과를 얻는 역할을 한다.
 

수치예보는 크게 3단계로 나뉜다. 1단계에서는 기상에 영향을 주는 온도, 습도, 기압과 같은 값을 측정하고 계산에 쓸 수 있도록 값을 정리한다. 그런 다음 2단계에서는 대기를 작은 그물망처럼 나눈 격자마다 태풍과 관련된 예측방정식에 값을 대입해서 예측값을 구한다. 이때 계산이 매우 복잡하기 때문에 슈퍼컴퓨터가 필요하다. 마지막 3단계에서는 계산된 값을 보기 좋은 정보로 정리한다. 앞서 설명한 통계와 그래프가 여기에 해당한다.

이처럼 기상현상을 정확하게 측정하는 1단계, 기상현상을 방정식으로 계산하는 2단계, 계산 결과를 정리하는 3단계까지 수치예보의 전 과정에 수학이 중요하게 쓰인다.

이제 우리나라는 새로운 슈퍼컴퓨터와 수치예보모델로 ‘2012년 세계 6대 기상선진국’ 진입에 한발 더 다가서게 됐다. 아직은 다른 나라에서 개발한 수치예보모델을 쓰고 있지만, 언젠가 우리 스스로 우리 실정에 맞는 수치예보모델을 만드는 꿈도 가지고 있다.

수학동아 친구들이 우리나라만의 독자적인 수치예보 모델을 만드는 꿈을 꿔보면 어떨까? 매년마다 찾아오는 강한 태풍이지만, 태풍을 알고 수학을 알면 백전불태! 위기도 기회로 만들 수 있을 것이다.

수치 예보의 선구자, 리처드슨
 

영국의 루이스 리처드슨은 기상예측에 수치 계산을 처음 도입한 기상학자다. 1922년 ‘수치계산을 통한 기상예측’에서 기상예측을 위한 계산과정을 상세하게 밝혔다. 그러나 리처드슨의 예측에는 부족한 점이 많았다. 처음 관측값이 부정확했고, 대기를 나타내는 방정식도 정확하지 않아 예측이 실패했다. 그럼에도 불구하고 리처드슨의 수치예보는 컴퓨터 발달과 더불어 많은 발전을 거듭했다. 그래서 리처드슨은 수치예보의 선구자로 불린다.



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