기상 이변으로 점점 예측하기 어려워지고 있는 호우, 태풍, 폭염 같은 위험 기상을 4차 산업혁명의 힘을 빌릴 수 없을까? 한국방재학회와 부경대 환경연구소는 26일 오후 2시 부경대 대연캠퍼스 환경연구동 융복합강의실에서 ‘신 방재기상기술로 서비스를 한 단계 발전시킨다’는 주제로 방재기상기술미래포럼을 개최했다. 이날 포럼에서는 산·학·연·관이 개발 중이거나 이미 활용하는 사물인터넷(IoT), 빅데이터, 인공지능(AI), 드론 같은 첨단 과학기술에 기반을 둔 다양한 방재기상기술이 소개됐다. 한국방재학회 박무종 회장은 “4차 산업혁명과 기상기술이 잘 융합하면 기상예보의 정확도를 높여 시민 삶의 질이 향상될 뿐 아니라 민간 기상비즈니스도 창출할 것으로 기대된다”고 말했다.
■기상정보 실시간 수집 분석
해외여행을 떠나는 사람의 필수품 중 하나가 구글이 개발한 날씨 애플리케이션 ‘Windy’. 전 세계 여행지의 날씨를 바람의 세기, 먼지 양까지 미리 살펴볼 수 있기 때문이다. 구글은 방대한 기상기후 관련 데이터를 수집해 과학적으로 분석하는 등 기상빅데이터를 기반으로 특화된 기상서비스를 제공하고 있다. 마이크로소프트는 2015년 12월부터 중국 상하이 등팡 위성방송과 제휴해 인공지능 기상캐스터 ‘샤오빙(Xiaobing)’을 활용하고 있다. 샤오빙은 사람을 대신해 기상 상황을 실시간으로 분석해 일기예보를 방송하고 있다.
머지않아 우리나라에도 이처럼 사물인터넷, 드론, 빅데이터, 인공지능을 활용한 기상 예보와 비즈니스가 자리 잡을 것으로 보인다.
국립기상과학원 김백조 응용기상연구과장은 ‘4차 산업혁명과 미래 기상기술’을 주제로 발표하면서 국내 기상기술 연구개발 성과를 설명했다. 기상청이 지난 6월 강원대 방재전문대학원 김병식 교수 연구팀과 공동으로 이동하는 차량에 강우 센서를 부착해 실시간으로 강수량을 측정하는 기술을 개발했다. 이 기술은 차량에 부착된 종전 와이퍼 시스템을 개선한 것으로, 차량의 위치확인시스템(GPS) 정보와 자동차 무선통신 기술인 ‘텔레매틱스’ 기술을 이용해 도로별 강수량 등 강우정보를 운전자에게 직접 전달한다.
SK 플래닛은 2014년 수도권 이동통신 기지국에 기반한 날씨 서비스인 ‘웨더플래닛’을 개발했다. 이동통신 기지국에 자동기상관측소(AWS)를 설치하고 온도, 습도, 강수량, 기압, 풍속, 풍향 같은 기상정보를 사물인터넷 기술을 이용해 수집해 실시간으로 제공하는 국지 기상정보 서비스다. 산업부와 한국항공우주연구원은 2014년 수직 이착륙이 가능한 ‘틸트로터’ 무인기(TR60) 원천기술을 세계에서 두 번째로 확보했다. 이 기술을 기상 관측에 활용하면 예보 정확성을 높이는 데 도움이 될 것으로 보인다.
■빅데이터로 강우패턴 등 파악
지난달 11일 부산이 물바다로 변했다. 1904년 기상 관측을 시작한 이래 9월 들어 가장 많은 비가 내렸기 때문이다. 부산지역 누적 강수량은 264.1㎜였고 영도는 무려 358.5㎜나 됐다. 부경대 환경연구소 이정훈 박사는 ‘강우 빅데이터와 거대강우지역 빈도 해석 기술개발’을 통해 “강우 기록 패턴이 변하고 도시지역 개발로 인구와 자산이 밀집돼 있어 천문학적 피해 가능성이 우려되지만 작은 규모의 자연재해를 토대로 구축된 매뉴얼과 대비책은 비효율적”이라며 “강우 빅데이터와 빈도 해석, 호우 전이(호우가 발생한 지역에서 기상학적 동질성이 있는 구역 내 다른 지역으로 옮겨가는 현상)를 연계해 새로운 관점의 재난 관리 대책을 수립해야 한다”고 강조했다. 각종 시설물의 월류(越流·제방이나 방파제, 호안 등에서 물이 넘쳐흐르는 현상) 위험도 분석을 포함해 단순 설계에 따른 시공이 아니라 도시 전반적인 재해방어능력을 평가해야 한다는 게 이 박사의 견해다.
■대기관측용 드론·SW 등 개발
기상청은 6억8000만 원을 투자해 과학기술정보통신부와 함께 기상센서를 탑재한 기상관측 드론을 지난해 10월부터 내년 5월까지 개발하고 있다. 인간 생활에 영향일 미치는 2㎞ 고도 내 오염물질 확산, 국지성 바람 순환 같은 관측자료가 부족했기 기상관측용 드론 개발의 필요성이 제기됐다. 동서대 메카트로닉스 융합공학부 곽광훈 교수는 ‘드론을 이용한 대기 관측’이라는 주제발표에서 대기경계층 관측용 드론과 분석용 소프트웨어를 개발해 통합운영하자고 제안했다. 곽 교수는 “이를 위해 기술적으로 고내풍성, 방온, 방습 기능을 갖춘 안정화와 함께 체공시간 확대가 필요하다”고 지적했다.
■재해 신속대응 시스템 가능
(주)윈랩 김건우 대표는 ‘증강현실 기반 기상관측 및 예측자료 표출 시스템’을 통해 “증강현실과 기상이 만나면 기상 정보를 3차원적으로 분석할 수 있어 악천후 속을 직접 들어가 보지 않고도 가상세계를 통해 간접 체험이 가능해 더욱 정밀한 예보와 연구를 할 수 있다”고 말했다. 원랩은 지난해 3차원 지리정보시스템 기반의 수문정보표출 시스템을 개발했다.
(주)그린시뮬레이션 강성대 대표는 ‘심층신경망과 방재기상예보기술의 미래 전망’에서 과거 관측자료(빅데이터)에 대한 딥러닝과 함께 수치예보(NWP), 심층신경망(DNN, CNN)이 융합해 재해에 신속하게 대처할 수 있는 ‘자율형 방재기상 재해대응시스템’을 마련할 수 있을 것으로 전망했다.
주제 발표에 이어 기상청 이한아 사무관, 동서대 조덕준 교수, 한국기상산업기술원 최치영 본부장, 한국방재학회 강두기 이사, 국립재난안전연구원 김경준 박사 등이 토론을 벌였다.
오상준 기자 letitbe@kookje.co.kr
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