ㅣ데일리포스트=김정은 기자ㅣ인공지능(AI)의 발달로 과거에는 슈퍼컴퓨터를 장시간 가동시켜 진행한 일기예보를 순식간에 고정밀로 확인할 수 있게 됐다.
마이크로소프트(MS)가 일기예보와 동시에 대기오염을 단시간에 예측하는 AI 모델 '오로라(Aurora)'를 발표했다.
2023년 11월 유럽을 강타한 역대급 태풍 키아란은 영국과 프랑스를 중심으로 이탈리아, 벨기에, 네덜란드까지 광범위한 지역을 휩쓸면서 다수의 사상자가 발생했다. 이를 통해 기존 기상 예측 모델의 한계가 드러났다.
이러한 문제에 대처하기 위해 MS는 방대한 대기 데이터를 신속하게 분석할 수 있는 AI '오로라'를 개발했다. 오로라는 100만 시간이 넘는 다양한 기상 데이터 및 기후 시뮬레이션으로 훈련된 파라미터 수 13억 기반 모델로 10일간의 세계 일기예보를 1분 만에 예측한다.
오로라는 현행 최첨단 수치예보모델인 통합예보시스템(IFS)에 비해 약 5000배의 계산속도를 구현한다. 또 정밀도·효율성·응용성도 우수해 ▲기온 ▲풍속 ▲대기오염 ▲온실가스 농도까지 대기 상태를 나타내는 다양한 변수에 대응할 수 있다.
아래는 대기오염 지표인 '대기 이산화질소량'을 오로라의 예측(위)과 유럽연합(EU) 코페르니쿠스 대기 감시 서비스(CAMS) 데이터(아래)를 비교한 것이다.
이산화질소는 동아시아 인구 밀집지에 편재하는 경향을 보이는데, 오로라는 이러한 오염물질의 국지적 분포와 세계적 분포 모두 정확하게 파악하는 것으로 나타났다.
다음은 CAMS에 대한 오로라의 평균 제곱근 오차(RMSE)를 나타낸 것으로 음의 값(파란색)만큼 오로라가 우수하다는 것을 의미한다. 일산화탄소(CO)와 일산화질소(NO) 등 다양한 지표에서 오로라는 타깃의 74%에서 CAMS와 동등 이상의 성능을 보였다.
MS 소속 AI 연구원인 페리스 페르디칼리스 등의 검증에 의하면 오로라는 주요 대기오염의 지표(일산화탄소·산화질소·이산화질소·이산화황·오존·미세먼지)의 5일간 움직임을 1분 이내에 예측해낸다.
'유럽중기예보센터(ECMWF)의 머신러닝 연구원인 매튜 챈틀리는 MS의 연구 결과에 대해 "이 분야의 연구는 지금까지 기존 수학 모델과 머신러닝에 의지해 왔다. 오로라는 일기예보보다 훨씬 복잡한 작업인 세계적인 대기오염 예측도 생성할 수 있는 최초의 AI 모델이다. AI 모델의 장점은 기존 모델보다 예측에 필요한 계산량이 적다는 것"이라고 말했다.
MS는 오로라가 향후 발전해 나갈 AI 기반 환경 예측 기술의 모범이 될 것으로 기대하고 있으며, 이를 통해 개발도상국 등 데이터가 부족한 지역까지 정확한 기상 정보를 제공할 수 있다고 강조했다.