이석원 기자
케임브리지 대학 연구팀이 기존 AI와 물리 시뮬레이션을 결합한 날씨 예보 시스템에 비해 수십 배 빠른 속도 및 수천분의 1 계산 능력으로 날씨 예보를 할 수 있는 새로운 시스템인 아드바크 웨더(Aardvark Weather)를 개발했다.
날씨 예보는 농업과 교통, 에너지 등 중요한 결정에 더해 홍수나 폭염과 같은 기상 재해 경보 등 사회 다양한 부분에 큰 이익을 가져다준다. 날씨를 정확하게 예측하는 방법에 관해서는 오랫동안 연구되어 왔으며 3월 시점에서는 3단계 접근법이 확립되어 있다. 1단계는 인공위성, 기상 관측소, 기상 풍선, 선박, 부표, 항공기 등에서 데이터를 수집하고, 현재 대기 상태를 추정한다. 2단계는 계산 모델을 사용해 대기 상태를 시간적으로 전진시켜 날씨 예보를 작성한다. 3단계는 편향을 수정하거나 상세 데이터를 작성하거나 인간 예측자 정보를 입력해 장소에 맞는 예보가 가능하도록 처리를 수행한다.
이렇게 날씨 예보를 수행하려면 거대한 슈퍼컴퓨터와 복잡한 소프트웨어를 사용한 계산과 대규모팀 등이 필요하다.
날씨 예보는 사회적으로 중요하며 더 적은 계산 능력으로 날씨 예보를 수행하는 AI 날씨 예보가 큰 주목을 받는 것은 당연한 일이다. 지금까지 구글을 비롯해 화웨이와 마이크로소프트 등이 AI 날씨 예보를 개발해왔다.
하지만 기존 AI 날씨 예보는 3단계 중 2단계만 AI로 대체하는 것이며 2단계와 같은 수준 계산 능력이 필요한 1단계는 손대지 않은 상태였다. 따라서 AI 날씨 예보가 도입되더라도 여전히 슈퍼컴퓨터와 대규모 팀이 필요했다.
이번에 케임브리지 대학 연구팀은 1단계부터 3단계까지의 전 과정을 AI로 처리할 수 있는 시스템인 아드바크 웨더를 개발했다. 아드바크 웨더 모델은 인공위성이나 기상 관측소 등 센서에서 데이터를 가져와 곧바로 전 세계와 지역 예보를 출력할 수 있으며 날씨 예보 파이프라인 전체를 단일 단순 기계 학습 모델로 대체하는 데 성공했다.
— The Alan Turing Institute (@turinginst) March 20, 2025
New AI model aims to provide weather forecasts entirely driven by AI
Research published today in @Nature looks at how Aardvark Weather is reimagining weather prediction.
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아드바크 웨더는 기존 관측 시스템 데이터 중 단지 10%만 사용하고도 이미 미국 기상국 예보에 필적하는 정확도를 낼 수 있다고 한다.
또 아드바크 웨더는 슈퍼컴퓨터를 사용하지 않고 데스크톱 PC만으로 예보를 수행할 수 있으며 아프리카 농업의 기온 예측이나 유럽의 풍력 발전을 위한 풍속 예측 등 특정 산업이나 장소에 맞춘 커스텀 예보를 빠르게 작성할 수 있다는 장점이 있다.
다만 유럽 중기 예보 센터가 기상 예측을 0.3도 단위 그리드를 사용해 수행하는 데 비해 현재 아드바크 웨더는 1.5도 단위 그리드를 사용하고 있어 복잡하고 예기치 않은 기상 패턴을 포착하기에는 너무 거칠다는 설명이다.
연구팀은 이번 결과는 아드바크 웨더가 달성할 수 있는 시작에 불과하다며 아드바크 웨더 엔드투엔드 학습 접근법은 허리케인이나 산불 등 다른 날씨 예보 문제에도 쉽게 적용할 수 있을 뿐 아니라 대기 상태나 해양 역학 등 지구 시스템의 더 광범위한 예측에도 응용할 수 있다며 향후 발전 가능성을 말했다. 관련 내용은 이곳에서 확인할 수 있다.
이원영 기자
정용환 기자
