인공지능과 천리안위성 2A호의 만남이 기대되는 이유

박광석

기상청장

1957년 10월, 세계 최초의 인공위성 '스푸트니크'가 발사됐다. 4개의 긴 안테나를 단 무게 83.6kg이었던 스푸트니크는, 지구를 회전하다가 발사한 지 3달 만에 수명을 다했다. 스푸트니크 이후로 세계 각국에서는 인공위성을 확보하려는 경쟁이 심화됐으며, 그로 인해 인공위성의 활용과 개발 기술이 급진적으로 발전했다.

기상청은 2019년 7월부터 세계 최고 수준의 기상영상기를 탑재한 천리안위성 2A호의 정식 운영을 시작으로 다양한 천리안위성 2A호의 자료를 태풍·집중호우·대설 등 위험기상 예보의 생산에 매우 유용하게 활용하고 있다.

특히, 기후를 비롯해 환경·수문·방재 등 다분야에서 천리안위성 2A호 자료에 대한 수요가 나날이 증대됨에 따라, 인공지능과 결합하여 생성된 위성자료를 효율적으로 활용하려는 연구와 개발에 노력하고 있다.

최근 몇 년간 과학기술 분야에서는 4차 산업혁명과 관련된 인공지능(AI), 빅데이터, 사물인터넷(IoT) 등이 화두가 되기 시작했다. 이 중에서 인공지능을 활용하면서 기상예보의 혁신과 변화에 새로운 바람이 불기 시작하였다. 그렇다면, 천리안위성 2A호와 '인공지능'의 만남은 어떤 시너지를 낼까·

기상청은 올해 3월부터 인공지능 기법을 이용해 구름, 황사, 안개 등의 기상현상을 밤에도 선명하게 볼 수 있는 천리안위성 2A호 천연색 영상을 제공할 수 있게 됐다. 그동안 낮에는 태양반사광을 관측한 가시채널 영상 제공이 가능하지만, 밤에는 제공이 어려웠던 한계를 개선하여, 밤낮 구분 없이 선명한 위성영상을 생산하게 된 것이다. 이러한 성과는 우리가 세계 최초로 이뤄낸 쾌거라는 점에서 특별한 의미를 가진다.

이제 예보관뿐만 아니라, 재해와 재난에 대응하는 여러 분야에서 365일 24시간 빈틈없이 위성영상을 활용할 수 있어 태풍, 폭설, 안개와 같은 위험기상의 감시가 매우 빠르고 쉬워진다. 특히, 여름철 집중적으로 한반도에 접근하는 태풍 중심의 상세분석이나 겨울철 서해안에 폭설을 유발하는 구름의 탐지, 봄철 바다 안개의 정밀한 분석에 위성자료가 활용되어 국민의 안전을 확보하고 재산피해를 줄이는 데 기여하게 될 것이다.

천리안위성 2A호는 한반도의 구름을 2분마다 관측하며, 레이더보다 먼저 구름입자가 빗방울로 성장하기 전에 탐지할 수 있다. 이러한 위성관측의 장점에 인공지능을 활용하여 많은 구름 중에 낙뢰 및 폭우를 동반할 가능성이 있는 구름(대류운)의 식별이 가능해졌으며, 이는 신속한 예보 지원과 방재 대응을 위한 의사 결정에 큰 도움을 주게 될 것이다.

이외에도 인공지능을 활용한 전운량(지상에서 관측했을 때 하늘을 덮고 있는 구름의 정도) 정보 생산을 위한 연구를 진행하고 있다. 전운량의 경우, 밤에는 사람이 직접 구름의 유무나 양을 정확하게 관측하기 어려워서 위성이 탐지한 구름 정보에 의존할 수밖에 없었다. 이를 인공지능을 통해 개선하면, 객관적인 전운량 정보의 생산과 사람이 관측함에 따라 발생하는 관측 공백지역의 정보 제공, 기상현상 관측자동화 지원이 가능해질 전망이다. 이 정보는 태양광과 같은 신재생에너지 산업은 물론 여가, 취미활동 등을 비롯한 일상생활 전반에 이르기까지 그 활용 범위가 확대되어 이용자의 편리와 안전 확보에 이바지하게 될 것이다.

게다가 태풍의 생성과 발달, 소멸하는 전 과정을 실시간으로 감시할 수 있는 천리안위성 2A호와 인공지능의 결합을 통해 태풍 강도와 강풍 반경에 대한 위성분석 정보를 더 정확하고 빠르게 제공할 예정이다. 이 연구에는 과거 10여 년간 축적된 천리안위성 1호 자료와 천리안위성 2A호가 관측한 태풍 영상, 수치모델 자료가 중요한 입력자료로 활용된다. 기상청이 축적한 위성자료와 수치모델 자료의 인공지능을 통한 분석은 위성관측으로부터 국민이 만족하고 신뢰할 수 있는 기상정보를 객관적이고 신속하게 제공하게 될 것이다. 기상청은 인공지능의 우수성과 장점을 적극 활용하기 위한 노력과 기상기술의 진보를 위한 지원을 아끼지 않을 것이다.

'동반자'라는 뜻의'스푸트니크' 위성은 인류에게 위대한 친구가 되었다. 천리안위성 2A호에게 인공지능은 기상현상을 신속하게 예측하며 기상자료의 신뢰도 향상을 만들어 내는 촉매제이자, 정확도 높은 예보의 발전을 위한 훌륭한 동반자 역할을 톡톡히 해내고 있다. 앞으로 국민의 안전과 행복을 위해 인공지능과 천리안위성 2A호의 특별한 만남이 만들어 낼 놀라운 성과를 기대해 본다.