AI 기상 예보 시대 연다…딥마인드, 고해상도 AI 앙상블 모델 ‘젠캐스트‘ 공개
최근 구글 딥마인드(DeepMind)가 인공지능(AI) 기반 기상 예보 모델 '젠캐스트(GenCast)'를 4일(현지시간) 선보이며, 기상 예보의 정확성과 속도를 획기적으로 향상시켰다.
새로운 고해상도 AI 앙상블 모델인 젠캐스트는 유럽중기예보센터(ECMWF)의 최고 수준 앙상블 예측 시스템(ENS)을 능가하는 성능으로 기상학계의 주목을 받고 있다. 특히, 15일간 예보를 단 8분 만에 생성하는 놀라운 속도를 자랑하며, 기존 수치예보 모델의 한계를 뛰어넘었다는 평가다.
이 모델은 과거 40년간의 기상 데이터(1979~2018년)를 학습하여 0.25도 해상도에서 12시간 단위로 업데이트되는 기상 변수를 예측한다. 젠캐스트는 기존 ENS 대비 97.2%의 변수에서 더 나은 예보 정확도를 기록했으며, 이는 강수량, 기온, 풍속 등 다양한 기상 요소를 포함한다. 또한 열대성 저기압 경로 예측에서도 뛰어난 성능을 보여, 태풍의 진로를 정확하게 예측하고 피해를 줄이는 데 기여할 수 있을 것으로 기대된다.
젠캐스트는 AI 기술을 활용하여 더 많은 변수와 불확실성을 모델링한다. 확산 기반 생성 모델을 통해 기상 상태의 확률적 분포를 계산하여 단순한 평균값 예측을 넘어 다양한 가능성을 탐구한다. 이는 극한 날씨와 같은 드문 사건을 예측하는 데 유용하게 활용될 수 있다. 예를 들어, 2019년 일본에 상륙한 태풍 하기비스(Hagibis)에 대한 예측에서 젠캐스트는 상륙 7일 전까지 높은 예측 정확도를 유지하며 다중 시나리오를 제공했다.
더 나아가 젠캐스트는 풍력 발전량 예측에도 활용될 수 있다. 풍속 데이터를 활용해 전 세계 풍력 발전소의 전력 출력을 예측하는 실험에서 젠캐스트는 7일 전까지도 ENS를 능가하는 성능을 보였다. 이는 재생에너지의 효율적인 관리와 안정적인 에너지 생산에 기여할 수 있음을 의미한다.
딥마인드 연구팀은 젠캐스트의 해상도를 더욱 높이고 연산 효율성을 개선하여 실제 운영 환경에 최적화할 계획이다. 또한 기상 데이터와의 통합 학습을 통해 더욱 정교한 예측력을 갖추도록 모델을 발전시켜 나갈 예정이다. 젠캐스트는 AI 기술이 기상 예보 분야에 새로운 혁신을 가져올 수 있음을 보여주는 대표적인 사례이며, 앞으로 기후 변화 예측 및 대응, 재난 방재 등 다양한 분야에서 활용될 것으로 기대된다.
한편, 이 연구 결과는 4일(현지시간), '머신러닝을 통한 확률적 날씨 예측(Probabilistic weather forecasting with machine learning-다운)'란 제목으로 네이처에 발표됐다.
출처 : 전미준, 인공지능신문(https://www.aitimes.kr)
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