대기과학과 위성극지관측학을 연구하고 있는 사람으로서

오유에서 기상청에 욕을 많이 하는 것 같아서 글 남겨요. 알고보면 어려운 이유가 있습니다.

여러 이유가 있지만 가장 쉬운 원인 두가지를 소개하려고 합니다. 그것을 바로 초기치 문제입니다.

초기치 문제란 시간에 따라서 작은 오차가 계속 커짐을 유발할 수 있는 일기예보에서 해결할 수 없는 문제

예를 들어 쉽게 설명해보죠.

실제 값이 0.55 일때

관측 값이 0.545 일 경우

X_n = (1-X_n-1)^2 인 방정식을 따라 대기가 움직인다고 가정하면

실제값을 6번 대입하면 X6 = 0.88135882

관측값을 6번 대입하면 X6 = 0.87266649

실제값과 관측값이 다른경우 6번 iteration (식을 6번 사용해서 적분, 기상청에선 시간항이 들어간 예보운동방정식을 사용함) 밖에 적분하지 않음에도 불구하고 6번 적분 후 오차가 0.009 까지 접근 (초기는 0.005로써 초기보다 커짐)

그럼 왜 초기치 문제가 예보에 있어서 어려운 문제일까?

실제 대기의 흐름과 온도 등은 예를들면 10.123787523874 m/s,  30.87289374917394 도 등의 온도를 갖을 것이데 반해 우리가 관측할 수 있는 센서는 실제로 소수점 둘째자리까지만 관측한다는 사실, 소수점 둘째자리까지 정확하게 관측한다고 해도 그 아래의 오차는 적분과정에서 상당한 오차에 기여함.

두번째 문제는

"비를 내리게 하는 실제적인 방정식은 이 세상에 존재하지 않는다." 입니다.

비는 역학적으로 설명할 수 없고 물리적으로 밖에 설명하지 못합니다.

실제 대기의 상태 (온도, 습도, 기온, 기압) 등의 물리량은 72시간 내의 예보에서 역학방정식으로 아주 정확하게 구현이 가능합니다.

하지만 비는 다릅니다. 비는 역학적인 식으로 풀 수 없기 때문에 모수화라는 실험적인 방법으로 비를 구현하게 되죠.

예를들면? 온도가 a이고 기압이 b이며 습도가 c이면 비가 내린다. 쉽게는 이런식입니다.

이를 아주 정확하게 구현하기 위해서는 구름 미세물리과정을 모두 포함해야 하며 수적(빗방울) 하나하나를 계산하는 모형을 도입해야 하는데 (실제로 이런 모형이 있긴 합니다.) 이 모형을 돌리기 위해서는 지금 컴퓨팅 타임의 3만배 이상이 필요합니다.

.. 우리나라 기상청에서의 예보는 일본 미국 유럽에 이어 4번째로 정확도가 높습니다.

독자적으로 모형도 개발하고 있구요. 기상을 공부하는 사람에게 욕을 하기 보다는 이 문제를 자연과학적으로 해결하려고 하는 노력에 박수를 보내는게 어떨까요?