수치예보

수치예보는 대기의 운동과 변화를 지배하는 물리 방정식을 컴퓨터 프로그램을 통해 계산하는 과정이다. 기상 관측 도구의 발명과 통신 기술의 발달로 근대적 일기예보 체제가 정착된 이후, 20세기 컴퓨터의 등장과 함께 과학적인 예측 방법으로 도약하였다. 수치예보모델은 현재의 대기 상태로부터 미래 날씨를 모의하며, 예보관에게 객관적인 판단 근거를 제공한다.

수치예보의 가능성은 컴퓨터 등장 이전부터 이론적으로 제안되었다.

• 1904년: 노르웨이의 기상학자 V. 비에르크네스가 수치예보의 이론적 가능성을 처음으로 제안하였다.
• 1922년: 영국의 L. F. 리처드슨이 수작업에 의한 수치계산을 시도하였으나 실용화에는 한계가 있었다.
• 1950년: 폰 노이만, C. A. 로즈비, G. J. 챠니 등이 컴퓨터를 이용한 최초의 수치예보에 성공하였다.
• 1954년: 스웨덴 기상청이 세계 최초로 수치예보를 기상 업무에 도입하였다.
• 1957년: 미국과 일본 기상청이 수치예보를 시작하였다.

수치예보시스템은 여러 단계를 거쳐 운영된다. 먼저 지상, 해상, 상층 등에서 수집된 기상관측자료를 전처리하고, 이를 모델의 격자점에 맞게 배치하는 자료동화 과정을 거친다. 이후 슈퍼컴퓨터를 통해 수치예보모델을 수행하여 미래의 대기 상태를 계산한다. 계산된 결과는 후처리 과정을 통해 일기도나 수치 자료의 형태로 변환되어 예보관에게 전달된다.

대한민국 기상청은 과거 외국의 수치예보모델에 의존하였으나, 자체적인 기술 확보를 위해 한국형수치예보모델(KIM)을 개발하였다. 2020년 4월부터 이 모델을 현업 운영에 도입함으로써 대한민국은 미국, 일본, 영국 등에 이어 세계에서 9번째로 자체 수치예보모델을 보유한 국가가 되었다. 이를 통해 한반도 고유의 기상 특성을 반영한 예측 능력을 향상시키고 위험기상에 대응하고 있다.

수치예보모델의 결과는 기상청에서 발표하는 공식 예보와 다를 수 있다. 모델은 대기 상태를 수치적으로 모의한 결과물이며, 최종적인 일기예보는 예보관이 모델 결과와 다양한 관측 자료를 종합적으로 분석하여 결정한다. 수치예보 자료는 폭염, 집중호우 등 이상 기상 현상 예측뿐만 아니라 신재생에너지 생산을 위한 바람과 일사량 예측 등에도 활용된다.