[기상청 슈퍼컴혈세낭비-③]영국허락 없으면 어떤 것도 고칠수 없는 한국 기상청,7월 예보적중도 40%

▶ 지난주 금요일인 7월 29일, 시민들은 출근길 서울 곳곳에 100mm가 넘는 폭우가 쏟아지면서 5~30mm 정도의 비가 내릴 거라 예보한 기상청의 엉터리 예보에 분통을 터뜨렸다. 기상청은 결국 금요일 오전 8시가 돼서야 서울에 호우주의보를 내리며 수습에 나선 바 있다.

장마 기간 내내 잘 맞지 않던 기상청의 일기예보는 결국 29일, 금요일 장맛비 같은 폭우가 쏟아지면서 또다시 보기 좋게 빗나가면서 시민들은 출근길에 강한 폭우를 맞을 수밖에 없었다. 당일 서울 서대문은 예보의 2배가 넘는 66.5mm, 충남 대산 역시 예상보다 4배 이상 많은 138mm의 폭우가 쏟아졌다.

▶ 8월 2일 오후 5시 30분, 서울 전역에는 또다시 폭우가 쏟아졌다. 전날 강우확률 30%를 믿고 우산 없이 출근했거나 외출했던 시민들은 시간당 60mm가 넘는 장대비 폭우 속에 또다시 기상청의 엇나간 강우예보에 혀를 찼다. 기상청은 어제 오후 7시가 넘어서야 또다시 호우주의보를 발령하는 등 늦장 경고를 반복했다.

기상청이 공식 발표한 올 장마철 강수 예보 정확도는 84.2%. 0.1mm라도 비가 온 경우까지 포함한 예보 정확도다. 하지만 기상청이 올 7월 장마철 한 달간 서울에 5mm 이상 비가 내일 것으로 예보한 횟수는 15차례였지만, 실제 5mm 이상 비가 내린 날은 6번에 불과했다.

예보 중 9번은 틀리고 6번이 맞아 기상청의 7월 한 달 장마예보 정확도는 불과 40%에 불과한 것으로 드러났다. 대한민국 기상청의 일기예보 능력이 오히려 매년 떨어지며 정확도가 개선되지 못하는 이유는 뭘까? 바로 기상예측 소프트웨어 능력이 기후선진국에 비해 크게 떨어지기 때문이다.

국가별 일기예보 능력은 바로 그 나라가 보유하고 있는 일기예보모델에 달려있다. 수치예보모델은 미래의 날씨를 예측하기 위해 만들어진 컴퓨터 소프트웨어.

국내의 경우, 예를 들면 지구 전체(전지구), 아시아(지역), 그리고 한반도(국지) 등 3개 분야별 대기 흐름과 기상예측에 필요한 각종 요소를 방대한 데이터를 기반으로 시뮬레이션해 예측하게 된다.

■ 아직도 영국 기상모델 의존, 자체 예보모델 개발 못하는 대한민국 기상청

국가별 일기예보 능력은 수치예보모델을 통해 얼마나 더 지역을 촘촘하고 대기층을 더 세분화해 측정하고 이를 통해 수많은 변수에도 불구하고 정확하게 일기를 예측할 수 있느냐 하는 소프트파워에 달려있다. 문제는 대한민국 기상청은 2010년부터 기상선진국인 영국의 UM 기상모델을 사용하고 있으며, 지금도 연간 1억5000만원을 로열티로 지급하고 있는 등 영국 기상청의 라이선스를 사용하고 있다는 점이다.

기상청의 일기예보 정확률이 떨어지는 것은 이러한 수치예보모델 자체가 영국 지역에 최적화한 모델을 사용하기 때문이다. 권영철 한국형 수치예보모델 개발사업단 본부장 역시 최근 언론과 인터뷰에서 “(수치예보 모델의) 비가 생기는 과정들에서 어떤 계수들이 필요하다”면서 “그런 값들은 아무래도 영국 현실에 맞게 바뀌어 온 경우가 있다”며 한국형 모델개발의 필요성을 지적했다.

기상청 정현숙 대변인은 “영국 기상청 라이선스 모델의 경우 우리가 한국 지형에 맞게 물리적, 역학적 연구를 통해 성능을 개선했다고 해서 우리 마음대로 UM모델을 뜯어고칠수 없다”면서 “한국 기상청이 한국 지형에 맞게 적용한 연구결과를 영국 기상청과 함께 입증하는 작업을 거친후 영국 기상청이 UM모델 수정을 허용해주는 상황”이라고 설명했다.

결국 저작권을 갖고 있는 영국 기상청의 허락없이는 한국 기상청은 기상예보의 핵심인 수치예보모델중 어떤 것도 고치거나 업그레이드할 수 없는 구조적인 한계를 안고 있다는 설명이다. 스스로 뭘 연구하고 개선할 수 없고, 영국 UM모델을 그대로 한반도에 적용할 수 밖에 없는 게 현실이다.

기상청은 매년 여론이 빗발치자 자체 모델개발에 착수, 2020년까지 한국형 모델을 개발한다는 계획이다. 문제는 기상청이 ‘한국형 수치예보모델(KIM)’을 위해 2019년까지 총 946억원의 예산을 투입하는 수치예보모델사업을 둘러싼 논란이 끊이지 않고 있다는 점이다.

한국형 수치예보모델개발사업단(한수예)의 단장이 개발한 프로그램(그림스)를 그대로 도입, 개인이 개발한 프로그램을 개선하는 데 946억원대 예산을 낭비하고 있다는 논란에 휩싸여 있다.

실제 이 프로젝트는 한수예가 현 최고 수준 현업모델의 물리모수화를 참고해 개발하고 있는 것으로 밝혀져 적정성 논란에 휩싸여 있다. 물리모수화란 수치예보모델의 예보정확도에 영향을 주는 복사, 강수, 난류 등의 현상을 물리학적 방법으로 표현한 시스템을 말한다.

즉 새로운 한국형 수치예보모델을 개발한다고 해놓고선 기존에 사용하던 현업모델의 모수화를 참고해 개발하는 수준이라며 우원식 의원(더민주당)이 지난해 제기한 바 있다. 결국, 국내 기상청의 일기예보 능력이 떨어지는 것은 기본적으로 정확도를 좌우하는 수치예보모델을 아직도 외국 모델에 의존하고 있기 때문이라는 게 전문가들의 대체적인 진단이다.

두 번째는 이러한 모델업그레이드를 위한 자체 소프트파워 개선이 매년 제자리걸음이라는 사실이다.

기상청에 따르면 일기예측 정확도는 수치예보모델이 40%, 기상관측 자료가 32%, 예보관의 능력이 28% 영향을 미치는 것으로 나타났다. 문제는 기상청이 기상예보 정확도가 떨어진다는 언론보도에 대해 매년 똑같은 레퍼토리를 내세우고 있다는 점이다.

▶삼면이 바다로 둘러싸여 기단(氣團)이 서해 상을 건너올 때 에너지에 변화가 생겨 좋은 슈퍼컴퓨터 상에서도 계산 값에 일관성이 없어지는 점▶수치모델은 지구를 격자로 나눠 계산하는데, 한반도는 격자 하나에 쏙 들어가 버려 지역적 편차를 고려하기 어렵다는 점▶좁은 땅덩어리지만 산이 많아 대류불안정이 나타나기 쉽다는 점 등 3가지를 항상 일기예보 정확도가 떨어질 수밖에 없는 이유로 내세운다.

문제는 기상청이 이러한 3가지 난제를 해결할만한 능력도, 노력도 제대로 하지 않고 있다는 점이다. 전문가들은 기단이 서해 상을 건너올 때 에너지에 변화가 생기고, 산악지역이 많아 대류불안정이 심하다는 주장은 설득력이 낮다고 지적한다. 전 세계 모든 나라가 바다와 인접하거나 고산지역이 많다는 것이다.

특히 1년 내내 허리케인이 몰아치는 미국이나 일본 아시아권, 알프스 산악의 돌풍과 폭설, 눈사태 등이 다반사로 일어나는 국가들은 어떻게 우리보다 촘촘한 셀 단위로 관측하고 높은 예측도를 보이느냐는 지적이다.

알프스 지형과 골짜기가 한반도 백두대간 산악보다 더 험준하고 복잡한데도 불구하고 스위스 기상청 일기예보 정확도가 앞서는 것은 결국 지형 시뮬레이션 능력이 뛰어나기 때문이라는 지적이다. 수치모델 상 한반도가 격자 하나에 들어가 지역별 편차를 관측하고 예보하기 힘들다는 기상청의 주장 역시 전문가들은 강하게 비판한다.

기후관측 관련 모 교수는 “결국 관측 셀을 얼마나 촘촘하게 하느냐가 지역별, 국지별 예보를 더 잘할 수 있는 관측예보 능력의 가늠자”라며 “결국 지난 10년간 한국형 수치예보모델 개발에 한치의 진척도 없는 게 우리나라 일기예보 정확도가 떨어지는 핵심 요인”이라고 진단한다.

■ 진보적 기술 리딩 문화가 전혀 없는 기상청

기상청의 일기예보능력을 높일 소프트파워가 정체된 가장 큰 문제는 기상 관련 연구를 기상청이 독점하고 있다는 사실이다. 기상청은 수도권기상청 등 각 지역 기상청을 포함해 국립기상과학원, 국가기상위성센터, 국가기상슈퍼컴퓨터센터, 한국기상산업진흥원 등 16개 산하기관을 거느리고 있다.

기상청 관측기반국 소속의 국가기상슈퍼컴퓨터센터에는 하드웨어를 관리하는 인력이 위탁인력을 포함, 20여명이 있다. 핵심기관인 국립기상과학원이 문제다. 환경기상과, 관측기반연구과, 수치모델연구부, 수치자료연구과 등 9개 과로 구성된 국립기상연구원은 90명이 넘는 연구인력이 수치모델 개발 등 소프트웨어적인 연구에 집중하고 있다.

하지만 국립기상연구원은 여전히 한국형 수치예보모델 개발에 실패했으며, 여전히 영국에 손 벌리며 의존하고 있는 실정이다. 기상 관련 연구문화는 몇 년 전까지만 해도 기상시뮬레이션을 하는 것 자체가 불법이었을 정도로 기상, 기후관련 연구를 기상청이 독점하는 문화가 만연해 있다.

기상청은 서울대, 제주대 등 국내 기상, 기후 관련 교수 중심의 전문가집단을 기후연관 핵심개발에서 철저히 배제하는 배타성을 10여년간 유지하고 있다. 전문가그룹에는 단순용역개발을 통해 입막음하고 있다는 논란이 끊이지 않고 있다.

기상청은 국지예보, 통합모델인 앙상블 둥 분야별 연구를 사실상 독점하며 수치모델 업그레이드와 최적화 작업을 독점하고 있다. 기상 관련 연구과제를 독점하는 그들만의 리그를 유지 한 채 혁신적이고 진보적인 신기술을 주도하는 세력을 만들어내지 못하는 치명적인 폐단을 낳고 있다.

결국, 기상청의 이러한 안일한 관리형 문화가 기상관측 선진국 진입에 실패한 핵심 요인으로 분석된다.  정년까지 보장된 기상청 연구원들은 절대 위험부담이 큰 모델변경이나 슈퍼컴 구매비용을 줄일 수 있는 GPU 적용 기술개발 등에 나서지 않는 등 보신주의가 팽배하다는 게 기상 전문가들의 한결같은 지적이다.

스위스 기상청이 2년여의 개발 끝에 기존 CPU대신 GPU를 적용하며 슈퍼컴 구매비용을 대폭 줄인 것은 관측지역 셀 단위를 좀 더 촘촘하게 하려는 조치다. 실제 예보지역을 좀 더 촘촘하게 관측, 예보하기 위해서는 관측지역 거리 셀을 절반으로 줄여야 하는데, 이 경우 셀을 절반으로 줄이면, 슈퍼컴퓨터 계산 프로세싱 능력은 8배가 필요해진다.

즉 이러한 슈퍼컴 연산처리능력을 급속도로 높이고 효율을 극대화하는 최적화 작업이 모두 이러한 소프트웨어적인 업그레이드와 연구가 뒷받침돼야 가능한 것이다. 피치원 연속보도 이후 왜 스위스 기상청 직원은 이러한 노력을 통해 천문학적인 슈퍼컴퓨터 하드웨어 구매비용을 절감하는 데 국내 기상청은 그러한 결과를 만들어내지 못하느냐는 비난 여론이 높아진 것도 이런 맥락이다.

국내 기상청은 아직도 영국기상청 통합모델(UM)방식의 수치모델을 사용하고 있지만, 스위스는 자체 개발한 코스모(COSMO)수치예보모델을, 미국 프랑스 등 기후선진국들은 모두 자체 개발한 모델을 사용하고 있다.

■ 기상연구 독점체제가 문제, 기상데이터 민간기업에 오픈해야 한다.

문제는 국내 기상청의 경우는 독점 체제로 인해 굳이 이런 노력을 할 필요도, 자체 개발업그레이드를 할 필요도 없다는 사실이다.

“사실 슈퍼컴퓨터 구매 기종을 바꾸거나, 예측모델 방식을 바꾸는 것은 리스크가 워낙 커 기상청은 절대 나서지 않을 겁니다. 굳이 예산을 줄일 필요도 없는데, 왜 그런 노력을 하겠어요. 그냥 5년마다 550억원대 슈퍼컴퓨터 구매예산만 확보해 운영자금 등으로 적절히 나눠 집행하면 되기 때문이죠”

기후 관련 개발 업무를 10년 이상 독점하면서 벌이지는 폐단은 이뿐만 아니다. 기상예보 민간시장이 초토화한 것도 기상청의 이런 독점적 체제 때문이다. 기상청은 국민 혈세로 그동안 축적해온 기상데이터를 아직도 외부 민간기업에 제공하지 않는 배타적 태도를 바꾸지 않고 있다.

이를 민간기업에 공유하면 국가 기상청이 하지 못하는 아주 세분화한 기상예보나 일기예보, 스포츠 및 각종 레저에 특화한 기상예보가 가능한데도 불구하고 기상청은 여전히 기상데이터를 외부에 제공하지 않고 있다.

호주 등 선진국에서 기상데이터를 민간에 제공하면서 다양한 기상서비스가 발달하는 것과 대조를 이루고 있다. 이 때문에 국민 세금을 통해 기상청이 방대하게 모아온 기상데이터를 이젠 민간기업에 제공해야 한다고 전문가들은 지적한다.

결국, 기상청 스스로 한국의 기상특성에 맞게 수치예보모델을 세부적으로 수정할 수 있는 소프트파워를 높여야 한다는 지적이다. 전문가들은 독점 연구체제에서는 이러한 문제가 해결되기 힘들다는 점을 들어, 수치예보모델에 대한 개발을 학계 및 민간에도 허용, 기상청과 공개 경쟁체제로 전환해야 한다는 의견을 제시하고 있다.

기후관측 컴퓨팅분야의 한 전문가는 “사실 10여년전 개발 툴과 모델을 지금도 고집하는 이유가 뭐겠어요? 그것밖에 할 수 있는 게 없는 거고, 새로운 개발은  리스크 걸고 개발하기 싫다는 뜻”이라며 “결국 개발능력도 개발 의지도 없다는 게 지금 기상청 수치예보모델 개발현장의 실상”이라고 지적했다.

기상청은 결국 정확한 결과를 도출할 수 있는 수치예보모델을 자체 개발하고, 슈퍼컴 연산처리능력을 저비용으로 획기적으로 높일 수 있는 고효율 최적화 소프트파워를 키워야 한다. 이젠 외부의 힘으로 기상청을 변화시켜야 한다.

기상청은 지금 고여도 너무나 심하게 고여있는 물이다. 그것도 5년마다 수백억원대 크레이사 슈퍼컴퓨터를 반복해 구매해주는 VIP 고객으로 말이다.

기상청의 소프트파워 능력을 키울 수 있는 환경부 차원의 대대적인 손질이 시급하다는 지적이 강도 높게 일고 있는 이유다. 환경부가 나서야 한다.

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