홍콩과학기술대학교(HKUST) 연구팀이 천둥번개, 폭우, 그리고 갑작스러운 집중호우와 같은 위험한 강수 현상에 대해 최대 4시간 전 경고할 수 있는 인공지능(AI) 모델을 개발했다.

이번 시스템은 위성 데이터를 분석하고 15분마다 예보를 업데이트하며, 중국, 한국, 동남아시아를 포함한 약 2000만 평방킬로미터의 지역을 커버한다.

연구팀에 따르면, 이 모델은 2시간에서 4시간의 예보에서 특히 강력한 성능을 보이며, 이 중요한 기간 동안 평균 정확도가 약 8% 향상됐다. 약 48 평방킬로미터의 국소 지역에서는 예보 정확도가 15% 이상 개선될 수 있다.

연구자들은 전통적인 기상 예보가 주로 대기 조건을 시뮬레이션하는 수치 모델에 의존하고 있다고 설명했다. 이러한 모델은 높은 계산 비용이 들며, 대기의 혼란스러운 성질과 관측 데이터의 공백에 쉽게 영향을 받는다. 그 결과, 천둥번개와 폭우의 정확한 예측은 일반적으로 20분에서 2시간 정도로 제한된다.

이러한 한계를 극복하기 위해, 연구팀은 훈련 데이터에 노이즈를 주입하여 모델이 고품질 예보 정보를 역생성하도록 학습하게 했다. 이를 통해 보다 안정적이고 신뢰할 수 있는 예측이 가능해졌다.

연구자들은 또한 전통적인 지상 레이더 시스템이 구름 형태가 충분한 크기로 발전한 후에만 반사 신호를 감지할 수 있다고 언급했다. 반면, 새로운 AI 모델은 위성 데이터를 활용하여 초기 단계의 대류와 구름 형성을 감지할 수 있어, 더 이른 시간에 보다 포괄적인 예보를 가능하게 한다.

연구팀은 이 모델이 홍콩 기상청(Hong Kong Observatory)의 운영 예보 시스템에 통합되기까지 최소 몇 개월이 걸릴 것으로 예상하고 있다. 그동안 연구자들은 기상청의 데이터를 활용해 모델을 추가로 개선할 계획이며, 여름 이전에 성능 향상을 목표로 하고 있다.

또한, 연구팀은 이 모델이 다양한 위성 데이터 소스와 함께 작동할 수 있도록 조정되어, 적용 범위와 활용 가능성을 확대할 수 있기를 희망하고 있다.