바람을 읽는 기술, 5년간의 한반도 바람을

1km 해상도, 10분 간격으로 재현하다

- 인공지능(AI)과 수치예보의 융합기술로 최근 5년(2021.6.∼2026.5.)바람 분석정보 제공

기상청(청장 이미선)은 자체 개발한 인공지능(AI)과 수치예보기술을 융합한 인공지능(AI)-변분자료동화 기술로 최근 5년(2021.6.~2026.5.)간의 한반도 바람 분석정보(재현바람장)를 1km 공간해상도, 10분 간격으로 생산하여 제공한다.

* 인공지능(AI)-변분자료동화: 불규칙하게 분포한 관측자료와 수치예보모델 결과를 수학적으로 결합해 특정 시각의 대기 상태를 추정하고, 인공지능으로 오차 특성을 학습·보정하여 재현 성능을 높이는 기술

지난 2월, 최근 1년(2024.9.∼2025.8.) 풍력발전기 높이(80m, 140m, 220m)의 재현바람정보를‘재생에너지 기상정보 플랫폼(energy.kma.go.kr)’에 처음 공개하였다. 이번에는 그로부터 5개월 만에 자료 기간을 1년에서 5년으로 확대하고 재현 품질도 높였다.

이를 위해 기상청이 보유한 지상기상관측자료, 연직바람관측장비 등과 민간 풍력발전 관측탑에서 측정된 바람 관측자료를 추가로 수집하여 활용하였다. 슈퍼컴퓨터 5호기와 한반도 지형 특성을 반영한 한국형 수치모델을 이용해 1km 해상도의 한반도 바람장을 생산한 뒤, 자체 개발한 ‘인공지능(AI)-변분자료동화 기술’을 적용하였다. 이 기술로 수치모델과 실제 관측간 오차를 학습·보정하고 두 자료를 최적으로 결합하여, 관측이 부족한 지역에서도 고품질 바람 정보를 제공한다.

특히 지난 4월, 재현바람장 생산 과제가 과학기술정보통신부가 주관하는국가 인공지능 사업(프로젝트)에 선정되어, 고성능 그래픽처리장치(80장)를확보하고 대규모 수치모델 결과와 관측자료를 인공지능(AI)으로 학습하는 데 활용하였다.

그 결과 지난 2월에 생산한 1차 재현바람장(1년분, `24.9.∼`25.8.)보다 상관계수는 0.98에서 0.99로 높아지고, 재현오차(RMSE, m/s)는 약 22% 감소하여 성능이 개선된 결과를 얻었다. 이는 유럽과 미국에서 생산한 재분석 바람과 동일 기간을 비교했을 때 약 1/5 수준이다.

※ 기상청 재현바람장 평균상관계수/재현 오차: 0.99/0.46m/s

* 유럽중기예보센터의 재분석자료: 0.82/2.52m/s
미국항공우주국의 재분석자료: 0.79/2.41m/s

5년 기간에 대한 재현바람장은 “재생에너지 기상정보 플랫폼”과 “기상청 API허브”,“기상자료개방포털”을 통해 제공된다. 여기에 더해, 기상청은 대용량 재현바람장을 통계적으로 처리한 풍력 기상자원지도*를 개발하여 이달 말에 제공할 계획이다. 이를 통해서 원하는 지역의 지난 5년간 평균적인 바람의 세기, 주로 부는 바람의 방향과 지속시간, 바람의 변동 정도를 한눈에 확인할 수 있다.

* 1) 통계 기간: 전체 기간(5년), 계절별, 월별
2) 제공 요소: 평균풍속, 표준편차, 평균 일최대풍속, 바람장미, 주풍향, 와이블(Weibull)계수 등

이미선 기상청장은 “인공지능과 수치예보기술을 융합해 관측이 부족한 지역의 바람까지 재현할 수 있게 됐다”라며, “재생에너지 보급 확대에 필요한 기상정보를 지속적으로 확대 생산하고, 바람 분석자료를 수치예보 신뢰도 향상에 활용하겠다”라고 밝혔다.