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Techno Trend
슈퍼컴퓨터로 태풍 예보의 정확도 개선
최대풍속의 예측 정확도 20년간 그대로

일본열도를 덮치는 태풍의 예보가 불규칙해지고 있다. 진로에 대해서는 최근 정확도가 높아지고 있지만, 심각한 피해와 상관 있는 최대풍속은 반대로 오차가 확대되고 있기 때문이다. 태풍이 발달하는 해상의 관측 데이터가 적은 것이 주된 요인이다. 태풍의 성질이 변화한 가능성도 있고, 최첨단 슈퍼컴퓨터를 사용하여 정확도를 개선하는 연구가 열을 띠고 있다.

기상청의 태풍 예보는 우선, 기상 위성 등으로 관측한 태풍의 위치와 세력의 데이터를 수치 예보 모델에 포함시키고, 슈퍼컴퓨터에 입력한다. 이 계산 결과를 참고로 하면서, 경험을 쌓은 예보관이 수 시간에서 수일 후의 진로, 중심기압, 최대풍속 등을 공표하고 있다.

매년 모든 태풍을 대상으로 한 진로 예측의 평균 오차는, 1980년대에는 약 200킬로였지만, 2015년에는 72킬로까지 작아졌다. 태풍의 진로는 주위 수 백 킬로의 대기 흐름의 영향을 강하게 받는다. 기상청의 이시하라 예보관은 “이런 규모의 대기의 영향은 슈퍼컴퓨터의 시뮬레이션에서 이해가 진행되고, 진로가 잘 맞게 되었다.”라고 한다.

단, 사소한 진로의 틀어짐 때문에, 최대풍속의 예측이 틀리는 경우가 있다. 예를 들어 작년 10월에 오키나와현을 직격한 태풍 18호가 있다. 기상청은 특별경보를 발표하고, 특히 구메지마(久米島)에서는 최대 순간 풍속이 매초 80m이상의 맹렬한 바람이 된다고 주의를 당부했다. 하지만, 육상에서의 실측의 최대 순간 풍속은 약 60m에 그쳤다.

예보와 실측에서 20m의 차이가 나온 것은 순간 수치로 극단적이지만, 최근 20년간 최대풍속의 예측 정확도가 조금도 오르고 있지 않는 것이 사실이다. 하루 전의 예보와의 평균 오차를 보면, 1996년에는 약 4m였는데, 최근은 약 6m로 더 커졌다. 최악이었던 2008년에는, 7m이상이나 오차가 있었다.

태풍이 발달하는 해상의 관측점은 뜸하기 때문에, 어느 정도의 오차는 피할 수 없다. 풍속을 좌우하는 중심기압이 어떻게 되어 있는지, 진실은 아무도 알지 못하고, 주위의 데이터에서 추측하고 있는 것이 실정이다. 요코하마국립대학의 후데야스 교수는 “물의 상태변화를 모델화하는 데에, 연구자는 악전고투하고 있다.” 라고 말한다.

그래도, 오차가 작아지지 않는 것은 기묘하다. 이시하라 예보관은 “매년 다가 오는 태풍의 성격이 다르기 때문일지도 모른다.” 라고 말한다. 2008년에는 급속도로 발달하고 1일에 30헥토파스칼 이상이나 기압이 낮아지는 태풍이 많았다. 최근에는 이렇게 급속도로 발달하는 태풍이 늘어났기 때문에, 현행의 계산 모델이 통용되지 않는 경우가 눈에 띈다고 하는 의견도 있다.

그렇다고 하더라도, 연구자도 손을 놓고 있는 것은 아니다. 슈퍼컴퓨터「K」을 사용한 시뮬레이션으로 성과가 올라왔다.

류큐대학(琉球大学)의 이토 교수와 기상연구소, 해양연구개발기구는, 중심 부근의 구조를 재현하기 위해, 대기와 해양에 대해서 동시에 계산했다. 2009~2012년에 일본 주변을 통과한 태풍 34개를 대상으로 연구한 결과, 기압의 오차를 최대 40% 개선할 수 있었다.

또한, 멀리 떨어진 장소의 기압∙풍속∙기온 등의 관계를 상시 계산하고, 적은 관측 데이터를 최대한 활용하는「하이브리드 데이터 동화법」을 사용하면, 진로와 기압의 예보를 약 10% 개선할 수 있었다. 이토 교수는 “미래에는 일반적인 날씨 예보에 사용할 수 있는 수법을 만들고 싶다.” 라고 말한다.

교토대학의 모리노부 교수는, 2013년에 필리핀을 덮친 막대한 피해를 낸 태풍 하이옌에 대해서, 강풍에 의한 해일을 재현했다. 20킬로 간격의 데이터를 1킬로 간격으로 늘려서 계산한 것이 핵심이다. 모리 교수는 “사전 예측이 정확해지면, 인명 피해는 예방할 수 있다.” 라고 강조한다.

기상청은 계산성능이 약 10배 높아지는 차기 슈퍼컴퓨터를 2018년 6월 정도에 도입할 예정이다. 수치 모델의 극적인 개선은 기대할 수 없기 때문에, 과거의 통계를 분석하고, 다양한 성격의 태풍의 일생을 재현을 시도한다. 하이브리드 데이터 동화법도 실험 운용하고, 예보 정확도를 높여갈 생각이다.

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