앞으로 1년간 전개될 날씨를 정확하게 알 수 있다고 가정해 보자.기상으로인한 모든 재해를 예방하는 것은 물론 날씨 변화에 맞게 물품의 생산량과 생산시기를 조절할 수도 있다.날씨 때문에 휴가나 여행을 망치는 일도 없어진다.

그러나 불행하게도 날씨를 정확하게 알아 맞추는 것은 ‘신의 영역’에 속한다고 대기과학자들은 얘기한다.과학과 기술의 발전,기상학자들의 노력이날씨 예측의 정확도를 크게 향상시킨 것은 사실이지만 대기의 불규칙한 변화에 의해 나타나는 변화무쌍한 날씨를 예보하는 것은 여전히 ‘부정확한 예측’의 대명사로 일컬어지고 있다.날씨를 정확히 예측하기란 불가능한 것일까? 일기현상의 과학적 분석노력 주술이나 경험에 의존하던 일기현상에 대해과학적인 분석이 시작된 것은 대기상태를 관측할 수 있는 근대적인 측량기기들이 발명되면서 시작됐다.

인류가 바다로 진출하면서 일기현상을 예측하고 과학적으로 설명하려는 노력이 계속됐지만 20세기 초까지의 날씨는 주로 경험에 의해 예측됐다.경험에 의한 예측은 그러나 아주 제한적이어서 모든 날씨에 적용할 수 없다.

과학자들은 대기의 변화에 따라 나타나는 기상변화를 예측하는데 수학과 물리학,역학 이론을 적용하기 시작했다.1922년 영국의 리처드슨은 날씨가 미·적분 방정식에 의해 수치적으로 계산될 수 있다는 것을 보여줬다.기상학자줄 차니와 수학자 폰 노이만은 1950년 인류 최초의 컴퓨터 에니악(ENIAC)으로 세계 최초의 24시간 날씨 예보를 시도했다.에니악에 의한 날씨예보 실험의 성공으로 날씨 예측의 문제는 결정론적 방법으로 가닥을 잡았다.

수치예보의 한계 수치예보란 대기를 정육면체로 이루어진 가상의 격자식그물로 구분해 놓고 각 점에 기초 관측자료를 입력시켜 예측결과를 뽑아내는 방식이다.수치예보는 현재까지 예보를 향상시킬 수 있는 유일한 수단으로여겨진다.

반면 대기의 모든 물리현상을 정확히 표현하는 것은 불가능하기 때문에 수치예보에는 한계가 있다.대기는 예측이 어려운 카오스(혼돈)현상이 나타나는 비선형 행태의 속성을 지닌다.공기라는 유체가 무작위로 움직이는 대기에서 똑같은 상황은거의 일어나지 않는다.해양,고원,산,빙하,사막 등의 관측자료를 골고루 얻을 수도 없다.초기자료에 오차가 포함되는 한 완전한 예측은불가능하다.

산적한 연구과제들 과학자들은 수많은 불명확함이 존재함에도 불구하고 예측결과를 실제에 최대한 가깝게 풀어내려는 노력을 기울여 왔다.새로운 방정식의 도입과 정확도를 높이는 수치 해법으로 계산오차를 줄였고,정확도가 높은 관측장비,레이더 및 인공위성 등의 첨단 관측장비 이용으로 관측자료의분포 및 정확도도 증가했다.기하급수적을 증가한 컴퓨터의 계산능력과 저장능력이 날씨의 예보향상에 크게 기여했다.

하지만 아직까지 허리케인,토네이도,태풍,지진,국지적인 집중호우,가뭄 등복잡한 상호작용에 의해 일어나는 자연현상에 대한 예측은 과제로 남아 있다.

함혜리기자