미국 전역을 덮친 폭풍우를 앞두고, 일부 지역의 기상 예보가 너무 광범위하여 강설 예측치가 들쑥날쑥한 상황이었다.
이러한 시기에 엔비디아(Nvidia)가 새로운 Earth-2 기상 예측 모델을 공개한 것은 절묘했다. 아니, 회사가 이 신규 모델이 얼마나 정확하다고 주장하는지를 감안할 때, 어쩌면 우리보다 무언가를 알고 있었던 것일까?
이 새로운 AI 모델들은 기상 예측을 더욱 빠르고 정확하게 만들 것이라 약속한다. 엔비디아는 특히 Earth-2 Medium Range 모델이 구글 딥마인드(Google DeepMind)의 AI 기상 모델인 GenCast보다 70가지가 넘는 변수에서 우수하다고 주장한다. GenCast는 구글이 2024년 12월에 공개한 모델로, 그 자체만으로도 최대 15일까지의 예보를 생성할 수 있는 기존 기상 모델보다 월등히 높은 정확도를 자랑했다.
엔비디아는 지난 월요일 휴스턴에서 열린 미국기상학회(American Meteorological Society) 회의에서 새로운 도구들을 발표했다.
엔비디아의 기후 시뮬레이션 책임자인 마이크 프리처드(Mike Pritchard)는 회의 전 기자들과의 통화에서 "철학적으로나 과학적으로나, 이는 단순성으로의 회귀입니다. 우리는 수작업으로 제작한 틈새 AI 아키텍처에서 벗어나, 단순하고 확장성이 뛰어난 트랜스포머(transformer) 아키텍처의 미래로 나아가고 있습니다"라고 말했다.
전통적으로 대부분의 기상 예보는 실제 세계에서 관찰되는 물리 시뮬레이션에 기반한다. AI 모델은 상대적으로 최근에 추가된 분야이다. Earth-2 Medium Range 모델은 Atlas라는 새로운 엔비디아 아키텍처를 기반으로 하며, 엔비디아는 이 아키텍처에 대한 세부 정보를 월요일에 공개할 것이라고 밝혔다.
Medium Range 모델 외에도, 엔비디아의 Earth-2 제품군에는 Nowcasting 모델과 Global Data Assimilation 모델이 포함되어 있다.
Nowcasting은 0시간부터 6시간까지의 단기 예측을 제공하며, 기상학자들이 폭풍이나 기타 위험 기상 현상의 영향을 예측하는 데 도움을 주는 것이 목표다.
프리처드에 따르면, "이 모델은 지역별 물리 모델 결과에 의존하기보다는 전 지구적으로 이용 가능한 정지궤도 위성 관측 자료를 기반으로 훈련되었기 때문에, Nowcasting의 접근 방식은 위성 커버리지가 확보된 행성 어디에서든 적용할 수 있습니다." 이는 주 정부나 소규모 국가의 정부가 악천후 시스템이 해당 영토에 미칠 영향을 이해하는 데 도움을 줄 것이다.
Global Data Assimilation 모델은 기상 관측소나 기구 같은 출처의 데이터를 활용하여 전 세계 수천 지점의 기상 상태에 대한 연속적인 스냅샷을 생성한다. 이 스냅샷은 기상 모델이 예측을 수행하는 출발점 역할을 한다.
기존 방식에서는 이러한 스냅샷을 확보하는 것 자체가 예측 작업을 시작하기 전에 엄청난 컴퓨팅 능력을 요구했다. 프리처드는 "이는 기존 기상 예측의 전체 슈퍼컴퓨팅 부하량의 약 50%를 소모합니다. 하지만 이 모델은 슈퍼컴퓨터로 몇 시간이 걸리던 작업을 GPU에서 단 몇 분 만에 처리할 수 있습니다"라고 설명했다.
이 세 가지 신규 모델은 기존의 두 모델, 즉 거친 격자 예보를 이용해 빠르고 고해상도의 예측을 생성하는 CorrDiff와 온도, 바람, 습도 같은 개별 기상 변수를 모델링하는 FourCastNet 3에 더해졌다.
프리처드는 이 새로운 모델들이 역사적으로 막대한 슈퍼컴퓨터 사용료를 지불할 수 있는 부유한 국가나 대기업의 영역이었던 강력한 기상 예측 도구에 더 많은 사용자들에게 접근 기회를 제공할 것이라고 강조했다.
프리처드는 "이것은 국가 기상 서비스, 금융 서비스 회사, 에너지 회사 등 생태계 내 모든 주체—날씨 예측 모델을 구축하고 개선하고자 하는 누구나—에게 사용되는 기본적인 구성 요소를 제공합니다"라고 말했다. 이미 일부 도구는 실제로 사용되고 있다. 예를 들어, 이스라엘과 대만의 기상학자들은 Earth-2 CorrDiff를 사용하고 있으며, 더 웨더 컴퍼니(The Weather Company)와 토탈에너지스(Total Energies)는 Nowcasting을 평가 중이라고 엔비디아가 밝혔다.
프리처드는 "일부 사용자들에게는 기업 중앙 집중식 기상 예측 시스템을 구독하는 것이 합리적일 수 있습니다. 하지만 국가 같은 다른 주체들에게는 주권이 중요합니다. 날씨는 국가 안보 문제이며, 주권과 날씨는 분리할 수 없습니다"라고 덧붙였다.