기상위성과 슈퍼컴퓨터 활용으로 일기예보 정확도 향상

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기상위성과 슈퍼컴퓨터 K를 활용한 정확한 호우예측 기법 개발

관측성능이 대폭 향상된 기상위성 ‘히마와리 8호’의 데이터와 슈퍼컴퓨터를 활용하여 폭우 예상지역을 세밀하게 예측하는 기법을 일본 이화학연구소의 연구팀이 개발했다. 향후 집중호우 및 홍수가 예상되는 지역을 신속하고 정확하게 파악할 수 있을 것으로 기대된다.

3년 전부터 운용중인 기상위성 ‘히마와리 8호‘는 지구 전체를 촬영하는 빈도가 기존의 30분 1회에서 10분에 1회로 늘었고, 센서의 성능 향상으로 데이터 전송량이 기존의 약 50배로 증가했다.

이화학연구소와 기상청 기상연구소 팀은 이러한 방대한 데이터를 슈퍼컴퓨터 ‘케이(京: K computer)’를 통해 처리하여 호우 지역을 정확하게 예측하는 기법을 개발했다고 발표했다.

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연구팀은 3년전의 ‘간토 도후쿠 폭우’를 샘플로 시뮬레이션 한 결과, 기존 방식은 12시간 뒤의 강우지역 범위가 실제보다 서쪽으로 100km정도 어긋났지만 새로운 기술은 실제 비가 내리는 지역과 거의 같은 범위에서 폭우를 예상했다.
이 밖에 현재는 예측이 어려운 태풍의 급속한 발달에 대한 예측도 정확도가 크게 향상 될 것이라고 했다.

하지만 이러한 예측기법을 기상청의 예보시스템에 적용하는 것은 기술적으로 문제가 있어 실용화까지는 시간이 걸릴 것으로 보인다.

이화학연구소의 미요시 타케마사(三好建正) 팀장은 “한시라도 빨리 이 기술을 실용화하여 호우 및 산사태 같은 재해예방에 도움이 되도록 노력하겠다”고 말했다.

일본의 슈퍼컴퓨터 케이(K)

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케이(京: K computer)는 고베 이화학연구소 계산과학연구기구에 설치되어 있는 슈퍼컴퓨터의 이름이다. 일본 문부과학성의 차세대 슈퍼컴퓨터 프로젝트의 일환으로 이화학연구소와 후지쯔가 공동 개발했다. 케이는 부동 소수점 연산을 초당 1경회 실행하는 처리 능력 (10 페타플롭)에서 유래한다.
총개발비 1,120억엔을 투입했으며, 2012년 6월에 완성하여 9월부터 운용을 개시했다.

슈퍼컴퓨터의 개발에는 과학 및 공학을 응용한 최첨단 기술력이 필요하다. 일본은 이 분야에서 세계 최고 수준이다. 선진국들은 국력 향상에 직결된 사업으로 여기고 슈퍼컴퓨터 개발에 많은 투자를 하고 있으며 성능은 매년 1.8배 정도의 빠른 속도로 향상되고 있다. 연구 개발을 게을리하면 바로 뒤쳐지는 것이 슈퍼컴퓨터의 세계다. 현재 일본은 2020년 가동을 목표로 새로운 슈퍼컴퓨터 개발 프로젝트를 진행하고 있다.

슈퍼컴퓨터 성능 기상위성과 슈퍼컴퓨터 활용으로 일기예보 정확도 향상

슈퍼컴퓨터 케이는 국제적인 슈퍼컴퓨터 처리속도 랭킹 중 주변기기를 포함한 시스템 전체의 성능 밸런스를 평가하는 ‘HPCG (High Performance Conjugate Gradient)’에서 3분기 연속 세계 1위를 차지했다. 산업이용 등에서 처리능력을 경쟁하는 랭킹으로, 이화학연구소 계산과학연구기구는 실제 연구와 제품개발에서 가장 성과를 낼 수 있다는 것이 증명되었다고 밝혔다.

빅데이터 처리 (대규모 그래프 분석)에 대한 슈퍼컴퓨터의 국제적인 성능 순위인 Graph500에서 슈퍼컴퓨터 케이는 2017년 6월에 이어 6분기 연속 (통산 7기) 1위를 차지했다.

슈퍼컴퓨터 케이 일반공개

2020년을 목표로 새로운 슈퍼컴퓨터 개발

일본은 2020년 가동을 목표로 세계에서 가장 빠른 슈퍼컴퓨터를 개발하고 있다. 플래그쉽(Flagship) 2020이라는 문부과학성 프로젝트로 진행되는 이 슈퍼컴퓨터는 K보다 100배 더 빠른 처리 속도를 내는 것을 목표로 개발을 진행중이다.
포스트 K가 완성되면 K컴퓨터에서 1년 걸리는 문제를 며칠만에 풀 수 있게 된다. 생명과학, 재해예방 및 환경, 에너지, 제조업, 기초물리분야의 과제 해결 등 활용범위가 더욱 확대된다. [홈페이지]

미국, 일본, 중국 등 세계 각국들은 가장 빠른 슈퍼컴퓨터를 개발하기 위해 경쟁하고 있다. K컴퓨터는 2011년에는 세상에서 가장 빠른 슈퍼컴퓨터였지만 지금은 중국의 선웨이 타이후 라이트(Sunway TaihuLight)가 가장 빠른 슈퍼컴퓨터다. 최신 데이터인 2017년 11월 기준 슈퍼컴퓨터 10위안에 일본 3대, 중국 2대, 미국 4대, 스위스 1대가 랭크되어 있다. [슈퍼컴퓨터 Top500]