일기예보를 못 믿겠다고? 몰라도 너무 모르는 날씨 예측의 세계
일기예보에 대한 우리의 오해 그리고 날씨 예측에 관해 우리가 알고 싶은 모든 것

매일 아침 일기예보를 확인하고 그에 따라 하루를 계획하고 행동을 맞춘다. 우산을 챙겨 나가고, 예정된 행사를 준비하며, 다가올 재난에 대비하고, 농작물과 에너지 시장의 흐름을 예상하고, 전 세계의 기후 변화에 대해 우려한다. 일기예보는 실로 우리 삶에 큰 영향을 미치고 있다. 그렇다면 날씨는 어떻게 예측하는 것일까? 사람들은 일기예보의 정확성을 두고 비아냥과 조롱을 쏟아붓지만, 과학적으로는 ‘인간이 만들어낸 가장 위대한 창조물 중 하나’, ‘현대 세계의 가장 놀라운 성과, 하지만 가장 저평가된 것 중 하나’라는 타이틀을 붙여도 충분하다. 지은이는 이 책에서 바로 이 가장 위대한 창조물 중 하나인 날씨 기계, 즉 대기과학자, 위성, 외교관, 관측자 등이 협력하여 만드는 시스템 혹은 전 지구적 네트워크인 날씨 기계의 기원과 역사를 추적하고 소개한다. 일기예보에 대한 우리의 오해 그리고 날씨 예측과 관련해 우리가 알고 싶은 이야기를 흥미진진하게 풀어낸다.

인류가 만들어낸 가장 위대한 창조물 중 하나, 날씨 예측을 향한 150여 년의 여정

맑음, 구름, 바람, 폭우, 가뭄, 태풍, 눈보라…. 날씨는 각자 사는 곳에서 만나는 하나의 개인적 경험이다. 같은 시간이라도 지역에 따라 그곳의 대기 상태에 따라 경험하는 날씨가 다르다. 모든 과학이 그렇듯 날씨와 관련된 대기과학 역시 이런 개별적 경험을 하나의 보편적 실험, 객관적 결과와 예측으로 바꾸는 데서 시작한다. 그렇다면 어디서부터 시작할까?
책은 미국 전역에서 전신을 통해 올라온 날씨 상황을 스미스소니언 박물관의 로비에 현황판을 만들던 때부터 출발해 정교한 대기 모형과 엄청난 연산능력을 자랑하는 슈퍼컴퓨터, 지구 곳곳에 포진해 있는 관측소를 통해 일주일 후의 날씨까지 내다볼 수 있는 현대까지 약 150여 년의 역사를 두루 훑는다.
그날그날의 날씨 양상보다는 일종의 방정식을 통해 대기의 흐름이나 미래의 날씨를 예측하려 했던 대기과학자 비에르크네스, 커다란 콘서트홀에 수백 명의 계산원을 모아 놓고 전 지구의 날씨를 계산 예측하려 했던 루이스 리처드슨, 전략적 이유에서 북아메리카에 무인 기상관측소를 비밀리에 세웠던 나치 그리고 2차 세계대전을 거치면서 급격한 발전을 이룬 로켓 기술을 통한 위성 제작 등 대기과학에서 핵심적인 장면으로 손꼽을 만한 사건들을 흥미롭게 되짚는다. 이 150여 년의 역사를 거치면서 날씨는 특정 장소에서 겪는 개인적 경험이 아니라 매일 쉽게 재현 가능한 과학 실험이 되고, 날씨 관측은 하나의 전 지구적 시스템으로 변모하며, 슈퍼컴퓨터와 위성이라는 강력한 도구를 갖추게 되었다.
이처럼 일기예보의 역사를 되짚는 지은이는 날씨 예측이 대기과학자와 위성제작자, 데이터 과학자, 관측자 등 수많은 사람이 만들어낸 결과물이며, 수많은 나라가 참여하고 있는 전 지구적 협력의 산물이라고 지적한다.
2022년 여름 서울에는 115년 만의 기록적 폭우가 쏟아졌고, 유럽에서는 500년 만의 최악 가뭄이 찾아왔다. 지구 반대편에서 벌어진 이 두 사건을 우리는 별개라고 생각하지는 않는다. 하늘과 대기에는 경계가 없다. 가뭄, 한파, 폭우가 국지적이고 개별적인 경험, 혹은 각 지역의 놀라운 기상 상태가 아니라 서로 연결된 광범위한 하나의 사건으로, 지구상의 드넓은 영역에 걸친 날씨 패턴인 것이다.

‘바보야, 문제는 정확성이 아니야!’

사람들은 ‘정확한’ 일기예보를 원한다. 일기예보는 얼마나 정확해질 수 있을까? 아니 얼마나 정확해야 좋은 일기예보라고 할 수 있을까? 열흘 후의 날씨를 정확하게 예측하면 정확한 일기예보라고 할 수 있을까?
지구 곳곳에서 이루어지는 관측, 정밀한 대기 모형, 슈퍼컴퓨터를 통해 루이스 프라이 리처드슨이 꾸었던 날씨 예측의 꿈은 엄청난 진전을 이루었다. 오늘날은 6~7일 후의 날씨도 곧잘 정확하게 예측한다. 그러나 날씨 예측이 정확성만이 능사일까? 지은이는 기상청 과학자의 말을 빌려 이렇게 말한다. “우리의 과학은 오랫동안 이렇게 말했지요. ‘우리는 다만 정확성에 집중할 것이고 그래서 정확성의 유토피아에 이르면 사회는 잘 돌아갈 것이다.’ 하지만 알고 보니 그건 완전히 빗나간 생각이었습니다.”(204쪽) 복잡계인 날씨는 위성과 슈퍼컴퓨터 그리고 수백 명의 과학자들이 참여해 예측을 해도 완벽하지는 않으며, 시간적으로 상당히 제한적이다. 여기서 지은이는 날씨 예측의 정확성만큼이나 ‘소통’이 중요하다고 말한다. “예보에는 내재 가지가 없다”라는 저명한 기상학자 앨런 머피의 말은 예보에서 정확도보다 예보를 통해 결정을 내리는 데 어떻게 소통하고 도움을 줄 것인가가 중요하다는 말을 상징적으로 드러낸 말이다.
“내가 매일 통근하는 사람이라면, 일하러 가면서 우산을 챙겨야 할까? 내가 지역 시정 책임자라면, 닥칠지 모를 허리케인에 대비해 해안 도시에 대피 명령을 내려야 할까? 내가 국제 구호 요원이라면, 지속적인 가뭄이 시작되기 전에 구호 조치를 준비해야 할까?”(205쪽) 이런 의문을 가진 사람들이 의사결정을 하는 데 도움이 되도록 하는 게 일기예보의 목적이라는 이야기다.

누가 데이터를 소유할 것인가?

날씨는 경계가 없는 대기의 움직임의 산물이다. 또한, 기후 변화로 인해 그 어느 때보다 지구적 차원의 네트워크가 중요한 시대이다. 그러나 지난 150년의 역사를 거치며 형성된 날씨 기계는 자체 위성을 쏘아 올리고 대규모 기상 센터를 운영하는 부유하고 힘 있는 나라들과 그렇지 못한 나라들의 의존적 관계에 기반하고 있다. 이런 맥락에서 지은이는 질문한다. “누가 데이터를 소유할 것인가? 정부 소속의 기상청은 150년의 역사를 자랑하며 데이터를 공유하고 기상 서비스를 무료로 제공해왔다. 하지만 관측이 민간 네트워크에 의해 이루어지고 구글, IBM 또는 아마존 같은 거대 회사들에 의해 수집된다면, 그런 공공성은 더 이상 유지될 수 없다. 날씨 기계는 이제는 낡은 국제 협력에 바탕을 두고 있다.”(216~217쪽) 이 낡은 질서는 어떻게 변화해야 할까? 지은이는 냉전이 한창이고 군비경쟁으로 대립하던 지난 시대에도 대기과학과 기상 정보는 전 지구적 협력과 공유의 네트워크를 이끌어내는 중요한 역할을 했음을 상기시킨다. 날씨 예측의 정확도를 높이려 방정식을 만들고 모형을 만드는 대기과학자, 예보를 보고 결정을 내리는 수많은 사람에게 도움을 주는 예보자 그리고 각 나라를 대표해 전 지구적 협력을 모색하는 날씨 외교관들의 노력으로 낡은 관계를 새롭게 할 방법을 찾을 수 있을 것이라 기대하는 듯하다.
흥미진진한 역사 이야기 중간중간 대기 모형, 시뮬레이션, 데이터 동화, 인공위성 운행 원리 등 만만치 않은 개념들이 나오긴 하지만 현장에서 뛰는 수많은 사람을 만나서 나눈 생생한 이야기와 탄탄한 스토리텔링, 깊은 이해에서 나오는 명쾌한 해설이 그 어려움을 충분히 상쇄하고도 남는다.

프롤로그 008

1부 계산

1. 날씨를 계산하기 019
2. 예보 공장 043

2부 관측

3. 지상의 날씨 061
4. 내려다보기 081
5. 둘러보기 105
6. 발사 121

3부 시뮬레이션

7. 산꼭대기 143
8. 유로 154
9. 앱 186
10. 좋은 예보 200

4부 보존

11. 날씨 외교관들 209

감사의 말 231
미주 233