[환경과학원] 인공지능으로 오존예보 정확도 높인다
5월 21일부터 오존예보에 인공지능(AI) 예측기술 시범 도입
계절관리 기간 미세먼지 예보정확도 85% 수준으로 상승

환경부 소속 국립환경과학원(원장 장윤석)은 미세먼지 계절관리기간(12~3월) 예보제 운영 결과를 점검하고, 오는 5월 21일부터 오존예보제에 인공지능 예측기술을 활용한 오존 예보관을 시범 도입한다.

이번 오존 예보관 시범 도입은 국민에게 보다 정확한 예보정보를 제공하기 위한 정부혁신 과제 중 하나다.

오존 예보관에 활용되는 인공지능 기술은 최근 4년간(2015~2018년)의 대기질·기상 관측 및 예측자료 등으로 구성된 거대자료(빅데이터)를 ‘기계학습 연산과정(머신러닝 알고리즘)’으로 학습시켜 3일간의 오존 농도를 예측하는 것이다.

인공지능(AI, Artificial Intelligence)은 인간의 지적능력을 컴퓨터로 구현하는 기술로서, 상황을 인지하고, 이성적‧논리적으로 판단‧행동하며, 감성적‧창의적인 기능을 수행하는 능력까지 포함한다.

국립환경과학원 연구진이 이 기술을 사전에 적용한 결과, 관측값과의 상관성(R), 정합도(IOA) 모두 인공지능이 기존에 활용되던 수치모델 결과보다 높아 예측성능이 좋은 것으로 나타났다.

상관성은 CMAQ(0.66)보다 AI(0.80)가 높았으며, 정합도 또한 CMAQ (0.76)보다 AI(0.90) 높다.

상관성(R)과 정합도(IOA)는 모델예측값이 측정값의 경향성을 잘 모의하는지에 대한 지표로 1에 가까울수록 모델이 실제 현상을 잘 모의하는 것을 의미한다.

인공지능을 활용한 오존 예보관 시범 운영은 올해 10월까지이며 내년 5월부터 본격적으로 운영될 예정이다.

국립환경과학원은 시범 운영 기간 동안 정확한 오존 예보정보 제공을 위해 고도화 및 시스템 개발 등을 지속적으로 추진할 계획이다.

또한, 미세먼지 예보에 대해서도 인공지능을 활용한 예측시스템을 개발하고 있으며, 2022년부터 예보에 활용할 계획이다.

한편, 미세먼지 예보제는 운영 초기인 2015년 약 70% 수준이던 고농도 초미세먼지(PM2.5) 예보 정확도가 지난해에는 약 79%로 향상된 것으로 나타났다.

특히 미세먼지 계절관리제가 처음 시행된 지난해 12월부터 4개월간의 예보정확도는 약 85% 수준으로 전년 같은 기간 80%보다 5%p 향상됐다.

대기질 예보제는 2014년 2월 미세먼지(PM10)를 시작으로 점차 범위를 넓혀 초미세먼지(PM2.5)와 오존(O3)으로(2015년~), 예보기간(PM10, PM2.5)은 기존 2일에서 3일로 확대되었다.

예보의 정확도도 지난 5년의 운영기간을 거치면서 예측모델·시스템 개선, 예보관들의 운영 경험들이 축척되어 점차 향상되고 있다.

특히, 계절관리제 첫 시행을 앞둔 지난해 11월 27일부터는 국민건강 보호와 고농도 미세먼지 사전 대비 등을 위해 예보기간을 더욱 늘린 초미세먼지 주간예보(7일)를 시범 운영하고 있으며, 올해 6월부터 정식으로 운영할 예정이다.

김영우 국립환경과학원 기후대기연구부장은 “인공지능 오존 예측기술 도입으로 보다 정확한 예보정보를 제공할 수 있게 되었다”라며, “미세먼지 시즌에 대한 대응 체계를 이제 고농도 오존 시기에 대한 대응 체계로 전환하여 국민들이 안심하고 일상생활을 할 수 있도록 지속적으로 노력하겠다”라고 밝혔다.