AI 시스템, 아시아에서 더 높은 정확도로 모래 폭풍 예측

봄은 전 세계적으로 아름다운 계절로 간주되지만, 많은 아시아 국가들은 매년 봄에 모래 폭풍 문제를 겪습니다. 3월, 중국의 일부 지역에서는 빠른 바람이 시간당 100킬로미터에 도달할 수 있으므로 사람들이 빨리 나가지 말라는 경고를 받았습니다.

먼저 중국의 내몽골이 모래 폭풍의 영향을 받았고, 그 다음에는 베이징에서 경보가 발령되어 창문을 닫고 안에 머물러야 했습니다. 이는 폭풍이 중국의 내몽골 평원과 몽골의 일부 지역을 통과한 후 도시에 도달했기 때문입니다. 많은 경우, 하늘이 노랗고 어두워지면서 폭풍 동안 가시거리가 90미터 미만으로 감소했습니다.

중국 기상학자들과 과학자들은 1990년대부터 시작하여 몇 가지 예측 시스템을 개발해 왔습니다. 그러나 그들은 먼지가 처음 어디서 포착되는지, 얼마나 많은 양인지, 그리고 폭풍이 한 지역에서 다른 지역으로 진행됨에 따라 어떻게 변화하는지에 대해 더 나은 아이디어와 더 정확한 정보를 얻기 위해 노력을 강화하고 있습니다. 그들이 의존하는 시스템도 모든 시스템이 그렇듯이 자체 오류가 있습니다.

아시아 연구원들과 과학자들은 매년 직면해야 하는 이 현상에 대해 더 나은 추정과 예측을 얻기 위해 기후 모델링과 이제 인공 지능을 활용하고 있습니다. 이러한 기후 조건에는 경제적 결과가 있으며, 더 나은 예측을 통해 매년 수백만 달러를 절약할 수 있습니다. 한 분기 만에 인프라, 농장 및 주택 단위에 대한 손실을 포함하여 손실이 400만 달러 이상에 달할 수 있는 것으로 추정됩니다.

원인, 출처 및 결과

아프리카의 사하라 사막은 세계 최대의 사막이자 이러한 폭풍의 최대 모래 공급원입니다. 아시아에서는 고비 사막이 몽골과 중국에 걸쳐 있는 최대 공급원 중 하나입니다. 이제 과학자들은 인공 지능에 기반한 모래 폭풍 예측 솔루션을 개발하고 있습니다. 중국 연구자들은 이미 위성 및 지상 관측 센터를 통한 예측을 위해 활용하는 모래 폭풍에 대한 상당한 데이터를 보유하고 있으며, 또한 다양한 유형의 시뮬레이션 모델의 데이터도 활용합니다.

빠른 바람이 건조한 지역을 지나갈 때, 지면에서 먼지 입자를 공중으로 들어 올려 최대 1500미터 높이까지 올리고 한 지역에서 다른 지역으로 가져갑니다. 전문가들에 따르면, 먼지와 공기의 빠른 이동 조합은 상당히 긴 거리를 이동할 수 있습니다. 또한 그들은 독성인 박테리아와 금속 입자를 먼지와 함께 운반하며, 이 조합은 사람의 건강과 환경 모두에 매우 해롭습니다.

이러한 폭풍 동안 사망률은 바람으로 인한 사고뿐만 아니라 심혈관 및 호흡기 질환으로 인해 증가합니다. 심혈관 문제에서의 사망률은 25% 증가하고, 호흡기 문제에서의 사망률은 18% 증가합니다.

이러한 모래 폭풍에는 기후적 비용도 있으며, 추정에 따르면 이들은 물과 토양의 영양을 감소시켜 작물 수확량 감소로 이어질 수 있습니다. 몽골은 이러한 폭풍으로 인해 작물 수확량이 24% 감소할 것으로 추정합니다. 전 세계적으로 매년 3억 3400만 명이 모래 폭풍의 영향을 받습니다.

먼지 폭풍 예측을 위한 AI 시스템

중국 AI 시스템은 중국, 타지키스탄, 파키스탄을 포함한 아시아 13개국에서 먼지 폭풍을 시간 단위로, 기존보다 12시간 더 빠르게 예보할 수 있습니다. 지난해 시범 운영 당시 AI 기반 시스템은 비AI 기반 시스템 대비 오류율이 13% 낮아 더 우수한 결과를 보였습니다. 연구진은 대중이 적시에 먼지 폭풍 예보 및 경보를 받을 수 있도록 이러한 시스템을 모바일 앱으로 제공하는 작업도 진행 중입니다.

중국 과학자들은 DAPS(먼지 동화 및 예측 시스템)라는 시스템을 개발했습니다. 이 시스템은 48시간 예보를 제공할 수 있습니다. 이 시스템은 관측 데이터를 AI 모델 계산과 통합하여 예보의 정확성을 높이는 데이터 동화 과정을 활용합니다. 이 시스템은 과정을 거의 자동화합니다. 딥러닝 알고리즘은 관측 데이터의 편향을 제거하여 예측에 사용됩니다. 이 시스템은 중국, 몽골, 일본, 한국 및 북한에 대한 예보를 제공하는 데 유용하며, 폭풍의 밀도와 먼지가 다양한 지역에 어떻게 퍼질지에 대한 세부 정보를 제공합니다.

기후 변화도 기상 조건 악화에 영향을 미치지만, 바람 순환 패턴을 변화시키는 기상학적 현상인 북극 증폭(Arctic amplification)은 남아시아와 서아시아의 먼지 농도를 낮추는 결과를 낳았습니다. 그러나 동일한 현상은 파키스탄의 먼지 상황을 악화시켰는데, 파키스탄의 주요 도시인 카라치와 라호어는 공기 질이 저하되어 종종 세계에서 가장 유독한 공기를 기록하며 상위 10위권에 오르기도 합니다.

나무 식재는 먼지 폭풍의 주요 원인인 토지 사막화를 통제하는 데 중요한 역할을 합니다. 먼지 폭풍은 주로 개발이 덜 된 외딴 지역에 영향을 미친다는 점에 동의합니다. 정부 지원을 받아 사막화 방지 노력을 강화하고 기술 발전을 통해 폭풍의 영향을 줄이고 먼지 농도를 낮춰야 합니다.