시사위크=박설민 기자 전 세계 곳곳이 태풍 피해로 몸살을 앓고 있다. 지난달 30일 제10호 태풍 ‘산산’은 일본 전역에서 사망 8명, 실종 1명, 부상 127명의 인명피해와 1억 달러가 넘는 금전적 피해를 입혔다. 산산에 이어 발생한 11호 태풍 ‘야기’는 12일 베트남을 강타, 사망 375명 이상, 실종 171명 이상이 발생했고 피해총액은 97억9,000만달러에 달하고 있다.
이처럼 매년 발생하는 태풍은 막대한 피해를 입힌다. 우리나라 역시 태풍으로 큰 피해를 보는 국가 중 한 곳이다. 기상청 통계에 따르면 2021년 기준 10년 간 평균 피해 금액은 3,883억원. 2020년엔 그보다 3.2배 증가한 1조2,585억원에 달한다. 인명피해도 심각하다. 행정안전부에 따르면 최근 10년(2013~2022년) 동안 발생한 태풍 인명피해는 연평균 약 30명 수준이다.
문제는 갈수록 태풍 피해가 더욱 커질 수 있다는 점이다. 전문가들은 지구 기후변화가 가속화되면서 태풍 발생 빈도 및 성장 규모가 증가할 수 있다고 우려한다. 이에 따라 태풍 피해를 최소화할 수 있는 새로운 대응책 마련이 시급해지고 있다.
◇ 태풍, 점점 더 많이, 크게 발생한다
태풍 발생 빈도와 규모 증가의 범인으로 지목되는 것은 ‘지구온난화’다. 뜨거워진 바닷물과 수증기가 태풍의 에너지원 역할을 해 태풍이 더 자주, 강하게 발생한다는 것이다. 이는 단순한 ‘주장’에 그치지 않는다. 실제 최근 국내 연구진이 최근 태풍 발생 기전을 분석한 결과, 뜨거운 바닷물이 태풍 발생에 결정적이라는 사실을 밝혀냈다.
12일 한국해양과학기술원(KIOST)에 따르면 박명숙 해양위성센터 책임연구원팀이 태풍이 고수온 해역을 지나면서 급격히 덩치가 커진다는 사실을 증명했다. 해당 연구는 ‘네이처(Nature)’의 지구·환경 전문 국제 학술지 ‘커뮤니케이션즈 어스 앤 인바이런먼트(Communications Earth & Environment) 2월호에 게재됐다.
KIOST 연구진은 1982년부터 2019년까지 38년간 발생한 312개의 태풍을 분석했다. 분석 태풍은 고수온 해역을 지나는 128개의 태풍과 일반 해역을 지나는 184개의 태풍이이었다. 그 결과, 고수온 해역을 지난 태풍이 일반 해역을 지난 태풍보다 평균 최대 강도가 35% 이상 강해진 것으로 나타났다. 강수량도 1.5~2.5배 증가했다.
이는 ‘수분 불균형(Moisture Disequilibrium)’ 현상 때문이다. 태풍이 고수온 해역을 지나면 따뜻한 바닷물과 대기 사이에 온도차가 발생하고, 바닷물이 수증기로 변해 태풍 속으로 빠르게 빨려 들어간다. 이렇게 되면 대기 아래층에 형성된 태풍의 중심에 많은 양의 수증기가 유입된다. 많은 수분을 먹은 태풍 속에선 강한 비구름 떼와 강수를 동반한 ‘저기압성 소용돌이(Vortical Hot Tower)’가 발생해 기존 태풍의 순환이 강화되는 것이다.
이희승 KIOST 원장은 “점차 심각해지는 기후위기발 태풍 피해를 막기 위해선 지속적으로 해양과 대기 현상을 주의 깊게 관찰해야 한다”며 “기후변화 대응을 위해 관련 연구결과들이 실제 정책 수립에 적극 활용될 수 있도록 해야 한다”고 밝혔다.
◇ 더욱 강력해지는 ‘슈퍼태풍’의 위협
일반 태풍보다 훨씬 큰 규모의 ‘슈퍼태풍(Super Typhoon)’의 출현이 잦아지고 있다는 것도 우려되는 점이다. 슈퍼태풍은 1분 간 지속되는 풍속 최대값이 초속 67m 이상인 태풍이다. 풍속값은 미국 합동태풍경보센터(JTWC)의 데이터를 기준으로 한다. 풍속이 초속 67~70m인 슈퍼태풍은 ‘4등급’, 그 이상인 태풍은 ‘5등급’으로 분류된다.
한국 기상청에서는 공식적으로 슈퍼태풍이란 용어를 사용하진 않는다. 대신 ‘초강력 태풍’이라는 등급이 있다. 최근 국내서 급증하는 초강력 태풍 발생 빈도를 반영, 기상청에서 2020년 신설했다. 기준은 중심기압 915hPa, 10분 풍속 초속 55m 이상일 경우다. 2022년 발생한 태풍 ‘힌남노’가 초강력 태풍에 속한다.
국내서 초강력 태풍 발생 빈도는 2023년 들어 크게 늘고 있다. 기상청 국가태풍센터가 6월 발표한 ‘2023년 태풍 분석보고서’에 따르면 2023년 북서태평양에서 발생한 태풍의 최대 발달 강도 분포는 △초강력 (2개, 11.8%) △매우 강 (5개, 29.4%) △강 (2개, 11.8%) △‘중’ 3개(17.6%) △약 (5개, 29.4%)였다. 평년 대비 ‘중’ 이하 강도 태풍 발생 빈도는 비슷했다. 하지만 ‘매우 강’, ‘초강력’은 평년(각각 22%, 6.6%)보다 훨씬 많았다.
초강력·슈퍼태풍 빈도수가 늘어나는 것 역시 지구온난화가 영향을 미쳤다. 한국의 KIOST, 미국 해양대기청(NOAA), 유럽중기기상예보센터(ECMWF) 등 국제 연구진이 지난 3월 공동 발표한 연구에 따르면 슈퍼태풍은 북위 8도∼17도 사이 구간에서 흐르는 북적도해류의 높은 해양열용량과 적도수렴대에서 발생한 저염수로 인한 밀도차로 발생한다. 쉽게 말해 26도 이상 높은 수온 위 바다를 통과할 때 많은 에너지를 공급받아 거대한 태풍이 된 것이다.
지금과 같은 기후변화가 지속될 경우, 슈퍼태풍의 강도도 점점 더 강력해질 것 예측도 있다. 대만국립사범대 지구과학부 연구팀이 지난달 25일 발표한 연구 결과다. 대만국립사범대 연구팀은 2010년부터 2018년까지 발생한 6개의 슈퍼태풍을 38개의 딥러닝 기반 ‘CMIP5(기후예측모델)’로 분석, 기후변화가 태풍에 미치는 영향을 예측했다.
실험 결과, 기후변화를 반영한 미래 시나리오에서 열대 지역서 발생한 태풍의 강수량은 300km 내부에서 모두 크게 증가했다. 특히 6개의 슈퍼태풍은 300km 내부에서 약 2~23%, 250km 내부에서 9~21%, 200km 내부에서 11.5~24% 강수량이 증가했다. 태풍의 수직 깊이도 17km에서 19km 증가했다. 일반적으로 태풍의 수직 깊이는 10~15km 수준이다.
◇ 슈퍼태풍, 예측도 어려워진다… AI, 새로운 예측 방법으로 주목
더 큰 문제는 기후변화가 가속화될수록 슈퍼태풍의 경로나 발생 시기 예측이 점점 더 어려워지고 있다는 것이다. KIOST, 경북대 지리학과, 플로리다주립대 공동연구팀이 지난해 4월 네이처에 발표한 연구에 따르면 슈퍼태풍에 대한 예측 능력은 날이 갈수록 악화되고 있는 것으로 나타났다.
공동 연구팀은 최근 발생한 슈퍼태풍 활동과 과거 1985년에서 2012년까지의 태풍 활동 데이터를 비교·분석했다. 그 결과, 2020년대 발생한 슈퍼태풍 데이터를 태풍 분석 시스템 모델에 적용할 경우 그 정확도가 현저히 감소한다는 사실을 발견했다. 즉, 과거 슈퍼태풍은 발생, 경로 등이 예측 범위 안에서 움직였지만 기후변화가 가속화된 최근에는 점점 더 예측할 수 없는 패턴을 보이고 있다는 의미다.
공동 연구팀은 “최근 몇 년 간 발생한 슈퍼태풍 데이터는 1985년에서 2012년까지의 안정적인 연결과 비교해 매우 불규칙하고 낯선 패턴을 보이고 있다”며 “태풍 예측의 불확실성이 커지면서 다가오는 기후 위기에 대한 우려도 증폭된다”고 경고했다.
슈퍼태풍의 피해는 갈수록 커지는데 예측도 어려워지면서 새로운 대응책 마련이 목소리도 커지고 있다. 하지만 슈퍼태풍을 정확히 예측하는 것은 쉽지 않은 일이다. 실시간 변화하는 구름, 강수량, 기온을 정확히 분석한 후, 재해 발생 및 피해규모를 예측해야 하기 때문이다. 이에 과학계에선 다양한 첨단과학기술을 동원해 기상재해 발생을 사전에 예측하려는 다양한 연구가 진행되고 있다. 이 중 뛰어난 예측 능력을 가진 ‘인공지능(AI)’은 슈퍼태풍 대응의 새로운 해법으로 떠오르고 있다.
관련 기술 분야를 선도하는 곳은 한국의 위성 데이터 분석 솔루션 기업 ‘에스아이에이(SIA)’다. SIA는 A홍수, 태풍 등의 자연재해 예측용 ‘AI기반 재난관리솔루션’을 개발 중이다. SIA 측에 따르면 해당 솔루션은 ‘픽스2픽스(Pix2Pix)’와 ‘워프-리파인 네트워크(WR-Net)’ 두 가지 AI모델로 이뤄졌다. 각 AI는 인공위성에서 받은 기상정보 분석 및 강수량 예측한다.
해당 기술은 국제 과학계에서도 기술력을 인정받은 바 있다. 지난 5월 SIA는 세계 AI학회 ‘ICLR 2024’에서 ‘스포트라이트(Spotlight)’ 논문으로 선정됐다. 이는 상위 5%의 최우수 연구 결과에 부여되는 등급이다. 해당 논문은 실시간 통합모델(UM) 데이터를 이용, 최대 72시간 전까지 6시간 단위로 태풍 경로를 예측할 수 있는 AI기술에 대한 것이다.
에스아이에이는 “태풍과 같은 자연재해를 정확하게 예측하는 것은 사회적 비용 절감과 인명 피해 방지에 매우 중요하다”며 “태풍 발생 시 대응력을 높여 피해를 줄이는 데 기여할 수 있을 것”이라고 밝혔다.
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