구글 딥마인드, 기상위성 영상과 15분 간격 강수 추정치 공개

구글 딥마인드가 11월 13일(UTC) AI 기상 연구에 쓰는 위성 영상과 강수 추정 데이터를 공개했다. 새트위브(SatWeave)는 여러 정지궤도 기상위성의 영상을 같은 좌표에 맞춘 자료다. 파디그(PARDIG)는 위성 영상과 대기 상태를 바탕으로 15분 간격의 강수 강도를 추정한다. 외부 연구팀은 두 자료를 내려받아 자체 기상 모델을 학습시키거나 예측 결과를 과거 자료와 비교할 수 있다.

이번 발표로 공개된 것은 데이터 두 종이다. 구글 딥마인드가 앞서 내놓은 웨더넥스트 3(WeatherNext 3)는 미래 날씨를 예측하는 모델로, 새트위브를 입력으로 받는다. 파디그가 기록하는 값은 이미 지나간 시각의 강수에 대한 추정치다. 예를 들어 특정 시각에 구름대가 움직인 경로는 새트위브 영상에서, 그 무렵 강수가 어느 격자에 집중됐는지는 파디그 추정치에서 살필 수 있다.

위성 다섯 위치의 영상을 하나의 격자로

새트위브는 미국 GOES 동·서부, 유럽 메테오사트의 본초 자오선·인도양 위치, 일본 히마와리 등 다섯 정지궤도 위치에서 받은 자료를 합친다. 운영 기관마다 지도를 투영하는 방식이 다르고 센서 관측 주기도 10~30분으로 차이가 난다. 구글은 관측값을 서로 보정하고 영상이 겹치는 부분을 이어 위도와 경도 0.1도 간격의 격자에 배치했다. 연구자가 여러 기관의 영상을 같은 지도에 놓기 위해 좌표를 다시 맞추는 과정이 줄어든다.

공개 자료는 가시광 반사율과 수증기·열적외선 밝기 온도 등 17개 파장대를 담는다. 구글 개발자 문서에 따르면 2016~2025년 자료는 30분 간격이고, 2026년 이후 자료는 한 시간 간격으로 제공되며 최근 영상은 약 한 시간 뒤에 올라온다. 격자는 양극을 포함하지만 정지궤도 위성의 실제 관측은 남·북위 약 60~65도까지 닿는다. 극지 쪽 격자, 해당 위성에 센서가 없는 파장대, 밤 시간대의 태양광 반사율은 결측값으로 표시된다. 시간대별 영상을 비교할 때 관측이 빠진 칸과 실제 값이 낮은 칸을 구별할 수 있는 정보다.

15분 간격 강수 추정치, 공개는 6시간마다

파디그 연구팀은 미국 NASA와 일본 우주항공연구개발기구(JAXA)의 공동 임무인 GPM 핵심 위성이 궤도를 따라 관측한 자료로 모델을 학습시켰다. 이 위성의 레이더와 복사계에서 얻은 강수 자료는 위성이 지나간 좁은 띠에 걸쳐 있다. 파디그 근실시간판을 만드는 모델은 새트위브 영상의 일부 파장대와 유럽중기예보센터(ECMWF)의 대기 상태 자료를 입력받아 0.1도 격자에 강수 강도를 추정한다. GPM 관측 띠 바깥에서 훈련에 쓰인 것과 같은 종류의 관측을 기다리지 않고 격자 단위의 추정값을 제공하는 방식이다.

파디그 근실시간판(NRT)은 2016년부터 이어진다. 최신분은 구글은 6시간마다 24개 시각의 추정치를 클라우드 스토리지에 한꺼번에 공개한다. 한 묶음 안에서 가장 최근 추정치는 약 2시간, 가장 오래된 추정치는 약 8시간 늦게 도착하므로 시각별 지연은 평균 약 5시간이다. 여기서 15분은 자료가 나타내는 시점의 간격이다. 구글 어스 엔진 카탈로그도 이 자료를 연구와 모델링에 쓰는 실험적 추정치로 설명한다.

연구팀은 사전 공개 논문에서 2016~2023년 미국 본토, 유럽, 일본의 지상 레이더와 추정값을 대조했다. 미국 본토(알래스카·하와이 제외)에서 시간당 강수량 1㎜를 기준으로 파디그 NRT의 강수 탐지 점수(CSI)는 0.48, NASA의 IMERG Final은 0.38이었다. 이 지표는 강수가 맞게 탐지된 횟수를 맞게 탐지한 경우와 놓친 경우, 잘못 탐지한 경우를 합한 횟수로 나눈다. 이 수치는 해당 기간과 지역에서 강수가 이미 발생한 위치를 얼마나 잘 찾아냈는지 보여 준다.

1999년까지 거슬러 올라가는 별도 자료

1999~2023년을 다루는 파디그 장기판(LR)도 공개됐다. 15분 간격과 0.1도 격자는 같지만, 이 버전은 다른 위성 기록과 ECMWF의 과거 대기 재분석 자료를 이용한다. 두 버전이 겹치는 2016~2023년은 같은 시각을 비교할 수 있는 구간이다. 개발 문서는 장기판을 만들 때 쓰인 관측 체계가 바뀐 시점에 강수 추정값도 달라질 수 있다고 안내한다. 수십 년 자료를 이어 붙여 해마다 강수량이 어떻게 달라졌는지 분석할 때는 이런 변화를 검토해야 한다.

구글 개발자 문서는 두 데이터셋을 CC BY 4.0으로 공개하고, 구글 클라우드 계정이 있으면 별도 신청 없이 클라우드 스토리지에서 접근할 수 있다고 안내한다. 어스 엔진에 올라온 파디그 근실시간판은 2026년 10월 22일까지의 고정 자료다. 그 이후 날짜를 분석할 때는 최신분이 추가되는 클라우드 스토리지 쪽 자료가 필요하다.