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일기예보

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목차

1. 개요

일기 예보는 대기 상태를 예측하는 기술로, 기온, 습도, 바람 등의 데이터를 수집하고 예보자의 경험을 바탕으로 이루어진다. 인류는 고대부터 날씨를 예측해 왔으며, 전보 발명 이후 근대적인 일기 예보 시스템이 발전했다. 현재는 단기, 주간, 장기 예보 등 다양한 종류의 예보가 제공되며, 수치 예보 모델과 인공지능 기술을 활용한 예측도 이루어진다. 일기 예보는 항공, 해운, 농업, 전력 등 다양한 분야에 활용되며, 국가별 기상청을 통해 대중에게 정보를 제공하고 재해를 예방하는 데 기여한다.

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  • 일기 예보 - 미국 국립 허리케인 센터
    미국 국립 허리케인 센터는 1898년에 설립되어 열대성 저기압 감시, 예보, 분석을 담당하고 허리케인 관련 연구를 수행하는 미국 환경예보센터의 일부이다.
  • 일기 예보 - 기상관측소
    기상관측소는 기상 현상 관측, 자료 수집 및 분석 시설로, 지역의 기상, 지진, 화산 활동 등을 감시 및 예측하며, 수집된 자료는 기상 예보 및 연구에 활용되고 최근에는 자동화된 무인 관측소가 증가하는 추세이다.
일기예보
지도 정보
개요
유형과학 기술 응용
기상 예보의 유형
기간에 따른 분류초단기 예보 (0~6시간)
단기 예보 (6시간~3일)
중기 예보 (4일~10일)
장기 예보 (1개월 이상)
방법에 따른 분류수치 예보
통계 예보
경험 예보
대상에 따른 분류일반 예보
항공 예보
해상 예보
농업 예보
방재 예보
역사
고대구름의 형태, 바람의 방향, 동물의 행동 등을 관찰하여 날씨를 예측
기상 관측 장비 발명기압계, 온도계, 습도계 등을 이용하여 과학적인 데이터 수집
19세기전신의 발명으로 기상 정보의 신속한 공유가 가능해짐
20세기컴퓨터의 등장으로 수치 예보 모델 개발
기상 위성을 통한 전 지구적인 관측
레이더를 이용한 강수량 측정
21세기슈퍼컴퓨터를 이용한 초고해상도 예보
인공지능을 이용한 예보 정확도 향상
빅데이터 분석을 통한 맞춤형 예보 서비스 제공
기상 예보의 과정
1. 자료 수집지상 관측: 자동기상관측장비(AWS), 고층기상관측(라디오존데)
해상 관측: 기상관측선, 부이
위성 관측: 정지궤도 위성, 극궤도 위성
레이더 관측: 기상 레이더
항공기 관측: 항공기상관측시스템(AMDAR)
2. 자료 분석수집된 자료의 품질 관리 (오류 검사 및 수정)
자료 동화 (수치 예보 모델에 입력 가능한 형태로 변환)
3. 예보 생산수치 예보 모델 실행: 슈퍼컴퓨터를 이용하여 미래의 기상 상태 예측
통계 예보: 과거의 기상 자료를 분석하여 통계적인 방법으로 예측
경험 예보: 예보관의 경험과 지식을 바탕으로 예측
4. 예보 발표예보 내용 작성: 기온, 강수량, 바람, 날씨 등
예보 전달: 방송, 인터넷, 모바일 앱 등을 통해 국민에게 전달
기상 예보의 활용
농업작물 생육 관리, 병충해 예방, 수확 시기 결정
어업조업 안전 확보, 어장 환경 예측
건설공사 일정 관리, 안전 사고 예방
교통항공, 해상, 육상 교통 안전 확보
에너지전력 수요 예측, 신재생에너지 발전량 예측
레저야외 활동 계획 수립, 안전 사고 예방
건강미세먼지, 황사 예보, 폭염, 한파 대비
방재태풍, 홍수, 가뭄, 지진해일 등 자연재해 대비
정확도
불확실성초기 조건의 오차
모델의 불완전성
카오스 이론
정확도 향상 노력관측 시스템 개선
모델 해상도 향상
자료 동화 기술 개발
앙상블 예보
인공지능 예보
관련 직업
기상 예보관기상청 소속 공무원, 예보 모델 개발 및 예보 분석
기상 캐스터방송국 소속, 기상 예보 전달
기상 컨설턴트기업 또는 개인에게 맞춤형 기상 정보 제공
기상 과학자기상 현상 연구 및 예보 기술 개발
기타
관련 용어일기
기후
기상 현상
대기 과학

2. 역사

일기예보의 역사는 고대부터 현대까지 기술 발전과 사회적 요구에 따라 변화해왔다.

고대에는 주로 관찰된 날씨 패턴을 기반으로 날씨를 예측했다. 예를 들어, 저녁놀이 지면 다음 날 날씨가 맑을 것이라고 예측하는 관천망기(觀天望氣) 방식은 오랜 옛날부터 알려져 있었다.[155] 그러나 이러한 예측은 과학적 근거가 부족했다.

과학적인 예보는 토리첼리의 수은기압계 발명과 게리케의 기압과 날씨 변화의 관계 발견에서 시작되었다. 즉, 기압이 높으면 날씨가 맑고, 낮으면 날씨가 나빠진다는 초보적인 관념이었다.

크림 전쟁 중 폭풍우로 인해 군함을 잃은 프랑스는 국가 사업으로 세계 최초로 일기도를 그리기 시작했다. 처음에는 일기도만으로 일기예보가 적중할 것이라고 믿었지만, 곧 전선과 같은 불연속 현상이 발견되면서 예보의 어려움을 깨달았다.

라디오 존데의 발명으로 상층의 일기도가 만들어지면서 대기의 입체 구조가 밝혀졌고, 북반구의 고층 일기도가 매일 작성되면서 장기예보가 진보되었다. 또한, 대형 전자계산기의 출현으로 수치적(數値的)으로 장래의 일기도를 그릴 수 있게 되었다.

기상 레이더와 기상위성에 의한 관측은 일기도로 표현할 수 없는 기상 현상을 해명하는 데 기여했다. 그럼에도 불구하고, 구름, 집중호우, 뇌전 등 규모가 작고 수명이 짧은 현상은 일기도의 대상이 되지 않아 일기예보의 정확도에는 한계가 있었다.

19세기에 근대 기상학이 생겨나면서 과학적인 일기 예보가 시도되었다. 현대의 일기 예보는 기상학의 발달, 세계적인 기상 관측망 구축, 컴퓨터 발전에 힘입은 수치 예보 인프라 구축, 그리고 매스 미디어를 통한 정보 전달에 의해 지원되고 운영된다.

지구 대기의 거동은 카오스와 같아 초기값에 민감하고, 계산 오차가 지수 함수적으로 증가하기 때문에 장기간 예측은 매우 어렵다. 또한, 지형의 영향이 큰 산악 지역은 날씨가 급변하기 쉽고, 예보 정확도가 떨어진다.[121] 그러나 기상 위성 관측 데이터와 슈퍼컴퓨터 이용 등으로 예보 정확도는 향상되고 있다.[121]

수치 예보 이전에는 예보관의 경험에 의존하는 부분이 컸지만, 수치 예보 등장으로 분석 업무 부담이 줄고 정확도가 향상되었다. 또한, 관측 자동화 및 무인화도 빠르게 진행되고 있다.

기상 관측, 정보 수집, 연구는 세계 기상 기구(WMO) 등 국제 기구, 각국 기상 기관, 방재 기관, 연구 기관, 대학 등이 협력하여 수행한다. 각국은 법적 규정을 통해 책임 기관을 정하고 기상 업무를 담당하게 한다.

현대 일기 예보는 게릴라성 호우, 맹 더위 등 기상 재해 증가 및 변화, 엘니뇨·남방 진동(ENSO), 북극 진동(AO) 등 최신 지견 반영, 지구 온난화 등 기후 변화 해명 등이 주요 과제이다.

2. 1. 고대

인류는 수천 년 전부터 날씨를 예측해 왔지만, 시대에 따라 예측 기술은 달랐다. 기원전 650년경 바빌로니아에서는 구름의 움직임을 보고 날씨를 예측했으며,[155] 기원전 340년경에는 아리스토텔레스가 기상학에 근거하여 기후 패턴을 기록했다.[3]

고대에는 주로 관찰된 사건의 패턴(패턴 인식)을 기반으로 날씨를 예측했다. 예를 들어, 해질녘 하늘이 붉으면 다음 날은 맑을 것이라고 예상하는 식이었다. 이러한 경험은 여러 세대에 걸쳐 기상 격언으로 축적되었다. 그러나 이러한 예측이 모두 신뢰할 만한 것은 아니며, 많은 기상 격언이 엄격한 통계적 검증을 견디지 못하는 것으로 밝혀졌다.[10]

기원전 650년경 바빌로니아인들은 구름의 형태와 점성술을 통해 날씨를 예측했다.[3] 기원전 350년경 아리스토텔레스는 ''기상학''에서 기상 패턴을 묘사했고,[3] 이후 테오프라스토스는 기상 예보에 관한 책인 ''징후의 책''을 편찬했다.[4] 중국의 기상 예측 지식은 적어도 기원전 300년까지 거슬러 올라가며,[5] 이는 고대 인도 천문학자들이 기상 예측 방법을 개발한 시기와 거의 일치한다.[6] 신약성경에는 예수께서 지역 날씨 패턴을 해독하고 이해하는 것에 대해 언급하는 내용이 있다.[7] 904년 이븐 와흐쉬이야의 ''나바테 농업''에서는 행성의 별자리 변화, 음력 위상 관찰, 바람의 움직임을 기반으로 한 기상 예보에 대해 논의했다.[9]

2. 2. 유럽

1837년 전보의 발명은 근대적인 일기 예보 시스템 발전에 기여했다. 전보 발명 이전에는 실시간 대기 상태 정보를 빠르게 전달할 수 없었지만, 전보 덕분에 먼 거리에서 바람이 부는 쪽의 날씨 정보를 바탕으로 한 예보가 가능해졌다.[11]

프랜시스 뷰포트와 로버트 피츠로이는 과학적인 일기 예보의 기초를 확립했다. 영국 해군 장교였던 뷰포트는 풍력 계급과 기상 표기법을 개발했고, 영국 해안의 조석표 개발에도 힘썼다. 피츠로이는 1854년 무역 위원회 내 신설 부서 책임자로 임명되어 선원에게 서비스를 제공하기 위해 해상 기상 데이터를 수집했는데, 이것이 현대 기상청의 전신이다.[16]

1859년 10월 폭풍으로 침몰한 ''로열 차터''호


1859년 10월, ''로열 챠터''호 침몰 사건은 피츠로이가 기상 예측 시스템을 개발하는 계기가 되었다. 그는 예측 차트를 개발하고, 이를 "기상 예보(weather forecast)"라 칭하며, "일기 예보"라는 용어를 만들었다.[17] 1861년 2월에는 해운에 대한 강풍 경보 서비스를 시작했고, 최초의 일일 일기 예보는 1861년 ''더 타임스''에 게재되었다.[16]

2. 3. 근대화

20세기에는 기상학의 발전과 함께 수치 일기 예보의 개념이 등장했다.[22] 1922년, 영국의 과학자 루이스 프라이 리차드슨은 "수치적 과정을 통한 날씨 예측"을 출판하여, 대기 흐름을 지배하는 방정식을 통해 수치적으로 날씨를 예측할 수 있는 방법을 제시했다.[22] 그러나 당시에는 계산량이 너무 많아 실용화되지 못했고, 수치적 불안정성 문제도 있었다.[23]

최초의 컴퓨터 일기 예보는 1950년대 미국의 기상학자 줄 샤니, 필립 던컨 톰슨, 래리 게이츠, 노르웨이의 기상학자 라그나르 피어토프트, 응용 수학자 존 폰 노이만, 그리고 ENIAC 프로그래머 클라라 단 폰 노이만으로 구성된 팀에 의해 수행되었다.[24][25][26] 이후 프로그래밍 가능한 전자 컴퓨터의 발달로 1955년부터 수치 일기 예보가 실용화되기 시작했다.[27] 1970년에는 수치예보를 통해 전 세계의 일기예보 업무를 수행하는 것이 가능해졌다.

한국에서는 1884년 6월 1일에 근대적인 날씨 예보가 처음 발표되었는데,[121] "전국 일반 바람의 방향은 정해지지 않음. 날씨는 변하기 쉬움. 단 비가 올 가능성이 높음"이라는 내용이었다. 이는 도쿄시내의 파출소에 게시되었다.

1837년 전보의 발명 전까지는 근대적인 일기 예보의 시대는 도래하지 않았다. 증기 기관차보다 빠른 실시간 대기 상태 정보를 전달할 수 없었기 때문이다. 그러나 전보 발명 이후, 넓은 지역의 기상 정보를 빠르게 수집하여 상류 지역의 날씨 정보를 바탕으로 한 일기 예보가 가능해졌다.

크림 전쟁 당시 폭풍으로 흑해의 영불 함대가 괴멸된 것을 계기로, 프랑스의 파리 천문대 대장 위르뱅 르 베리에는 폭풍우 예측 연구를 진행, 나폴레옹 3세에게 일기 예보의 필요성을 진언했다.

1854년에 설립된 영국 기상청은 세계에서 가장 일찍 설립된 기상 기관 중 하나로, 1870년대에 일기도 작성을 시작, 1879년에는 신문에 정보를 제공하는 등 선진적인 시도를 했다. 1873년 서방 각국은 국제 기상 기구(IMO, 이후의 세계 기상 기구)를 설립하여 국제 협력을 추진했다. 한편, 군사 기밀을 동반하는 부분도 있어, 예보 노하우는 각국이 독자적으로 길러왔다.

과학적인 일기 예보에 공헌한 인물로는 프랜시스 보퍼트(보퍼트 풍력 계급으로 알려짐)와 그의 부하 로버트 피츠로이(the Fitzroy Barometer의 개발자)가 있다. 이들은 영국 해군 및 정계에서 영향력 있는 인물이었고, 당시 신문에서 조롱받기도 했지만, 그들의 작업은 과학적 신뢰를 얻어 영국 함대에 받아들여졌고, 오늘날 일기 예보 지식의 기초를 형성했다.

일본의 일기예보 관련 주요 사건들은 다음과 같다.

연도사건
1875년 (메이지 8년)도쿄 기상대(기상청)의 전신이 아카사카에서 관측 시작[121]. "춘일번이 분 날" 등 각종 관측 데이터는 1876년부터 축적.
1883년 (메이지 16년)일본 최초의 날씨도 제작과 폭풍 경보 발령[121]. 같은 해 4월 4일, 후쿠자와 유키치의 『시사신보』에 기상 관측 데이터인 "기상 보고" 게재[147]
1884년 (메이지 17년) 6월 1일도쿄 기상대에서 일본 최초의 일기 예보 발표[121], 이후 1941년 중단까지 매일 3회(오전 6시, 오후 2시, 오후 9시) 일본 전국 날씨 예보. 도쿄시내 파출소에 게시. 예보 내용은 일본 전국을 한 문장으로, 제1호 예보는 "전국 일반 바람의 방향은 정해지지 않음. 날씨는 변하기 쉬움. 단 비가 올 가능성이 높음". 도쿄 각지 파출소와 역, 전국 측후소에 게시. 측후소에는 우편으로 발송[148]
1888년 (메이지 21년) 3월 23일『시사신보』가 일본 신문으로 처음 일기 예보 게재[149]. 같은 해 8월 12일부터는 『도쿄 아사히 신문』 조간에 일기 예보 게재[150]
1893년 (메이지 26년) 1월 1일시사신보가 일러스트 포함 일기 예보 게재 시작[149]
1925년 (다이쇼 14년) 3월 22일라디오 방송에 의한 일기 예보 시작 (라디오 방송 시작일)
1941년 (쇼와 16년) 12월 8일태평양 전쟁 발발, 기밀 유지 위해 발표 중단. 육해군 구두로 "기상 보도 통제" 실시 명령. 오후 6시 동일 내용 문서 발행[151]
1945년 (쇼와 20년) 8월 17일종전(8월 15일) 2일 후 라디오 일기 예보 부활[152]
1953년 (쇼와 28년) 2월 1일텔레비전 방송에 의한 일기 예보 시작 (텔레비전 방송 시작일)
1955년 (쇼와 30년) 1월 1일전화에 의한 일기 예보 안내 서비스 시작 (번호 "177" 통일은 1964년)[153]
1959년 (쇼와 34년)수치 예보 업무 시작[121]
1978년 (쇼와 53년)기상 위성 "해바라기"에 의한 관측 시작[121]
1980년 (쇼와 55년) 6월 1일도쿄 지방에서 강수 확률 예보[121] 시작
1980년대 후반~1990년대 전반캡틴 시스템, 데이터 방송 등 뉴미디어 등장, 일기 예보 제공
1994년 (헤이세이 6년)기상 예보사 시험 실시[154]
1995년 (헤이세이 7년) 4월 1일일기 예보의 자유화. 예보 업무 허가 사업자 독자 예보 발표 가능. 이후 기상 비즈니스 시장 확대
1990년대 후반인터넷 보급, 웹사이트에서 기상 데이터 및 과거 기상 데이터 입수 용이
2013년 (헤이세이 25년)특별 경보 운용 시작[121]


3. 종류

기상 기술의 진보와 사회의 고도화된 요구에 따라 예보의 종류는 다양해지고 있다. 일반적인 일기 예보는 예보 구역, 예보 요소, 예보 기간, 예보 형식의 4가지 요소로 구성된다.

;예보 구역


  • 지점별: 주요 관측 지점 및 도시에 대한 예보 값을 발표한다.
  • 예보 구역별: 예보 구역 내 전체 관측 지점의 평균 또는 대표 관측 지점의 예보 값을 발표한다.
  • 격자점별: 예보 영역을 세분화한 각 격자점의 예보 값을 발표한다.


;예보 요소

: 기온, 최고 기온, 최저 기온, 습도, 이슬점 온도, 풍향・풍속, 강수 (강수량, 강수 확률), 날씨, 파랑의 높이, 해수 온도 등이 있다. 해빙, 뇌우, 돌풍 등도 포함된다. 기압 배치, 전선 및 (일반적이지 않지만) 기온, 상당온위, 와도 등의 분포를 나타내는 날씨 그림 예보, 열대 저기압 (태풍 등)의 세력 및 진로를 나타내는 지도 예보도 있다.

;예보 형식[123]

  • 카테고리 예보: 몇 가지 구분 중에서 하나를 선택하여 발표한다. 날씨("맑음", "흐림", "비") 등이 해당된다.
  • 양적 예보: 예측 값을 그대로 적절한 자리에서 반올림하여 발표한다. 기온, 강수량, 풍향, 풍속[124] 등이 해당된다.
  • 확률 예보: 예측 값을 확률로 표현하여 적절한 값으로 반올림하여 발표한다. 강수 확률 등이 해당된다.


위의 3가지 형식이 전형적인 예보 형식이다. 이 외에 분류할 수 없는 것으로, 가장 가능성이 높은 하나의 상태를 표현하는 것(날씨 그림 등)이 있다.

3. 1. 예보기간에 따른 분류

예보기간의 장단에 따라 다음과 같이 분류할 수 있다.[122]

예보 종류설명
단기예보오늘, 내일, 모레의 날씨를 예보한다.
주간예보1주일 앞까지의 매일의 날씨를 매주 화요일과 금요일에 발표한다.
장기예보1개월, 3개월, 반년 앞의 날씨를 큰 특징만 예보한다.


3. 2. 대상 및 목적에 따른 분류

기상청에서는 철도, 항공기, 전력, 홍수 등을 대상으로 한 특별 예보를 공공단체 등의 요청에 따라 발표하고 있다.[65] 또한, 재해가 발생할 우려가 있을 때는 기상 정보나 주의보를 발표하며, 큰 피해가 예상될 때는 경보를 발표하여 재해 방지에 힘쓰고 있다.[65]

4. 예보의 구성 요소

현대의 일기 예보 시스템은 다음 5가지 구성요소로 이루어져 있다.


  • 정보 수집
  • 수집한 정보 정리
  • 수치 예보
  • 기상 변화 형태 추적
  • 최종 사용자에게 예측 정보 제공


텔레비전 등의 일기 예보에서는 맑음, 흐림, 비, 눈 등의 기호를 사용하여 시청자들이 시각적으로 쉽게 이해할 수 있도록 돕는다.[85]

5. 예보 기법

일기예보는 오랜 옛날부터 관천망기(觀天望氣)와 같이 하늘을 보고 날씨를 예측하는 방식으로 이루어졌다. 예를 들어, 저녁놀이 지면 다음 날 맑은 날씨를 예상하는 식이었다.[1] 과학적인 예보는 토리첼리의 수은기압계와 게리케의 발견에서 시작되었다. 게리케는 기압이 높으면 날씨가 맑고, 낮으면 날씨가 악화된다는 초보적인 관념을 제시했다.[2]

크림 전쟁 중 폭풍우로 인해 군함을 잃은 프랑스는 세계 최초로 일기도를 그리기 시작했다. 초기에는 일기도만으로 예보가 가능하다고 믿었지만, 곧 전선과 같은 불연속 현상이 발견되면서 예보의 어려움을 깨닫게 되었다.[2]

라디오존데의 발명으로 상층 일기도가 만들어지면서 대기의 입체 구조가 알려졌고, 북반구 고층 일기도를 통해 장기 예보가 발전했다. 또한, 대형 전자계산기의 출현으로 수치적(數値的)으로 미래의 일기도를 그리는 수준까지 발전했다.[2]

기상 레이더와 기상 위성의 관측은 일기도로 표현할 수 없는 기상 현상을 해명하는 데 기여했다. 그러나 구름, 집중호우, 뇌전 등은 규모가 작고 수명이 짧아 일기도의 대상이 되지 않기 때문에, 일기예보의 적중률에는 한계가 있었다.[2]

기원전 650년경 바빌로니아인들은 구름의 형태와 점성술로 날씨를 예측했고, 기원전 350년경 아리스토텔레스는 ''기상학''에서 기상 패턴을 묘사했다. 테오프라스토스는 기상 예보에 관한 책 ''징후의 책''을 편찬했다. 중국의 기상 예측 지식은 적어도 기원전 300년까지 거슬러 올라가며, 고대 인도 천문학자들도 기상 예측 방법을 개발했다.[3][4][5][6]

신약성경에는 예수께서 지역 날씨 패턴을 해독하고 이해하는 것에 대해 말씀하신 내용이 인용되어 있다.[7] 904년, 이븐 와흐쉬이야의 ''나바테 농업''은 행성 별자리 변화, 음력 위상 관찰, 바람의 움직임을 기반으로 한 기상 예보를 다루었다.[8][9]

고대 기상 예측 방법은 관찰된 사건의 패턴, 즉 패턴 인식을 기반으로 했다. 예를 들어, 해질녘이 붉으면 다음 날 맑은 경우가 많다는 경험이 기상 격언으로 축적되었다. 그러나 이러한 예측들은 모두 신뢰할 만한 것은 아니며, 많은 것들이 통계적 검증을 견디지 못했다.[10]

19세기 근대 기상학이 생겨나면서 과학적인 일기 예보가 시도되었다. 현대의 일기 예보는 기상학의 발달, 세계적인 기상 관측망 구축, 컴퓨터 발전에 힘입은 수치 예보 인프라 구축, 매스 미디어에 의한 정보 전달에 의해 지원되고 운영된다.

지구 대기는 카오스적 특성으로 인해 초기값 민감성이 높고, 계산 오차가 지수 함수적으로 증가하여 장기간 예측이 어렵다. 지형의 영향이 큰 산악 지역은 날씨가 급변하고, 예보 알고리즘 정확도가 떨어져 정확한 예보가 빗나가는 경우가 많다. 그러나 기상 위성 관측 데이터와 슈퍼컴퓨터 이용 등으로 예보 정확도는 향상되고 있다.[121]

수치 예보 이전에는 예보관의 노하우나 경험칙에 의존하는 부분이 컸다. 수치 예보의 등장으로 분석 업무 부담이 경감되고 정확도가 향상되어 예보의 폭도 넓어졌다. 관측의 자동화, 무인화도 급속히 진행되고 있다.

기상 관측, 정보 수집, 연구는 세계 기상 기구(WMO) 등의 국제 기구, 세계 각국의 기상 기관 및 방재 담당 국가 기관, 연구 기관이나 대학 등이 연계하여 이루어진다. 세계 각국은 법적 규정으로 책임 기관을 정하고 기상 업무를 담당하게 한다.

국가에 따라 예보 업무의 자유화(민간 개방)도 진행되지만, 국제적으로는 유엔의 세계 기상 기구가 상업 부문의 기상 업무 제공자가 생명 및 재산 안전 관련 예보 및 경보를 공표할 때 국가 기상, 수문기상학 기관 등의 공공 기관이 실시하는 것과 모순되지 않아야 한다는 지침을 제시하고 있다.

현대 일기 예보는 게릴라성 호우나 맹더위 등으로 대표되는 기상 재해의 증가, 변화 및 니즈 변화에 대한 대응, 엘니뇨·남방 진동(ENSO) 및 북극 진동(AO) 등의 최신 지견을 반영한 예보 정확도 향상 등이 과제이다. 기후 변화 해명이 요구되며, 기상 기관은 시민들에게 날씨와 기후 변화에 관한 설명, 해설을 하는 책임도 지고 있다.

20세기 동안 기상학은 크게 발전했다. 1922년 루이스 프라이 리처드슨이 수치 예보 개념을 제시했지만, 당시에는 방대한 계산을 처리할 컴퓨터가 없었다. 1970년에 처음으로 수치 예보를 통해 전 세계 일기 예보 업무를 수행하는 것이 가능하게 되었다.

국제 텔레비전 방송과 인터넷의 발달로 일기 예보의 세계화가 진행되고 있다. 선진국의 민간 기상 회사는 세계 기상 기관과 자사 관측 데이터를 바탕으로 전 세계 일기 예보를 제공한다. 글로벌한 일기 예보는 편리성을 높이지만, 정보원, 예보 기술, 신뢰성 등이 불분명하여 재해를 초래할 수 있는 기상 현상에서 책임 국가 기관의 정보와 민간 기상 사업자의 예보가 달라 수용자가 혼란을 겪는 문제도 지적된다. 세계 기상 기구(WMO)는 정보 혼란을 완화하기 위해 세계 주요 도시 주간 예보와 재해 위험 현상에 대한 공식 정보를 제공한다.[131]

기상 서비스 상업화와 함께 각국 공공 서비스 재검토와 재정 긴축화를 배경으로 국가가 기상 서비스를 유료화하는 움직임도 있다. 뉴질랜드는 정부가 100% 지분을 보유한 정부 기업이 유료로 기상 서비스를 제공한다. 유럽에서도 상업화 흐름이 보이지만, 미국이나 일본은 통신료만으로 국가 기관으로부터 기상 서비스를 제공받을 수 있어 상업화와 대극점에 있다. 기상 서비스 상업화 정책은 기상 정보 유효 활용 및 개발 의욕을 저해하는 요인이 된다는 지적도 있다.[131]

5. 1. 지속법

지속법은 현재의 기상 상태가 지속될 것이라고 가정하는 가장 단순한 예보 방법이다.

5. 2. 기압 활용

기압과 기압 경향(시간에 따른 압력 변화)의 측정은 19세기 후반부터 일기 예보에 사용되어 왔다.[66] 압력 변화가 클수록 날씨의 변화도 클 것으로 예상된다. 기압이 급격히 떨어지면 저기압이 접근하고 있으며, 비가 올 가능성이 높다. 고기압의 급격한 상승은 맑은 하늘과 같은 날씨 호전과 관련이 있다.[67]

5. 3. 관측

인류는 수천 년 전부터 하늘 상태, 구름의 종류, 안개 등을 관찰하여 날씨를 예측해 왔다.[10] 기원전 650년 바빌로니아에서는 구름의 움직임을 보고 날씨를 예측하였으며, 기원전 340년에는 아리스토텔레스가 기상학에 근거하여 기후의 패턴을 그렸다.[155] 중국의 날씨 예측은 적어도 기원전 300년으로 거슬러 올라간다.[156]

말꼬리 구름은 고고도에서 수분을 나타내며, 이는 젖은 날씨가 늦게 도착할 것임을 알립니다.


기압 경향과 함께 하늘 상태는 산악 지역의 날씨를 예측하는 데 사용되는 더 중요한 매개변수 중 하나이다. 구름 덮개가 두꺼워지거나 더 높은 구름층이 나타나는 것은 가까운 장래에 비가 올 조짐이다. 높고 얇은 권층운은 햇무리나 달무리를 만들 수 있으며, 이는 온난 전선과 관련된 비가 올 것임을 나타낸다.[68] 아침 안개는 맑은 날씨를 예고하는데, 비가 오는 날씨에는 안개 형성을 막는 바람이나 구름이 먼저 나타나기 때문이다. 뇌우 전선의 접근은 한랭 전선이 접근함을 나타낼 수 있다. 구름이 없는 하늘은 가까운 미래에 맑은 날씨를 나타낸다.[69]

5. 4. 나우캐스팅

향후 6시간 동안의 날씨 예보는 종종 나우캐스팅이라고 불린다.[70] 이 시간 범위 내에서는 개별적인 소나기나 뇌우와 같이 컴퓨터 모델로 해결하기에는 너무 작은 기능뿐만 아니라 비교적 정확하게 예측할 수 있다. 최신 레이더, 위성 및 관측 데이터를 제공받은 사람은 현재 나타나는 작은 규모의 특징을 더 잘 분석할 수 있으며, 따라서 향후 몇 시간 동안 더 정확한 예보를 할 수 있다.[71] 그러나 이러한 데이터와 중간 규모 수치 모델을 사용하여 이러한 기능의 시간에 따른 진화를 포함하여 더 나은 외삽을 수행하는 전문가 시스템이 현재 존재한다. Accuweather는 다음 두 시간 동안의 분 단위 강수량 예보인 MinuteCast로 유명하다.

5. 5. 대기 모델

수치 예보는 특정 시점의 유체 상태를 표본으로 추출하고, 유체 역학 및 열역학 방정식을 사용하여 미래 시점의 유체 상태를 추정하는 방식으로 이루어진다. 국가별 기상 서비스는 육지의 지상에서 자동화된 기상 관측소의 지상 기상 관측과 해상의 기상 부이에서 얻은 관측을 주요 입력 자료로 사용한다. 세계 기상 기구(WMO)는 이러한 관측 장비, 관측 방법 및 시기를 전 세계적으로 표준화하기 위해 노력한다. 기상 관측소는 METAR 보고서에서 시간별로 보고하거나,[36] SYNOP 보고서에서 6시간마다 보고한다.[37] 지점에서는 라디오존데를 발사하여 대류권을 지나 성층권까지 도달시킨다.[38]

기상 위성의 데이터는 전통적인 데이터 소스를 사용할 수 없는 지역에서 사용된다.[39][40][41] 라디오존데 데이터와 비교했을 때, 위성 데이터는 전 세계적인 범위를 가진다는 장점이 있지만 정확도와 해상도는 낮다.[42] 기상 레이더는 강수 위치 및 강도에 대한 정보를 제공하며, 이를 통해 시간에 따른 강수량을 추정할 수 있다.[43] 또한 펄스 도플러 레이더 기상 레이더를 사용하면 풍속과 풍향을 결정할 수 있다.[44] 그러나 이러한 방법은 하부 대기(지상 100m에서 6 km)에서 현장 관측 격차가 발생한다. 이 격차를 줄이기 위해 1990년대 후반부터 기상 드론이 해당 고도에서 데이터를 얻는 데 고려되기 시작했으며, 2010년대 이후 연구가 크게 증가하여 미래에는 기상 드론 데이터가 수치 기상 모델에 추가될 수 있다.[45][46]

현대 기상 예측은 적시에 대피를 돕고 잠재적으로 생명을 구하고 재산 피해를 예방합니다


상업 항공에서는 항공기 경로를 따라 조종사 보고서를 제공하고,[47] 해운에서는 해상 경로를 따라 선박 보고서를 제공한다. 기상 정찰 항공기를 이용한 연구 비행은 열대 저기압과 같이 관심 있는 기상 시스템 안팎에서 비행한다.[48][49] 정찰 항공기는 또한 한랭기 동안 예측 지침에 상당한 불확실성을 야기하거나 3~7일 후에 하류 대륙에 큰 영향을 미칠 것으로 예상되는 시스템에 대해 공해상에서도 비행한다.[50]

모델은 관측된 데이터를 사용하여 초기화된다. 불규칙하게 배치된 관측은 데이터 동화 및 객관적 분석 방법을 통해 처리되어 품질 관리를 수행하고, 모델의 수학적 알고리즘(일반적으로 균등하게 배치된 격자)에서 사용할 수 있는 위치에서 값을 얻는다. 그런 다음 데이터는 예보의 시작점으로 모델에서 사용된다.[51] 일반적으로 대기의 물리 및 역학을 예측하는 데 사용되는 일련의 방정식은 원시 방정식이라고 한다. 이 방정식은 분석 데이터에서 초기화되고 변화율이 결정된다. 변화율은 가까운 미래의 대기 상태를 예측하며, 이 방정식은 새로운 대기 상태에 적용되어 새로운 변화율을 찾고 미래의 더 먼 시점의 대기를 예측한다. 이 '시간 단계' 절차는 원하는 예측 시간에 도달할 때까지 반복된다.

모델 내에서 선택된 시간 단계의 길이는 계산 격자의 점 사이의 거리와 관련이 있으며 수치적 안정성을 유지하도록 선택된다.[52] 전 지구 모델의 시간 단계는 수십 분 정도이며,[53] 지역 모델의 시간 단계는 1~4분 사이이다.[54] 전 지구 모델은 미래에 다양한 시점에 실행된다. 기상청(Met Office)의 통합 모델은 6일 후까지, 유럽 중기 예보 센터(European Centre for Medium-Range Weather Forecasts) 모델은 10일 후까지, 환경 모델링 센터(Environmental Modeling Center)에서 실행하는 전 지구 예보 시스템(Global Forecast System) 모델은 16일 후까지 실행된다.[55][56][57] 모델 솔루션에 의해 생성된 시각적 출력은 예측 도표 또는 'prog'이라고 한다.[58]

원시 출력은 예보로 제시되기 전에 모델의 알려진 편향을 제거하기 위한 통계적 기술을 사용하거나, 다른 수치 기상 예보 간의 합의를 고려하여 수정되기도 한다.[59] MOS 또는 모델 출력 통계는 수치 모델 출력을 해석하고 특정 사이트 지침을 생성하는 데 사용되는 기술이다. 이 지침은 부호화된 숫자 형태로 제공되며 미국 내 거의 모든 국립 기상청 보고소에서 얻을 수 있다. 1963년 에드워드 로렌츠가 제안한 것처럼 2주 이상 범위에서 이루어진 장기 예보는 관련된 유체 역학 방정식의 혼돈적인 특성으로 인해 대기의 상태를 결정적으로 예측할 수 없다. 수치 모델에서 초기 값의 극히 작은 오차는 온도 및 풍속과 같은 변수의 경우 약 5일마다 두 배가 된다.[60]

모델은 주어진 위치와 고도에서 미래 시간에 대한 기상학적 정보를 생성하는 컴퓨터 프로그램이다. 모든 현대 모델 내에는 대기의 미래 상태를 예측하는 데 사용되는 원시 방정식이라고 하는 일련의 방정식이 있다.[61] 이 방정식은 이상 기체 법칙과 함께 밀도, 압력, 위치 온도 스칼라장과 대기의 속도 벡터장을 시간에 따라 발전시키는 데 사용된다. 일부 원시 방정식 중간 규모 모델에는 오염 물질 및 기타 에어로졸에 대한 추가 수송 방정식도 포함된다.[62] 사용된 방정식은 비선형 편미분 방정식으로, 몇 가지 이상화된 경우를 제외하고는 해석적 방법을 통해 정확하게 풀 수 없다.[63][64] 따라서 수치적 방법은 근사해를 구한다. 다른 모델은 다른 솔루션 방법을 사용하는데, 일부 전 지구 모델은 수평 차원에 대해 스펙트럼 방법을 사용하고 수직 차원에 대해 유한 차분법을 사용하는 반면, 지역 모델 및 기타 전 지구 모델은 일반적으로 세 차원 모두에서 유한 차분법을 사용한다.[63]

이론식으로 구성된 수치 예보 모델에 관측값을 입력하고(데이터 동화) 관측점의 편향으로 인해 데이터의 분포가 드문드문하므로 추정(객관 분석)을 수행하여 데이터를 보정한다. 이 데이터를 1차 데이터로 하여 가이던스를 작성한다.

5. 6. 아날로그

아날로그 기법은 예보관이 앞으로 일어날 사건이 모방할 것으로 예상되는 이전의 기상 현상을 기억해야 하는 복잡한 예보 방식이다. 미래의 사건에 대한 완벽한 아날로그가 거의 없다는 점이 이 기법을 사용하기 어렵게 만든다.[77] 어떤 사람들은 이러한 유형의 예보를 패턴 인식이라고 부르기도 한다. 이 기법은 해양과 같은 데이터 공백 지역에서의 강수량 관측[78]뿐만 아니라, 미래 강수량과 분포를 예보하는 데 유용한 방법으로 남아있다. 유사한 기법은 원격상관으로 알려진 중기 예보에도 사용되는데, 다른 지역의 시스템을 사용하여 주변 환경 내의 다른 시스템 위치를 파악하는 데 도움을 준다.[79] 엘니뇨-남방진동(ENSO) 관련 현상을 활용하는 것이 원격상관의 한 예이다.[80]

5. 7. 인공지능

인공지능을 활용하여 기상 데이터를 분석하고 예측하려는 초기 시도는 2010년대에 시작되었다.[81] 2022년부터 2023년 사이에는 화웨이의 팡구-날씨 모델, 구글의 그래프캐스트, WindBorne의 WeatherMesh 모델, 엔비디아의 FourCastNet, 유럽 중기 예보 센터의 인공지능/통합 예보 시스템(AIFS)이 등장했다.[81] 2024년, AIFS는 실제 예보를 게시하기 시작했으며, 허리케인 경로를 예측하는 데 특정한 기술을 보여주었지만, 물리 기반 모델에 비해 그러한 폭풍의 강도 변화에 대한 성능은 낮았다.[81]

이러한 모델들은 물리 기반 대기 모델링이나 대규모 언어 모델을 사용하지 않고, ECMWF 재분석 ERA5와 같은 데이터로부터 순수하게 학습한다.[82] 일반적으로 물리 기반 모델보다 훨씬 적은 컴퓨팅 자원을 필요로 한다.[81]

마이크로소프트의 오로라 시스템은 물리 기반 모델과 유사한 정확도로, 10일간의 전 세계 날씨 및 5일간의 대기 오염(CO2, NO, NO2, SO2, O3, 입자상 물질) 예보를 제공하며, 비용은 수십 배 더 낮다고 주장한다.[83][84] 오로라는 6개의 날씨/기후 모델에서 수백만 시간 이상의 데이터를 기반으로 훈련되었다.

6. 국가별 현황

20세기 동안 기상학은 대기 변화 연구를 포함하여 크게 발전했다. 1922년 루이스 프라이 리처드슨이 수치 예보의 개념을 제시했지만, 당시에는 방대한 계산을 처리할 수 있는 컴퓨터가 없었다. 1970년에 처음으로 수치 예보를 통해 전 세계 일기 예보 업무를 수행하는 것이 가능해졌다.

국제 텔레비전 방송과 인터넷의 발달로 일기 예보의 세계화가 진행되고 있다[131]。특히 선진국의 민간 기상 회사는, 세계의 기상 기관과 자사에서 관측한 데이터를 바탕으로 전 세계의 일기 예보를 인터넷이나 각 미디어를 통해 사용자에게 제공하게 되었다[131]。글로벌한 일기 예보는 편리성을 높이는 한편, 정보원, 예보 기술, 신뢰성 등이 잘 보이지 않아, 재해를 초래할 수 있는 기상 현상에서 책임 국가 기관의 정보와 각 민간 기상 사업자의 예보가 다른 상황으로 수용자가 혼란을 겪는 문제도 지적되고 있다[131]。세계 기상 기구(WMO)에서는 정보 혼란을 완화하기 위해, 세계 주요 도시의 주간 예보와 재해 위험이 있는 현저한 현상에 대해 공식적인 정보를 제공하고 있다[131]。

한편, 기상 서비스의 상업화와 함께, 각국의 공공 서비스 재검토와 재정 긴축화를 배경으로, 국가가 기상 서비스를 유료화하는 움직임도 있다[131]。그 현저한 예가 뉴질랜드로, 뉴질랜드에서는 정부가 100% 지분을 보유한 정부 기업이 유료로 기상 서비스를 제공하고 있다[131]。유럽에서도 이러한 상업화의 흐름이 보이지만, 미국이나 일본에서는 통신료만으로 국가 기관으로부터 기상 서비스를 제공받을 수 있어 상업화와는 대극점에 있다[131]。기상 서비스 상업화 정책에 대해서는, 기상 정보의 유효 활용 및 개발 의욕을 저해하는 요인이 된다는 지적도 있다[131]。

6. 1. 대한민국

대한민국 기상청은 동네 예보(3시간 단위 72시간 예보), 중기 예보(글피부터 8일간의 예보), 장기 예보(1개월 예보, 3개월 예보) 등 다양한 예보를 제공한다.[157] 기상예보기술사, 기상기사와 같은 관련 자격증도 있다.

2008년 7월 28일 쓰가와 수난 사고나 2014년 8월 20일 히로시마 토사 재해와 같이, 처음 발표된 예보가 폭우로 이어지지 않더라도(흐림 때때로 맑음), 돌발적으로 적란운이 발달하여 폭우가 내리는 경우가 있다. 따라서 "뇌우 동반" 예보가 발표된 경우에는 각별한 주의가 필요하다.

6. 2. 일본

일본의 기상업무법은 기상에 관한 관측, 정보 수집부터 발표, 연구 및 관련 업무를 "'''기상업무'''"로 정의하고, 기상청이 중심이 되어 수행한다.[121]

기상청은 미리 정해진 '''예보 구역별''' 기상 상태와 지도상 격자별 '''격자별''' 기상 상태를 예보한다. 예보 구역별 예보에는 다음이 있다.

  • 시계열 예보 (3시간 간격으로 24시간 후까지 예보)
  • 단기 예보 (오늘, 내일, 모레 예보)
  • 주간 예보 (발표일 다음 날부터 7일 후까지 예보)
  • 계절 예보 (1개월, 3개월 후까지의 대략적인 날씨 특징)

기상 경보, 기상 특보, 기상 정보도 예보 구역별로 발표된다.

주간 예보는 주 1회 정도 발표되었으나, 이후 주 2회, 현재는 매일 발표된다. 계절 예보는 대략 매월 말 3개월 후 예보, 매주 목요일 다음 달 1개월 분 예보가 일반적이다.

예보 구역은 "전반"(일본 전국), "지방"(전국 11개), "현"(도쿄도 포함, 홋카이도는 2~3개 진흥국별 세분) 등으로 나뉘며, 예보 종류에 따라 발표 구역이 다르다.

날씨 예보 외에 최고·최저 기온, 강수 확률 예보도 포함된다. 시계열 예보 및 단기 예보는 시간별 기온, 풍향, 풍속, 강수량, 파고 등도 포함한다. 기온, 풍향풍속, 날씨 등은 예보 구역 내 대표 지점(기상 관서 또는 아메다스 관측소가 있는 지점)에서의 예보값을 발표한다.

단기 예보와 지역 시계열 예보는 원칙적으로 5시, 11시, 17시 3회, 주간 예보는 11시, 17시 2회 발표한다.

2008년 쓰가와 수난 사고, 2014년 히로시마 토사 재해처럼 예보가 폭우로 이어지지 않아도(흐림 때때로 맑음) 돌발적 적란운 발달로 폭우가 내리는 경우가 있다. 특히 "뇌우 동반" 발표 시 주의가 필요하다.

격자별 예보는 다음과 같다.

  • 날씨 분포 예보: 날씨, 기온, 강수량, 강설량 (3시간 간격으로 24시간 후까지 예보)
  • 강수 단시간 예보 (1시간 간격으로 6시간 후까지 예보)
  • 강수/뇌/토네이도 나우캐스트 (10분 간격으로 1시간 후까지 예보)
  • 황사 정보 예측 (6시간 간격으로 4일 후까지 예보)
  • 자외선 정보 (1시간 간격으로 다음 날 18시까지 예보)
  • 예보 날씨도 (24시간 후 및 48시간 후)
  • 태풍 정보 (1시간 또는 3시간 간격 24시간 후까지, 3일 및 5일 후까지)


예보 구역별 예보에 비해 과거 해석, 현재 실황 경과를 보면서 예보를 제시하는 종류가 많다. 장기 예측이 어려워 단기 예보를 신속하게 전달하여 신뢰성을 높인다.

일본 열도를 수~수십 km 격자로 구분한 메쉬를 이용해 예보를 그림으로 나타내는 메쉬 형식과, 일본 열도 주변 지도상에 등압선 등을 표시하는 날씨도 형식 두 가지가 있다.

일반 예보와 별도로 제공되는 선박용 예보(날씨도)에서는 기압, 유선, 바람, 와도, 기온, 습수, 강수량 등의 예보를 발표한다.

태풍 정보는 기상청만 발표하며, 민간 기상 정보 회사라도 태풍 진로도는 기상청 것을 이용한다(단, 보기 쉬움이나 독자적 표시에 일부 어레인지를 가하는 경우는 있다).

현재 기상청 외에 기상업무법 제17조에 따라 기상청장 허가를 받은 민간 '''예보업무허가사업자'''도 독자적 예보를 제공할 수 있다. 허가 사업자는 사업소마다 기상예보사를 배치해야 한다.

예보업무허가사업자 목록은 [https://www.jma.go.jp/jma/kishou/minkan/minkan.html 기상청 공식 목록]을 참조한다. 기상 예보를 수행하는 민간 기업 외 히타치시, 하비키노시 등 지방자치단체, 수 명의 개인 사업자(기상예보사)가 포함된다.

허가 사업자의 일기 예보 업무는 기상청과 중복되지만, 다양한 독자적 업무도 있다. 벚꽃 전선이 대표적으로, 허가 사업자 3개 사가 발표를 시작하면서, 기상청이 2010년부터 발표를 중단했다. 경보 및 주의보는 중요성이 높고 혼란 방지를 위해 기상청만 수행한다.

허가 사업자는 기상업무지원센터에서 제공하는 1차 자료(관측 데이터, 수치 예보 근거 데이터 등)를 이용할 수 있다. 그러나 수치 예보 자체는 자사 설비로 독자 수행하는 곳도 있다. 예보 자료(가이던스) 중심 부분은 각사 독자적이며, 이를 기반으로 각 사업자가 예보를 발표한다.

일본 일기예보의 역사는 다음과 같다.

연도내용
1875년 (메이지 8년)도쿄 기상대(기상청 전신)가 아카사카에서 관측 시작[121], 1876년부터 각종 관측 데이터 축적
1883년 (메이지 16년)일본 최초 날씨도 제작, 폭풍 경보 발령[121], 4월 4일 후쿠자와 유키치 『시사신보』에 기상 관측 데이터 "기상 보고" 게재[147]
1884년 (메이지 17년) 6월 1일도쿄 기상대에서 일본 최초 일기 예보 발표[121], 매일 3회(오전 6시, 오후 2시, 오후 9시) 일본 전국 날씨 예보, 도쿄시내 파출소 게시, 제1호 예보 "전국 일반 바람의 방향은 정해지지 않음. 날씨는 변하기 쉬움. 단 비가 올 가능성이 높음", 전국 측후소에는 우편 발송[148]
1888년 (메이지 21년) 3월 23일『시사신보』, 일본 신문 최초 일기 예보 게재[149], 8월 12일부터 『도쿄 아사히 신문』 조간에 일기 예보 게재[150]
1893년 (메이지 26년) 1월 1일시사신보, 일러스트 포함 일기 예보 시작[149]
1925년 (다이쇼 14년) 3월 22일라디오 방송 일기 예보 시작 (라디오 방송 시작일)
1941년 (쇼와 16년) 12월 8일태평양 전쟁 발발, 기밀 유지 위해 발표 중단, 육해군 구두 "기상 보도 통제" 실시 명령, 오후 6시 문서[151]
1945년 (쇼와 20년) 8월 17일종전 2일 후(8월 15일) 라디오 일기 예보 부활[152]
1953년 (쇼와 28년) 2월 1일텔레비전 방송 일기 예보 시작 (텔레비전 방송 시작일)
1955년 (쇼와 30년) 1월 1일전화 일기 예보 안내 서비스 시작 (177 통일 1964년)[153]
1959년 (쇼와 34년)수치 예보 업무 시작[121]
1978년 (쇼와 53년)기상 위성 "해바라기" 관측 시작[121]
1980년 (쇼와 55년) 6월 1일도쿄 지방 강수 확률 예보 시작[121]
1980년대 후반~1990년대 전반캡틴 시스템, 데이터 방송 등 뉴미디어 등장, 일기 예보 제공
1994년 (헤이세이 6년)기상 예보사 시험 실시[154]
1995년 (헤이세이 7년) 4월 1일일기 예보의 자유화, 예보 업무 허가 사업자 독자 예보 발표, 기상 비즈니스 시장 확대
1990년대 후반인터넷 보급, 웹사이트에서 기상 데이터, 과거 기상 데이터 입수 용이
2013년 (헤이세이 25년)특별 경보 운용 시작[121]


7. 예보의 정확도

지구 대기는 카오스와 같은 특성을 띄고 있어 초기값에 민감하게 반응한다. 대기 시뮬레이션 계산 오차는 반복 계산을 거치면서 지수 함수적으로 증가하기 때문에 장기간 예측은 매우 어렵다. 지형의 영향을 크게 받는 산악 지역은 날씨 변화가 심해 예보의 알고리즘 정확도가 낮아져 예보가 빗나가는 경우가 많다.[121] 그러나 대기 측정 기술 발전, 기상 위성을 통한 관측 데이터 확보, 슈퍼컴퓨터 활용 등으로 예보 정확도는 점차 향상되고 있다.[121]

7. 1. 정확도 평가 지표

일기 예보의 정확도를 평가하기 위해 다양한 지표가 사용된다. 강수 유무를 평가할 때는 적중률(일치율), 놓침률, 헛침률, 포착률, 스렛 스코어, 스킬 스코어, 바이어스 스코어 등이 사용된다. 양적 예보의 정확도는 평균 오차(ME), 제곱 평균 제곱근 오차(RMSE) 등으로 평가한다. 확률 예보의 경우 브라이어 스코어(BS), 브라이어 스킬 스코어 등을 사용해 평가할 수 있다.[121]

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