[개발일지] 최근 기후모델 근황

이어지는 글.. 지난 글 요약 대기과학의 꽃은 예보 통계모형과 역학모형 모두를 사용 역학모형의 기반은 유체역학 기반의 모델을 활용 유체역학 기반이나 지배방정식의 해를 구할 수 없어 수치방법론으로 구현 역학모델이라는 게 있는데 왜 통계 모델이 쓰이느냐? 통계 vs 역학모델 대기과학 역학모델인 기후모델은 전 지구를 그리드로 쪼개서 각 그리드 별로 지배방정식을 수치적으로 풀어내는 것을 목표로 함 유체역학이라는 훌륭한 과학적 솔루션이 있는데 왜 통계를 사용하느냐? 이슈는 컴퓨팅 자원임. CFD 하면 생각 나는 분야들이 있는데, 상대적으로 규모가 작은 것들임. 엔지니어링 쪽에서 항공기 난류를 예측한다던지, 혹은 수문학에서 어떤 지형에 흐르는 물을 예측한다던지, 혹은 도시공학에서 유체의 흐름을 본다던지 등 임 그런데 대기과학은 기본적으로 전지구를 모사해야함-> 전지구가 하나의 시스템이며 이걸 쪼갤 시 경계값 문제가 발생해서 또 복잡해짐. 제일 쉬운게 전지구를 모사하는 것이 좋음. 이게 생각 이상으로 표현해야할 변수가 많음. 전지구를 위경도 방향으로 그리드를 쪼개고, 이거를 연직 방향으로 확장시키는 3차원 그리드를 구성해야함. 여기서 연직은 대류권부터 높게는 열권까지 올라가며, 지하로는 대양까지 묘사해야함. 그게 끝이 아닌게, 3차원을 넘어 4차원으로 이 모든 값이 매 순간 순간 업데이트가 되어야함. 단순 컴퓨팅 자원이 겁나 많이 들어감. 단순히 많이 들어가면 GPU로도 커버가 됨. 왜냐면 GPU는 게임에서 가장 많이 쓰였고, 게임은 결국 가상 현실을 만들어 내는게 목표기에 컨셉 자체는 기후...

2년 전 구상했었지만, 이제서야 본격적으로 시작 시작에 앞서 대기과학 모델링에 대한 정리좀 해보려고 함(반말 죄송합니다) 대기과학 모델링 대기과학은 기상/기후를 다루는 학문으로 대기현상에 대한 원인 및 현상을 분석하는 것이 주된 학문 대기과학의 꽃은 예보 -> 미래를 예측하는 능력이 중요 자연현상을 예측하기 위해 과거부터 통계/역학 두 가지 모델링이 발전함 대기과학의 토대는 유체역학임. 유체역학 중에서도 비압축성 대기를 대상으로 함. 유체역학 분야에서도 대기과학이 독특한 이유가 대기라는 대상을 특정화한 유체역학이기 때문임 기본적으로 역학 모델링은 CFD(Computational Fluid Dynamics)모델 기반에서 출발하지만 다르게 방향성이 다르게 발전해왔음. 어쨌거나 기본은 CFD인데, 고전역학 관점에서 고체역학과 달리 유체역학은 유동성이라는 특성 때문에 모델링이 어려운 점이 있음. 자연을 역학적으로 예측하려면 지배방정식에 대한 이해가 필수인데, 유체역학의 지배방정식은 나비에스톡스 방정식이라고, 미분방정식 중에서도 analytic solution이 없는 방정식임 해를 구할 수 없기 때문에, 유체역학 모델링에서는 정확한 솔루션을 찾는 것이 아닌 ...