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정확하게 날씨를 예측한다는 것은 인류 그 자신과 똑같을 정도로 옛날부터 내려온 문제 중의 하나이다. 날씨를 어느 정도 예측할 필요가 생긴 것은 인류가 정주생활, 즉 농경생활로 이행했던 때부터이다. 한발이나 홍수, 폭풍우나 태풍 등이 인류에게 많은 손실을 끼쳤다. 이 때문에 엄습해 오는 이들 천재를 적시에 예지하여 일 하기에 좋은 날씨를 예견하는 방법을 배우지 않으며 안되었던 것이다.

인간이 오랜 세월에 걸쳐서 관찰을 거듭한 결과 하나 하나의 대기 현상의 경험적인 관계를 밝혀낸 것은 아득한 기원전의 일이다. 날씨를 점치는 많은 징조가 밝혀져서 그것을 누구라 하더라도 배우기 쉽도록 언어의 음을 글로 전했다. 예를 들어 현재 남아 있는 바빌론의 점토판에는 "태양에 해무리가 생기는 때에는 비가 내린다"라고 기록되어 있다.

또 그리스인은 1년의 매일 매일의 평균 날씨를 석판에 새긴 특별한 달력을 만들었다. 이들 석판은 바다와 접한 도시의 시장이라든가 광장 등 사람이 많이 다니는 장소의 기둥에 고정시켜 놓았는데 뱃사람이나 농민들이 매우 신뢰했다. 그리고 이 달력에 맞추어서 수렵이나 어로 작업을 하기도 하고 큰 배로 멀리 항해를 하거나, 또 농사를 짓기도 했다.

오늘날에는 이 석판은 알아주는 사람도 없이 박물관에 처박혀 있다. 몇 세기 동안 여러 민족이 자연의 관찰에 기초해서 축척해 온 날씨를 예측하기 위한 다양한 징조에 관한 일을 잊어버리고 말았다. 그리고 지금은 일기 예보를 과학적 근거에 기초해서 하고 있다. 재일 날씨 또는 2-3일 후의 날씨에 관한 것을 라디오나 텔레비전의 일기 예보라든가, 출근 전에 신문을 봐서 아는 것이 보통인 시대에 살고 있다. 현재에는 날씨에 대해서 관심을 갖지 않는 사람은 한 사람도 없을 것이다. 일기 예보의 '수요자'는 농업이나 토목 분야의 종사자들, 조종사, 뱃사람, 건축 분야등 다양한 직업에 종사하는 수억의 사람들에게 걸쳐 있다. 그리고 일기 예보가 적중하는 확률은 괄목할 만큼 높아졌다. 이것은 관측망의 확대, 계측기의 개량에도 그 이유가 있지만 주로 물리학과 역학의 법칙을 보다 완전히 응용한 데에 힘입은 바가 크다. 즉 기단(수평 방향으로 온도, 습도 등이 어디나 대개 같은 넓은 범위에 걸쳐서 퍼져 있는 공기의 대규모 덩어리)의 운동을 수학적인 모델로 작성할 수 있게 되었기 때문이다. 이것은 컴퓨터의 출현으로 비로소 가능하게 되었던 것이다. 또 기상위성은 일기 예보의 역사에 새로운 한 페이지를 장식하였다.

기상위성에는 지표의 설원이나 구름의 상태를 촬영하는 장치라든가 지표나 구름이 반사하고 흡수하는 에너지를 측정하는 장치가 실려 있다. 기상위성은 동일한 지점의 상공을 하룻동안에 두 번 통과하도록 되어 있는데 반경 5킬로미터의 구역을 촬영한다. 지상으로 전송하는 사진에는 태풍이나 허리케인으로 변할 가능성이 있는 저기압의 거대한 구름의 소용돌이를 볼 수 있다.

태풍이나 허리케인의 발달을 저지하는 일은 불가능하다. 그러나 전에는 태풍이나 허리케인이 갑자기 도시나 마을을 덮쳤지만, 지금은 기상위성의 도움을 받아 우리들은 태풍이나 그 밖의 천재지변을 예지하고 저기압과 고기압의 움직임을 추적할 수 있다. 기상위성 덕분에 예보관은 '날씨 공장' 이라 부르는 지역까지 관여할 수 있는 강력한 수단을 획득하게 되었다.

이처럼 최근에는 기상학이 진보했음에도 불구하고 일기 예보가 틀리는 것은 왜일까? 그 주요한 원인 중 하나는 대기권의 전층이나 도달하기 곤란한 지역의 기상 관측이 완전하지 않다는 점이다. 그 이유는 대부분의 기상 관측이 육지에서 실시되고 있는데, 육지 면적은 지표의 3분의 1에 지나지 않기 때문이다. 그 뿐만 아니라 관측에 있어서도 전체의 모든 특성을 다 관측하지 않을 뿐 아니라, 관측하는 부분도 대기권의 하층부에 한정되어 있기 때문이다.

데이터의 부족을 보충하고 '날씨 공장'에 깊숙이 침투하기 위해 라디오존데(Radiosonde; 전파를 이용하여 대기상층의 기온, 습도, 기압의 기상요소를 측정하는 기계, 기구, 로켓 등에 소형 무선 송신기를 장치하고 통과하는 고층대기의 상태에 따라 변화하는 전파신호를 수신함으로써 측정함. 상층 대기의 우주선, 자외선, 오존 농도, 우주선의 강도 전장의 세기, 방사능 상태, 구름의 높이 및 농도 등을 측정하는 것도 있음)를 이용한 관측이 이루어지고 있다. 이 경우 최고 30킬로미터의 고도에서 관측한 데이터를 무선으로 지상에 송신해 온다. 그러나 유감스럽게도 라디오 존대의 움직임을 컨트롤하는 것은 인간이 아니라 바람인 것이다. 따라서 특히 중요한 '지점'의 정보를 자유롭게 수집할 수 없는 것이다.

비행기가 이러한 '빈 자리'를 메꾸어 주지만 라디오존데보다 더 높이 비행할 수는 없다. 인공위성이 비행하는 고도까지 도달할 수 있는 것으로 기상 로켓이 있다. 그러나 그것도 빈번하게 쏘아 올리기에는 돈이 너무 많이 든다. 때문에 이 문제를 해결할 유력한 방법은 없다고 볼 수 있다. 또 비행기나 로켓 자체도 그것이 대기속을 비행할 때 대기층에 혼란을 조성한다는 점을 감안한다면, 이들을 이용하는데도 당연히 한계가 따른다는 점은 두말할 나위 없다.

일기 예보가 맞지 않는 두 번째 이유는 일련의 대기현상의 원인과 결과, 연속성에 대한 지식이 아직 충분치 않다는 점이다. 하나의 예로 다음과 같은 것을 생각해보자. 두 곳의 조그마한 대기의 소용돌이가 생겼다면 어느 곳에서도 이것을 발견할 수가 없다. 그러나 이 소용돌이가 생겼다면 어느 곳에서도 이것을 발견할 수가 없다. 그러나 이 소용돌이는 점점 발달하여 날씨를 변화시키는 결정적인 도화선이 되기도 한다. 이러한 상황은 물론 예외이다. 그러나 이러한 것이 일기 예보를 빗나가게 만드는 것이다.

그 이외에 또 두개의 이유가 있다. 그 중 하나는 예보 작성의 근거가 되는 정보는 방대한 양인데 그것을 최소한의 시간에 처리하지 않으면 안된다는 점이다. 1초에 수십만 번의 연산을 하는 컴퓨터라 하더라도 이 일을 처리하기에는 불가능하다. 또 하나의 기상학자가 위성에서 보내온 사진을 아직 충분히 해독할 수 없다는 점이다.

일기 예보가 빗나가는 이유 중의 일부는 일기도에 의해서 일기를 예보하는 현재의 방법의 기초는 과학적이지만, 그 성질상 아무리 해도 부정확을 추래하지 않을 수 없기 때문이다. 이것은 천문학에서 일식과 월식을 예보하는 것과는 현격한 차이가 있다. 천문학에서 하는 예보는 정확한 계산에 기초를 두고 있기 때문에 그 오차가 최소가 된다. 이에 대해서 기상 예보관 쪽은 매번 새로운 대기현상을 분석하지 않으면 안되고 개인적인 주관이 어떻게 한다 하더라도 개입된다. 기상학은 비교가 불가능할 정도로 역사가 일천하기 때문에 수백 년에 걸쳐서 축적된 데이터라는 것이 아직은 없다. 자연의 힘에 관한 법칙성을 설명하는 이론을 수립하는 데에는 뭐라 해도 이들 테이타를 비교하는 것이 필수 불가결하다. 예보관의 임무는 어느 쪽인가 하면 의사의 업무와 매우 비슷하며, 지식 외에 날카로운 직관과 사태의 직전을 예견하는 능력이 필요하다.

대기의 상태는 원래 불안정하다. 이들의 상태가 그저 약간만 변화한다 하더라도 예상을 뒤엎는 결과를 발생시킬 수가 있다. 따라서 현상의 원인을 밝혀내고, 날씨에 관한 각각의 요소에 대한 데이터가 충분하다 하더라도 예보관이 절대적으로 정확한 일기 예보를 발표한다는 일은 불가능하고, 이후의 날씨에 대해서는 극히 대략적으로밖에 판정할 수 없는 것이다. /생물들의 신비한 초능력[리츠네스키]