“북극 바닷길 언제 열릴까?”…UNIST AI가 한 달 전 예측
UNIST·수자원공사·캐나다 공동연구팀 성과 6.25㎞ 격자 단위 최대 30일 해빙 변화 예측 북극항로 통항 시작일 오차 10.75일→4.5일
2026-11-15 심현욱 기자
UNIST 지구환경도시건설공학과 임정호 교수팀은 한국수자원공사 수자원위성연구소 김영준 박사, 캐나다 매니토바대 연구진과 함께 가로·세로 6.25㎞ 구역별 북극 해빙 분포를 하루 단위로 최대 30일 앞서 예측하는 AI 모델인 ‘아이스네스트(IceNest)’를 개발했다고 15일 밝혔다.
#임정호 교수팀, 해빙 예측 AI ‘아이스네스트’ 개발
북극 해빙은 해수면 온도 등에 따라 얼거나 녹고, 바람과 해류에 밀려 모이거나 흩어진다. 쇄빙선이 아닌 일반 선박은 이러한 변화를 미리 파악해야 출항 시기와 경로를 정할 수 있다.
아이스네스트는 북극 전체의 해빙 변화부터 좁은 해협과 얼음 가장자리의 세밀한 변화까지 예측할 수 있다. 서로 다른 두 위성자료를 활용해 전체 분포를 예측하고 세부 지역별로 보정하는 방식이다. 25㎞ 단위로 구획된 위성자료와 기온·해수면 온도·바람 등을 여러 AI 모델에 학습시킨 뒤, 각 모델이 예측한 결과를 결합해 향후 30일간의 해빙 농도를 먼저 예측한다.
학습에 사용하지 않은 2020~2023년 자료로 검증한 결과, 아이스네스트는 비교 대상인 통계 기반 모델과 유럽 코페르니쿠스 기후변화서비스의 계절 예측 모델들보다 얼음 유무와 경계 위치를 더 정확하게 예측했다. 특히 이러한 성능 차이는 얼음이 빠르게 녹는 여름과 다시 얼기 시작하는 가을에 두드러졌다.
#생성형 AI 활용…선박 운항계획 수립 도움 기대
또 모의 항해 시뮬레이션시 아이스네스트의 해빙 예측을 활용하면 기존 모델보다 선박의 통항 시기와 이동 거리를 더 정확하게 계산할 수 있는 것으로 나타났다. 베링해에서 러시아 북쪽을 거쳐 노르웨이해로 이어지는 북동항로를 대상으로 했을 때 통항 가능한 시작일의 평균 오차는 4.5일을 기록했다. 영국 기상청 모델 ‘글로시5·6’의 오차는 10.75일로, 오차가 절반 이상 감소한 것이다. 통항 종료일의 오차역시 3.5일에서 2.75일로, 항로 거리의 오차는 101.32㎞에서 88.64㎞로 감소했다.
다만 실제 운항에 활용하려면 해빙 농도 외에 얼음 두께와 이동 방향·속도, 파도 등도 함께 고려해야 한다고 연구팀은 설명했다.
임정호 교수는 “북극 전체의 해빙 변화와 항로 주변의 세밀한 얼음 분포를 함께 예측하고, 이를 모의 항해에 적용해 실제 항로를 계획하는 데 쓸 수 있음을 확인했다”라며 “북극항로를 이용할 수 있는 시기와 구간을 미리 파악해 선박의 운항 계획과 항로 선택에 도움을 줄 것으로 기대한다”라고 말했다.
연구는 국제학술지인 ‘사진측량·원격탐사 저널(ISPRS Journal of Photogrammetry and Remote Sensing)’에 9월 22일 온라인 공개됐다. 해양수산부와 교육부의 지원을 받았다.