“벚꽃 언제 필까”…AI·머신러닝으로 진화하는 개화 예측

[이데일리 안유리 기자] 봄 축제 시즌이 다가오면서 전국 지방자치단체들이 꽃 축제 준비에 속도를 내고 있다. 하지만 현장에서는 자칫 ‘벚꽃 없는 벚꽃 축제’가 되는 것 아니냐는 우려도 함께 커지고 있다.

지난 2024년에는 변화무쌍한 봄 날씨로 개화 시점이 늦어지면서 여의도 벚꽃 축제를 비롯한 각 지역 봄꽃 축제가 흥행에 적잖은 차질을 빚었다. 기후 변화로 날씨 변동성이 갈수록 커지면서, 축제 성패를 좌우할 개화 예측 기술의 중요성도 한층 부각되고 있다.

[이데일리 방인권 기자] 2024년 4월 7일 서울 양재천을 찾은 시민들이 만개한 벚꽃을 살펴보고 있다.

봄꽃 개화 예보는 산림청과 민간 기상정보 회사에서 통상 2월 말에 발표한다. 산림청은 올해 벚나무류의 전국 평균 만개 시기를 4월 7일 전후로 예상했다. 웨더아이는 3월 25일 서귀포를 시작으로 서울에서 4월 3일경 개화할 것이라고 내다봤다.

벚꽃 개화는 생물계절학적 원리에 따라 결정된다. 벚나무는 여름부터 초가을 사이 꽃눈을 형성한 뒤 겨울 동안 휴면(겨울잠)상태에서 일정 수준의 저온을 경험해야 한다. 겨울 동안 필요한 만큼의 추위를 채워야 휴면이 끝나고 개화 준비를 시작할 수 있다.

이후 일 평균 기온이 0도 이상일 때의 온도를 누적한 ‘적산온도’가 일정 수준에 도달하면 개화가 시작된다. 벚꽃은 보통 1월 1일부터 0도 이상 기온을 누적한 적산온도가 200~220도에 도달하면 개화하는 것으로 알려져있다.

개나리와 진달래 등 봄꽃도 같은 원리로 핀다. 개화 시기는 2월과 3월의 기온변화에 가장 큰 영향을 받으며, 이 기간 중의 일조시간, 강수량 등도 개화시기에 영향을 준다.

[이데일리 김일환 기자]

과거 개화 예측은 관측소 주변 특정 나무를 기준으로 한 장기 관측과 30년 평균값(평년값)을 활용해 ‘평년 대비 ±며칠’ 수준으로 제시됐다. 먼저 개화한 지역과의 시차를 통해 다른 지역의 개화 시점을 추정하는 방식도 활용됐다.

최근에는 AI(인공지능) 기반 머신러닝(ML) 기술을 개화 예측에 활발히 활용하고 있다. 위성 탐사를 통한 식생 지수를 활용한 생물계절·개화 시기 추정 연구도 이뤄지고 있다.

꽃눈이 휴면을 풀고 실제로 꽃이 터지는 시점을 시뮬레이션하는 방식으로 작동한다. 이런 물리·생리 모델 위에 머신러닝을 더하면, 지역별 미세한 지형 차이나 도시 열섬, 토양 수분 같은 변수까지 데이터 패턴으로 반영해 기존 규칙만으로 설명하기 어려운 오차를 보정하는 역할을 한다.

장근창 국립산림과학원 박사는 “국립산림과학원에서는 과거 자료를 바탕으로 개화시기를 예측하는 과정 기반 모델과 ML 기반의 모델을 함께 사용하는 하이브리드 방식을 활용하고 있다”면서 “핵심적으로 활용하는 데이터는 산림수종의 개화시기 관측 자료와 산지에서 관측한 산악기상정보”라고 설명했다.

여의도봄꽃축제가 열린 2024년 3월 31일 서울 영등포구 여의도 윤중로 일대에 벚꽃의 개화가 늦어지면서 한산한 모습을 보이고 있다. (연합뉴스)

개화 시기를 분석하는 예보 기술은 발전하고 있지만, 기후 변화로 이상 기상이 잦아지면서 예측 난이도는 오히려 높아지고 있다.

반기성 케이웨더 예보센터장은 “개화 예측은 한 달 전 또는 최소 20일 전에 이뤄져야 하지만, 그 이후의 기상 변화는 현재 기술로 정확히 예측하기 어렵다”며 “AI가 수십만 건의 데이터를 학습하더라도 최근 기후 패턴이 과거와 달라 예측이 쉽지 않다”고 말했다.

장 박사 역시 “연도별 봄철 기온 변동성이 커지면서 개화 시기 예측이 점점 어려워지고 있다”면서 “10년~5년 정도의 평균적인 기온 상태와 어떻게 변하는지, 그 차이가 올해 또 어떻게 나타나는지 부분을 함께 고려해서 보고 있다”고 말했다.

장기적으로는 기후 변화 영향으로 벚꽃 개화 시기가 전반적으로 앞당겨지는 흐름이 뚜렷하다. 따뜻해지는 봄 날씨에 벚꽃을 포함한 봄꽃이 점점 더 빨리 피고 있다.

장 박사는 “올해는 일부 지역에서 산수유가 올라오기 시작해, 작년에 비해서 2~3일 정도 빨리 개화가 이뤄지고 있다”고 말했다.