바닷속 '유령 파도' 잡았다…NASA 위성 눈 60% 선명해져

미국 연구진이 인공위성의 해수면 관측을 방해하던 바닷속 파도를 예측하는 새 모델을 개발해 관측 정확도를 60% 가까이 끌어올렸다.

플로리다주립대 연구팀은 이같은 내용의 연구 결과를 3일(현지시간) 국제학술지 '사이언스 어드밴시스'에 발표했다. 이번 연구는 미 항공우주국(NASA)의 '표층수 및 해양 지형'(SWOT) 위성 데이터의 오차를 보정하는 방법을 제시했다.

SWOT 위성은 약 800km 상공에서 지구의 바다, 강, 호수 표면을 관측해 고해상도 데이터를 제공한다. 하지만 바다 깊은 곳에서 움직이는 '내부 조석'이라는 거대한 파도가 위성 신호를 왜곡하는 문제를 안고 있었다.

이 내부 조석은 과학자들이 관찰하려는 미세한 해류와 유사한 신호를 만들어내 관측을 방해하는 '소음'으로 작용했다. 기존에는 이 파도의 움직임이 너무 무질서해 예측하거나 보정하기 어렵다고 여겨졌다.

연구팀은 이 문제를 해결하기 위해 '하이브리드 좌표 해양 모델'(HYCOM)을 활용했다. HYCOM은 미 해군이 수십 년간 개발해 온 해양 예측 시스템으로, 해양 물리 시뮬레이션에 위성, 로봇, 부표 등에서 수집한 실시간 관측 데이터를 결합하는 '데이터 동화' 기법을 사용한다.

이 모델은 조수를 유발하는 힘을 직접 시뮬레이션하기 때문에, 바닷속 내부 조석의 움직임을 물리 법칙에 따라 자연스럽게 예측할 수 있다.

연구팀은 HYCOM의 예측 결과를 이용해 SWOT 위성 데이터에서 내부 조석으로 인한 간섭 신호를 제거했다. 그 결과, 기존의 최신 보정 방법에 비해 해양 순환 관측 정확도가 59% 향상되는 것으로 나타났다.

이번 연구로 위성 데이터의 정확도가 높아지면서 해양의 열과 탄소 흡수 능력, 기후 변화 예측 모델 검증 등 관련 연구가 한층 정밀해질 전망이다.

논문 주저자인 야디디야 바다르바다 연구원은 "고치기엔 너무 혼란스럽다고 생각했던 간섭이 실제로는 예측 가능하다는 것을 보여줬다"며 "해군이 항해를 위해 만든 모델을 통해 NASA의 최첨단 해양 위성이 훨씬 더 선명한 눈을 갖게 된 것"이라고 설명했다.