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미리 분석하여 대처하다! ‘빅데이터와 지진’

  • 2015.09.11.
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20150911_한수원_빅데이터지진

 

여러분은 어떤 영화 장르를 좋아하시나요?

SF, 로맨스, 코미디 영화에도 여러 장르가 존재하죠.
그중에 혹시 재난 영화 장르를 좋아하시는 분들도 많을 것 같은데요.

재난 영화에 자주 등장하는 주인공으로 지진을 빼놓을 수는 없죠.
왜냐하면 하루에도 지구에는 크고 작은 지진이 계속해서 발생하기 때문이죠.

지진을 주제로 한 재난 영화를 볼 때 붕괴되는 건물과 갈라지는 땅을 CG로 어떻게 표현하느냐에 따라 영화가 “재미 있었다”, “재미 없었다” 판단하게 되죠.

하지만 현실에서도 넋 놓고 앉아서 지진을 구경할 수 있을까요? 그렇지 않습니다.
현실 속 지진은 사람들에게는 정말 끔찍한 재앙으로 다가오게 됩니다.

최첨단 시대를 달리고 있는 현대 과학기술로 지진을 미리 예측할 수는 없을까요?

오늘은 빅데이터로 예방할 수 있는 지진에 대해서 알아보도록 하겠습니다.

 

20150911_한수원_빅데이터지진_02

 

◆ 스마트폰 GPS를 이용하다!

지진을 완벽히 예측하는 것은 현재 기술로 불가능합니다.

과학자들은 그 대안으로 GPS 정보를 분석해 지진을 조기에 경보하는 기술을 개발해왔습니다.
미국, 멕시코, 일본에서는 범지구위성항법시스템(GNSS)을 구축해 지진 시 땅의 흔들림을 관측해 경보하고 있습니다.

지진 조기 경보는 P파와 S파 두 종류의 지진파가 시간차를 두고 발생하는 원리를 이용하게 됩니다.
먼저 도착하는 P파의 도착 시간과 진폭 정보를 활용해 뒤따르는 S파의 위치와 규모를 계산하고 이를 경보하게 되는데요.

문제는 이런 지진 경보 시스템이 갖춰지지 않은 나라가 대다수라는 점이다. 위성 정보와 값비싼 센서를 이용해 정밀한 지진 관측 시스템을 구축하려면 큰 비용이 들어가게 됩니다.

USGS는 도시 사람들이 소지하고 있는 스마트폰을 센서로 활용할 수 있다는 아이디어를 냈습니다.
연구팀은 지진이 발생하는 순간 스마트폰의 GPS가 한꺼번에 한 방향으로 ‘휘청’인다는 점에 착안했습니다.
한 대의 휴대전화가 움직이면 지진일 가능성이 없지만 수천 대의 휴대전화가 동시에 움직이면 지진일 가능성이 매우 높아지기 때문입니다.

지난 2011년 동일본 대지진(규모 9.0)에 얼마나 경보를 잘 할 수 있는지 실험을 진행하였는데요.
그 결과 스마트폰 GPS는 진앙의 위치를 정확히 찾았고, 무엇보다 지진파(S파)가 도쿄 도심에 도착하기 23초 전에 경보를 할 수 있었습니다.

연구를 진행한 사라 민슨 박사는 “스마트폰 GPS 지진 경보 시스템은 초기에 네트워크 설치비용이 거의 들지 않는다”며 “스마트폰에 어플리케이션을 깔게 하는 것만으로 인구 5,000명 정도의 도시를 충분히 커버할 수 있다”고 설명했습니다.

 

20150911_한수원_빅데이터지진_03

 

◆ GPS와 기상청 데이터를 이용하다

빅데이터는 구체적인 지진 대피 전략을 짜는데도 활용되고 있습니다. 사람들의 행동을 구체적으로, 정확히 알 수 있기 때문인데요.

2011년 동일본 대지진을 겪은 일본 과학자들은 유사한 재앙에 효과적으로 대비할 수 있는 방법을 찾기 위해 관련한 빅 데이터를 분석하는 프로젝트를 3년 전부터 수행해왔습니다.

2011년 3월 11일 2시 46분 일본 도호쿠 지역을 강타한 지진은 그 피해가 유독 컸다. 일본은 지진 대비가 세계에서 가장 잘 된 나라임에도 불구하고 2만 명이 넘는 사망 추정 실종자가 발생했습니다.

연구팀은 당시 상황을 정확히 파악하기 위해 주민들의 휴대전화 GPS 정보와 일본 기상청이 제공한 쓰나미 정보를 통합 분석했다. 이러면 주민들이 어떻게 대피했는지를 시간대별로 알아볼 수 있다. 분석 결과는 놀라웠습니다.

쓰나미는 지진 발생 40분 뒤 해안에 상륙했는데 이때 침수 지역에 남아 있는 사람이 52만 명이나 되었습니다. 대피 중에 목숨을 잃었을 것이라는 예상과 달리 해안지대 사람들의 절반 정도는 지진이 발생한 뒤에도 해안 지대를 떠나지 않았던 것입니다.

연구팀은 GPS 정보를 통해 주민들이 인근 대피소에서 사망했다는 안타까운 사실을 알게 됐다. 해일의 규모를 예상하지 못하고 평소처럼 대피소로 피신한 것입니다. 이를 통해 해안에서 멀리 떨어진 곳, 지대가 높은 곳에 마련해야 한다는 사실을 일깨워주는 결과을 얻게 된것이죠.

 

◆ 한국, 빅데이터를 이용하다

한국지질자원연구원(이하 지질연)과 기상청의 관측 자료를 통합해 실시간 지진 경보를 하고 있습니다.

지질연은 대전 지진연구센터를 비롯해 주요 단층지역에 지진관측소 35곳, 기상청은 지진 및 지진해일 관측을 위한 지진관측소 127곳을 운영하고 있습니다. 양 기관의 지진 자료는 국가망을 통해 실시간 공유되는데요.

국가지진정보센터에서는 이 공유된 정보를 바탕으로 지진 발생 여부를 감시하고 진앙의 위치, 규모 등을 분석합니다.
역시 P파와 S파의 속도차를 이용하는 방식이다. 관측소에서 하루 동안 만들어지는 정보의 양은 1TB(테라바이트)가 넘습니다. 이중에서 지진 신호만을 골라내 분석하려면 고도의 컴퓨터 알고리즘이 필요합니다.

참고로 관측소가 우리나라보다 훨씬 많은 일본은 지진이 발생한 뒤 5초 만에 경보가 가능합니다.
지진을 처음 감지할 때나, 정확한 진앙 위치를 찾을 때 관측소가 많을수록 유리합니다.

 

오늘은 빅테이터를 통해 지진을 미리 알고 피해를 최소화하는 사례들에 대해서 알아보았는데요.

우리나라에는 심각하게 지진이 발생하지는 않았지만, 지진은 언제 어디서든 일어날 수 있습니다.
현재 우리의 기술로 지진은 미리 예측되지만 조금 더 피해를 줄이기 위해서는 시간을 단축할 필요가 있습니다.

혹시, 지진을 먼 나라 이야기처럼 생각하고 있지는 않으신가요?

요번 기회에 생활 속 안전에 대해 다시 한번 생각해 보는 건 어떨까요?

 

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