구석구석 숨은 미세먼지까지 다 찾아내는 빅데이터

어린이집 공기청정기 설치모습

[이데일리 김보경 기자] 보육교사가 아이들과 한창 역할놀이 수업을 하고 있는 서울 동대문구의 한 어린이집. `딩동`하고 교사 스마트폰에 알림 메세지가 뜬다. 보육실에 설치한 실내 공기질 모니터링 관리센서를 통해 미세먼지가 `나쁨` 수준으로 측정돼 경고가 울린 것. 메시지를 확인한 교사는 곧바로 공기청정기를 세게 틀었다.

서울 424개동 미세먼지 빅데이터 수집

서울시는 관내 어린이집 중 10% 수준인 600여곳에 설치된 미세먼지 간이측정기의 데이터 수집과 사물인터넷(IoT)을 연계한 실내 미세먼지 관리를 시범적으로 서비스하고 있다. 영유아가 주로 생활하는 보육실의 실내 공기질 관리가 중요해지면서 지난해 9월부터 시행해오고 있다. 아침·저녁으로 30분 이상씩 자연환기시키는 것을 규칙화 하는 등 공기청정기 효과를 높일 수 있는 방안을 병행함으로써 어떻게 행동했을 경우 공기질이 빨리 개선되는지도 분석하고 보급한 공기청정기 효능도 검증한다. 시는 올해 어린이집 500곳에 추가로 이 간이측정기를 설치할 계획이다.

특히 올해부터는 미세먼지 간이측정기를 사용해 서울시 각 동별로 미세먼지 빅데이터 수집도 시작한다. 현재는 각 자치구에 설치된 측정소 기준으로 미세먼지 농도 측정치를 발표하고 예보를 해왔다. 하지만 공사장과 도로, 숲 등 지역별 환경 편차 때문에 측정치가 체감 수준과 다른 일이 종종 있다. 서울시는 오는 8월 간이측정기 인증제가 시행되면 최소한 2등급 성능을 인증받은 간이측정기를 424개동에 2개씩 850개 정도를 설치해 미세먼지를 측정한다.

구아미 서울시 대기기획관은 “간이측정기를 통해 생활 지역내 미세먼지 측정 데이터의 정확성이 높아지면 유용하게 활용할 수 있을 것”이라며 “보다 세밀한 미세먼지 배출 사업장 단속 등 보다 촘촘한 미세먼지 관리가 가능하게 될 것”이라고 말했다.

도봉구 국공립 어린이집에 설치된 미세먼지 신호등

예보 정확도 높이고 중국요인 밝혀내

빅데이터는 미세먼지 예보의 정확성을 높이고 국내 미세먼지 발생의 중국 요인을 분석하는데도 활용된다. 행정안전부는 최근 빅데이터 분석을 통해 중국에서 불어오는 바람 방향과 속도가 국내 미세먼지 발생에 직접적인 영향이 있다는 사실을 밝혀냈다. 지난달 29일 행안부 국가정보자원관리원은 유엔(UN) 글로벌 펄스 자카르타 연구소와 지난 2015년 1월부터 2018년 3월까지의 △인천 지역 미세먼지·대기오염 데이터 △미국항공우주국(NASA)에서 제공하는 동북아 지역의 위성 센서 데이터 △에어로넷(AERONET)의 지상관측 센서 데이터를 미세먼지 예측 모델에 적용·분석했다.

그 결과 국내 미세먼지가 `나쁨`일 때 서풍이 불며 산둥성, 산시성, 베이징·허베이성 등의 중국 지역의 에어로졸 농도가 매우 높다는 결과를 얻었다. 대기 중 떠다니는 미립자인 에어로졸 농도는 미세먼지 양에 영향을 미친다. 그간 환경부는 국내에 고농도 미세먼지가 발생할 때마다 최소 20%에서 최대 85%의 국외 영향이 있다고 발표했다. 중국으로부터 편서풍이 불어오긴 하지만 국가별 배출량 정보를 정확히 알 수 없기 때문에 바람이 거치는 중국, 몽골, 북한, 일본 등의 영향을 모두 포함해 국외 영향이라고 표현할 수 밖에 없었던 것. 그러다 보니 중국은 과학적 근거가 없다며 국내 미세먼지 문제에 책임이 없다는 태도를 보여왔다. 하지만 빅데이터 분석으로 이를 반박할 근거가 생긴 셈이다.

관리원은 빅데이터를 기계학습 예측모델에 적용해 중국 영향을 밝혀낸 것은 물론 기존 국내 미세먼지 예보에 비해 정확도도 약 15% 가량 높은 것으로 확인했다. 관리원은 향후 에어로졸 분석 성능이 뛰어난 국내 정지 위성(천리안 2A·2B) 데이터를 추가로 확보해 미세먼지 예측 정확도를 더 높인다는 계획이다. 김명희 원장은 “이번 분석은 국민 생존권과 직결되는 미세먼지 문제를 빅데이터로 접근한 아주 의미있는 사례”라며 “미세먼지 예보에 기계학습 예측모델이 적극적으로 활용되기를 기대한다”고 말했다.