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ENIAC 이후 디지털 트윈까지의 수치예보 발전 역사와 미래 전망

Numerical Weather Prediction Development: Historical Progress and Future Prospects from ENIAC to Digital Twins

과학과 과학교육 / Journal of Science and Science Education, (P)3022-8719;
2025, v.50 no.2, pp.68-740
https://doi.org/10.23335/JSSE.2025.50.2.68
이성진(Sungjin Lee)
정지원(Jiwon Jeong)
윤세민(Semin Yun)
문병권(Byung-Kwon Moon) (전북대학교)
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초록

기상 예측은 현대 사회에서 일상생활은 물론 재해 대응과 정책 결정의 중요한 근거로 활용되고 있다. 지난 수십 년 동안 수치예보 기술은 계산 기술과 함께 발전되었다. 이 논문은 최초의 컴퓨터인 1950년 에니악(Electronic Numerical Integrator and Computer, ENIAC)을 이용한 수치예보 실험에서 출발하여 현대 전지구 수치예보 체계, 디지털 트윈과 인공지능 기반 예측으로 이어지는 과정을 중등교사가 쉽게 이해할 수 있도록 작성되었다. ENIAC과 현대 수치 예보 모델, 디지털 트윈이라는 각 수치모델에 대해 모델 구성의 복잡성, 관측과 자료동화 체계, 불확실성 처리 방식, 사회적 활용의 기준에 따라 비교하였다. 여기서 우리는 수치예보 발달 과정이 예보 정확도를 높이는 기술의 진보이면서 동시에 불확실한 날씨 정보를 사회적 의사 결정에 통합하는 방향으로 변화해 온 여정임을 강조하였다. 덧붙여 수치예보를 과학 지식, 기술, 사회적 합의가 상호작용하며 발전해 온 사례로 제시하였다. 이 원고가 수치예보를 과학과 사회의 관계를 설명하는 데 기초 자료로 활용할 수 있을 것으로 기대한다.

keywords
수치예보, 에니악(ENIAC), 디지털 트윈, 사회적 의사 결정

Abstract

Weather forecasting plays a crucial role in modern society, serving as an essential basis for daily life, disaster response, and policy decision making. However, the development of numerical weather prediction (NWP) is often understood primarily as an advancement in computational technology. This paper explains the evolution of NWP from the first numerical weather prediction experiment using Electronic Numerical Integrator and Computer (ENIAC) to modern NWP, digital twins, and artificial intelligence–based prediction, with an emphasis on making these developments accessible to secondary school teachers. The ENIAC model, modern NWP, and digital twins are compared in terms of their complexity in model, observation and data assimilation systems, approaches to uncertainty treatment, and social application. Through this comparison, NWP is shown to represent not only technological progress toward higher forecast accuracy, but also a gradual transformation in how uncertain future information has been integrated into social decision-making. By presenting NWP as a case in which scientific knowledge, technology, and social consensus have co-evolved, this study suggests that numerical weather prediction can be effectively used by school teachers as an educational topic for explaining the relationship between science and society.

keywords
Numerical Weather Prediction, ENIAC, digital twin, social decision-making


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