‘폭풍의 공포’가 대담한 인프라 재구축을 촉진하다
- Dhanada K. Mishra
- 4월 20일
- 7분 분량
최종 수정일: 5월 6일
ㅡ 과학, AI, 스마트 공학이 어떻게 더 안전한 도시를 만들 수 있을까
*다나다 K. 미슈라(Dhanada K. Mishra)
2024년 4월과 5월, 쉴 새 없이 쏟아진 폭우로 인해 브라질 히우그란지두술주는 광활한 내륙 범람원으로 변했고, 도로와 다리, 전력선이 마비되면서 주민들은 지붕 위로 피신하거나 붐비는 대피소로 몰려들었다. 이 홍수로 181명이 사망하였고 77만5000명이 집을 잃었으며, 주민 240만명이 막대한 재산 피해를 입었다. 수십만 가구의 전기와 수도 공급이 끊기면서, 20세기 인프라가 21세기 극한의 기상조건에서 얼마나 취약한지 드러났다.
최근 몇 년간 대규모 폭풍이 잇따라 발생했다. 리비아 데르나에서 발생한 폭풍 다니엘로 인한 댐 붕괴 홍수(2023년 최대 2만4000명의 목숨을 앗아간 대재앙)부터, 역시 2023년 미얀마와 방글라데시의 기존 취약 지역사회에 상륙한 사이클론 모차 등에 이른다. 치명적인 돌발 홍수는 미국, 아프리카 전역, 중부 유럽의 지역사회를 휩쓸었다.
이러한 이례적인 폭풍들은 배수 시스템, 댐, 조기경보체계를 대상으로 한 전 지구적 스트레스 테스트로 볼 수 있다. 핵심 과제는 더 이상 다음 폭풍이 올지 여부를 묻는 것이 아니라, 위험이 변화하는 속도만큼 우리의 과학, 기술, 공학이 적응할 수 있는지에 있다.
지구상의 위험 지역을 둘러싼 변화
엘니뇨와 라니냐는 열대 태평양을 중심으로 발생하는 자연 기후 현상인 엘니뇨·남방진동(ENSO)의 잘 알려진 단계이다. 이들은 허공에서 폭풍을 만들어내는 것이 아니라 폭우, 가뭄, 사이클론 활동의 중심지점을 전 세계로 이동시키는 것이다.
어떤 해에는 평소 건조했던 지역이 갑자기 수개월 동안 평년보다 많은 강수량을 기록하는 사례가 있는 반면, 다른 지역은 가뭄에 시달리기도 한다. 이러한 패턴은 주기가 진행됨에 따라 종종 반전되기도 한다. 세계기상기구(WMO)는 최근 ENSO 단계가 아마존의 심각한 가뭄, 멕시코 일부 지역과 남부 아프리카의 평년보다 건조한 기후, 그리고 중부 유럽, 동아프리카, 아시아 일부 지역의 평년보다 습한 기후에 동시에 영향을 끼치는 방식을 강조하고 있다.
중요한 점은 이러한 변동 현상이 이제 더 따뜻해진 기준선 위에서 발생하고 있다는 것이다. WMO 지도부는 기후변화가 전 세계적으로 더 강력한 홍수와 폭풍을 유발하고 있으며, 지구온난화가 지속됨에 따라 물 관련 극한 현상의 “끝이 보이지 않는다”고 경고했다. 로이터통신에 따르면, 월드 웨더 어트리뷰션(World Weather Attribution) 소속 과학자들은 2024년 히우그란지두술 지역의 사례가 인간이 유발한 기후변화와 엘니뇨가 결합되어, 기온이 낮은 기후조건에 비해 극심한 강우 발생 확률을 2배 이상 높이고 강우 강도를 증가시켰음을 보여준다고 밝혔다. 이 기사는 월드 웨더 어트리뷰션 그룹의 발표를 인용해 이번 폭우가 “100년에서 250년에 한 번꼴로 발생할 것으로 추정되는 ‘극히 드문’ 사건”이었으나, “화석연료 연소의 영향이 없었다면 이 사건은 훨씬 더 드물었을 것”이라고 덧붙였다.
기후 과학자이자 『Geophysical Research Letters, 지구물리학연구레터』의 부편집장인 드루바조티 사만타는 진정한 문제는 이러한 변화의 속도라고 강조한다.
그는 『The Earth & I』(지구와 나)와의 인터뷰에서 “더 이상 엘니뇨인지 라니냐인지의 문제가 아니다”고 말했다. “문제는 기상조건이 극단적인 상태 사이를 얼마나 빠르게 오가는지와, 그러한 변동이 홍수나 폭풍 위험을 어떻게 증폭시키느냐에 있다.” 이러한 변동성은 어제까지 ‘안전’했던 지역을 내일은 홍수 피해지역으로 만들 수 있음을 뜻하며, 기후변화는 발생하는 폭풍의 강도를 더욱 높여 놓았다.
폭풍의 시험을 견디지 못하는 인프라
인프라의 취약성이 어떻게 재난의 피해를 증폭시킬 수 있는지 보여주는 사례는 히우그란지두술주 뿐만이 아니다. 2023년 9월, 폭풍 ‘다니엘’은 리비아의 와디 데르나 유역에 전례 없는 폭우를 쏟아부었다. 낡은 두 개의 댐이 붕괴되면서 발생한 파괴적인 홍수는 수천 명의 목숨을 앗아갔고 도시의 일부를 폐허로 만들었다. 상세한 재조사 결과, 댐이 무사했더라도 이러한 극심한 유수량에는 견디기 어려웠을 것으로 나타났는데, 수십년간의 방치와 부실한 위험 관리가 사태를 극적으로 악화시킨 것으로 드러났다.
벵골만에서는 2023년 5월, 강력한 사이클론 모카가 4등급 폭풍으로 미얀마와 방글라데시를 강타하며 세계에서 가장 취약한 해안 지역사회를 위협했다. 그러나 정확한 예보와 지역사회 중심의 조기경보 노력 덕분에 방글라데시는 사전에 많은 주민을 대피시킬 수 있었고, 이로 인해 이 지역에서 발생한 이전의 사이클론들에 비해 사상자를 크게 줄일 수 있었다. 한편, 2024년과 2025년에는 중부 유럽, 동아프리카, 중국 일부 지역에서 기록적이거나 또는 기록에 근접한 홍수가 발생하여, 다시 한번 온화한 강우 패턴을 기준으로 설계된 배수 시스템과 홍수 방어 시설을 압도했다.
이처럼 서로 다른 사건들에는 공통된 원인이 있다. 바로 극심한 강우나 폭풍 해일이 낡았거나 관리가 소홀한, 혹은 부적절한 장소에 건설된 인프라와 맞물려 발생한 것이다. 히우그란지두술주에서는 홍수가 배수시설을 마비시키고 저지대 지역을 침수시켜 의료 및 필수 서비스 공급을 차단했으며, 비공식 거주지와 빈곤지역 사회가 가장 길고 힘든 복구 과정을 겪게 되었다. 이러한 맥락에서 ‘폭풍의 공포’란 사람들을 보호해야 할 시스템이 제 기능을 하지 못할 것이라는 두려움을 의미하게 된다.
예보와 AI
다행인 점은 폭풍이 닥치기 전에 기후 정보가 점점 더 많이 활용되고 있다는 것이다. 사만타는 아시아와 태평양 전역에서 엘니뇨·남방진동(ENSO) 예보로 인해 정부가 저수지를 관리하고 수개월 전에 대중에게 경보를 발령하는 데 도움을 주고 있다면서, 더 정확한 사이클론 예보가 생명을 구한 사례로 인도와 방글라데시를 꼽았다.
“두려움은 종종 불확실성에서 비롯된다.”고 사만타는 말한다. 그는 “더 정확한 계절 예보와 해양 관측은 그 불확실성을 행동할 시간으로 바꿔 준다.”고 덧붙인다.
새로운 인공지능(AI) 도구는 과학과 실행 사이의 가교를 더욱 공고히 하고 있다. 2026년 3월, 구글은 자사의 ‘홍수 허브(Flood Hub)’ 플랫폼을 통해 도시 지역을 대상으로 한 AI 기반 돌발 홍수 예보를 발표하며, 이 시스템이 최대 24시간 전에 지역별 돌발 홍수 위험을 예측할 수 있다고 밝혔다. 이 모델은 제미나이(Gemini)를 활용해 수백만 건의 과거 홍수 보고서를 처리하고 위치정보가 포함된 데이터 세트를 생성한 뒤, 이를 기상 및 수문학적 예보와 결합시켜 수위가 가장 높아질 큰 지점을 정확히 예측한다.
ENSO로 강수량이 증가한 폭우에 직면한 도시 관리자들에게 이는 전술적 이점을 제공한다. 즉, 수위 급상승에 대비해 이동식 펌프를 사전 배치하거나, 홍수에 취약한 지하도를 폐쇄하거나, 변전소 보호조치를 내리거나, 위험이 가장 높은 특정구역의 교통 흐름을 조정할 수 있다. 동시에 이 도구는 여전히 인터넷 연결과 뉴스 보도에 의존하기 때문에, 특히 데이터가 부족한 지역에서는 국가 수문 서비스나 지역사회 기반 조기경보시스템을 대체하기보다는 보완하는 역할을 한다.
평균이 아닌 변동성에 대비한 계획
폭풍이 이제 스트레스 테스트가 되었다면, 도시와 해안지역은 어떻게 재설계되어야 할까? 사만타는 기획자들에게 다음과 같은 간단한 경험칙을 제시한다. “평균값이 아닌 변동성을 고려하여 계획하라. ENSO가 위험을 끊임없이 변화시키고 있기 때문이다.”
“기후변화로 인해 그 변동폭이 더욱 커지고 있다.”고 그는 말한다. “이제 우리는 주요 엘니뇨 현상이 인명과 경제적 손실을 초래할 수 있음을 목격하고 있으므로, 인프라는 유연해야 하며 더 극심한 기후현상에 대비해야 한다.” 실질적으로 이는 배수관과 배수로를 단순한 ‘평균’ 강우량이 아닌 폭우에 맞춰 설계하고, 교량, 제방, 변전소를 평균 이상의 강우량, 하천 유량, 해일이 겹치는 ‘완벽한 폭풍’ 시나리오에 대비해 설계해야 함을 의미한다. 또한 계절별 예보를 단순한 배경 정보가 아닌 선제적 유지보수의 신호로 삼는 것도 포함된다.
원 스마트 엔지니어링(One Smart Engineering)의 공동 창립자이자 전무 이사인 데이비드 응 추 치아트(David Ng Chew Chiat)는 싱가포르의 경험을 바탕으로 이 원칙을 구체적인 설계 전략으로 전환했다.
“갑작스러운 홍수 위험을 완화하기 위해 광범위하게 시행된 핵심 조치 중 하나는 운하와 강변을 따라 빗물정원 구역을 조성하는 등 ‘ABC(Active-Beautiful-Clean)’ 수경시설을 도입하는 것이다. 이는 폭우 때 수역의 과부하를 방지하기 위한 임시 저류지 역할을 한다.”고 응 추 치아트는 『The Earth & I』에 말했다. 그는 이 접근 방식이 동남아시아의 많은 도시에 충분히 유연하게 적용될 수 있다고 덧붙였다.
2024년 브라질 재난을 예로 들며, 응 추 치아트는 ABC 방식의 빗물정원과 저류공간이 강우 속도를 늦추고 빗물을 흡수함으로써 빗물이 치명적인 병목 지점에 도달하기 전에 시간을 벌어주고 최대 유량을 줄였을 것이라고 말했다.
그는 또한 이러한 자연 기반의 설계가 도시공간을 냉각시키고 공공 편의시설을 개선해 준다고 말했는데, 이는 폭염이 심화되는 상황에서 중요한 부가적 이점이라고 설명했다.
해안과 형평성에 대한 재고
응 추 치아트는 또한 거대한 방파제를 건설하고 그 뒤편을 매립하는 기존의 해안 보호 방식은 자재 소모가 많고 탄소 배출이 심해 역설적으로 해수면 상승을 유발하는 지구온난화를 오히려 가속화할 수 있다고 주장한다.
대신 그는 다음과 같은 방안을 주창하며, 이 중 일부는 싱가포르 섬에서 이미 시행되고 있다:
‘적응형 기초’ 시스템을 갖춘 신축 건물 건설. 이는 홍수 발생 시 발생할 수 있는 균일하지 않은 지반 침하나 지하수 이동과 같은 새로운 환경조건에 맞춰 조정되도록 설계된 특수한 기초시설이다.
해수면 상승을 막을 수 있을 뿐만 아니라 식량 및 에너지 생산 활동을 수용할 수 있는 다목적 구조물을 해안에 건설하는 것. 전 세계적으로 건설이 시작되고 있는 이러한 구조물의 예로는 다공성 방파제, 홍수 물을 일시적으로 저장하기 위한 호수 및 연못, 수중 또는 조개 양식이나 심지어 낙농 생산을 위해 설계된 부유식 플랫폼 위의 농업 구역, 조력 또는 파력(波力) 발전소 등이 있다.
생산 단계나 수명 주기 전반에 걸쳐 구조물 내부에 이산화탄소를 능동적으로 포집하고 저장할 수 있는 종류의 콘크리트를 사용하는 것이다. 도시 계획가들이 전략적 지역에 새로 개발된 투수성 콘크리트와 아스팔트를 사용하는 것이 도움이 된다. 이러한 포장 재료에는 빗물이 스며들어 아래 토양에 흡수될 수 있도록 균열이나 기공이 내장되어 있다.
핵심 아이디어는 모든 도시가 싱가포르의 구체적인 모델을 그대로 모방해야 한다는 것이 아니라 미래의 방어체계는 유연하고 다기능적이며 기후변화에 부응해야 한다는 점이다.
두 전문가 모두 지속적으로 존재하는 형평성 격차를 지적한다. 사만타는 기상예보가 개선되고는 있지만, 특히 남반구의 소규모 도시와 빈곤지역에서는 “예보가 지역사회로 하여금 실제로 활용하거나 신뢰할 수 있는 형태로 전달되지 않는 경우가 많다.”고 지적한다. 그는 이러한 격차를 해소하기 위해서는 더 나은 모델과 AI에 투자하는 것은 물론 소통, 지역 역량 강화, 그리고 파트너십에도 투자해야 한다고 말한다. 이러한 방식으로 기후 및 엘니뇨·남방진동(ENSO) 정보는 사람들이 어디에 거주할지, 진료소와 학교를 어떻게 지을지, 그리고 어떤 도로나 대피소를 우선적으로 개선할지에 대한 의사결정을 이끌 수 있다.
사만타와 응 추 치아트는 모두 ABC 방식의 빗물정원, 고지대 커뮤니티 센터, 보강된 진료소, 학교의 기본적인 홍수방지시설과 같은 간단하고 저비용의 대책들이 취약성이 가장 높은 지역에 배치된다면, 엘리트층을 위한 초대형 프로젝트보다 더 많은 생명을 구할 수 있을 것이라고 말한다. 이러한 혁신의 주요 대상지로는 브라질의 파벨라부터 동아프리카의 강변 정착지, 그리고 남아시아 및 동남아시아 도시의 외곽지역까지 포함된다.
브라질로 돌아오며
히우그란지두술 지역의 가족들은 2024년 홍수의 기억, 강물이 거리로 넘쳐흐르던 순간, 붐비는 대피소에서 보낸 날들, 진흙으로 뒤덮인 집으로의 더딘 귀환을 오랫동안 간직할 것이다. 그러나 그들의 경험과 데르나, 방글라데시 및 미얀마 해안지역, 그리고 유럽, 아프리카, 중국의 홍수 피해지역 사회에서의 경험은 변화를 위한 청사진을 제공한다.
이 청사진에는 ENSO 예보를 조기경보 신호로 간주하고, 사람들이 대응할 시간을 확보할 수 있도록 AI 기반 홍수 관리 도구와 견고한 지역경보시스템을 구축하는 것이 포함된다. 도시 계획가들은 관할구역 내에 빗물정원, 저류 공간, 그리고 홍수에 견딜 수 있는 적응형 기초시설을 선제적으로 도입할 수 있다.
전문가들은 가장 취약한 지역사회를 먼저 개선한다면, 다음에 히우그란지두술이나 다른 폭풍 다발 지역에 극심한 비가 내릴 때 물이 여전히 퍼지기는 하겠지만, 사람들의 거실보다는 잘 설계된 공원과 저수지에 고일 가능성이 더 높을 것이라고 말한다.
“기후 위험은 사라지지 않을 것이다. 오히려 진화하고 심해지고 있다.”고 사만타는 말한다. “진정한 문제는, 오늘 우리가 어디에 투자하고 우선순위를 두느냐에 따라 내일 우리가 얼마나 많은 것을 잃게 될지가 결정된다는 점이다.” 만약 이 질문이 우리의 선택을 이끈다면, 폭풍에 대한 두려움은 쇄신의 원동력이 되어 매번 새로운 ENSO 주기의 위험을 지난번보다 더 많은 생명을 구하고 더 많은 가정을 보호할 기회로 바꿀 수 있을 것이다.
*다나다 K 미슈라는 미시간대학교에서 토목공학 박사학위를 받았고, 현재 홍콩에 기반을 둔 AI 스타트업의 대표이사로서 건축 인프라의 지속 가능성을 위한 기술을 개발하고 있다(www.raspect.ai). 그는 환경문제, 지속 가능성, 기후위기, 건축 인프라에 관한 글을 쓰고 있다.
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