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기단

대기과학

by 라모씨 2022. 2. 4. 19:19

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  기단이란 성질이 일정한 거대한 공기덩이를 말한다. 이때 성질이 일정하다는 것은 주로 기온과 습도가 주어진 고도에서 수평적으로 아주 비슷함을 의미하는 것이며, 거대하다는 것은 수천 ㎢ 정도의 범위를 가짐을 의미한다.

  대규모 공기덩이가 일정한 성질을 가지기 위해서는 몇가지 조건이 필요한데 먼저 넓은범위에 걸쳐 일정한 성질을 가져야 하므로 평지여야한다. 두번째로 한 지역에서 공기가 오랫동안 정체하면서 동질화하기 위해서 바람이 약해야 한다. (이런 조건은 주로 고기압이 지배하고 있는 지역에서 형성된다.) 이런 조건을 만족하는 지역이 겨울에는 얼음이나 눈이 덮힌 고위도의 평지이며, 여름에는 저위도인 아열대 해양이나 사막지역이다. 중위도 지역은 기단의 발생지로는 적합하지 않으나, 지표 특성에 따라 특유의 기단이 형성되는 경우도 있다.

  기단은 발생지의 성질에 따라 분류하는데, 먼저 대륙에서 발생한 기단은 건조하고 해양에서 발생한 기단은 습하기 때문에 대륙성 기단과 해양성 기단으로 나눈다. 다음으로 발생지의 위도에 따라 한대기단, 열대기단으로 나눈다. 이 분류에 따라 나누어진 4가지 주요 기단의 성질은 다음과 같다.

  한대 (P) 열대 (T)
육지  (c) cP(시베리아 기단)
한랭, 건조, 안정, 키작음
cT(양쯔강 기단)
온난, 건조, 키큼
상층안정, 하층 불안정
해양 (m) mP(오호츠크해 기단)
서늘함, 습윤, 불안정, 키작음
mT(북태평양 기단)
키큼, 더움, 습윤, 항상 불안정

키가 작다는 것은 고기압의 성질이 하층에서만 나타나고 상층에서는 나타나지 않음을 의미하며, 키가 크다는 것은 상층으로 갈수록 고기압성이 더 강하게 나타남을 의미한다.

  한대기단, 열대기단 외에도 극 기단, 중위도 기단, 적도 기단으로까지 분류되기도 하였었다, 극 기단과 적도 기단은 cA(continental arctic)또는 mE(maritime equatorial)로 표시되는 기단을 말한다. cA는 겨울철에 발생하는 극도로 한랭한 cP기단을 지칭하였으나, cP와 구별이 어려운점, 극지방에서는 고기압이 겨울철이 아니라 봄, 가을에 주로 발생한다는 점 등이 알려지면서 따로 구별한 필요가 적어졌다. mE 역시 극도로 뜨거운 기단을 지칭하였으나, 열대기단과의 구별이 모호하여 더이상 사용되지 않는다. 극 기단, 적도 기단의 의미가 퇴색되어 가는 것과는 달리 중위도 기단의 중요성은 더욱 인식되고 있는데, 1950년대에 한대 제트류와 아열대 제트류가 발견되고, 아열대 전선이 상층에 상존함이 발견되면서부터 중위도 기단을 단순히 열대 기단의 변질된 형태로만 볼 수는 없게 되었기 때문이다. 또한, 중위도 기단을 인정하지 않고는 온대 저기압 상공에는 항상 열대 기단이 위치한다는 논리를 피할 수 없다는 문제까지 제기되었다. 중위도 기단의 예로는 아시아에서는 양쯔강 기단(cT), 오가사와라 기단(mT)란 명칭이 사용된 적이 있었는데, 양쯔강 기단은 그 특성이 확실하게 보이지 않는다는 이유로, 오가사하라 기단은 북태평양기단과의 구별이 뚜렷하지 않다는 이유로 현재는 잘 사용되지 않지만, 중위도 기단의 중요성이 대두되는 만큼 다시 기억해 볼 필요가 있다.

  기단은 발생한 지역에서 타 지역으로 이동하면서 변질되기 시작하여, 타 기단과 혼합되면서 주로 온도와 수증기 함량이 변한다. 온도는 남북방향으로 이동하여 지표의 온도가 발생지와 다를 때 가열이나 냉각 과정을 통해 발생하며, 수증기 함량은 수증기가 연직 운동을 통하여 방출되거나 지표층에서 유입됨에 따라변한다. 타 기단과 혼합되는 과정이 넓은 범위에 걸쳐 천천히 진행될 때는 전선이 생기지 않지만, 제한된 지역에서 급히 진행될 때는 전선이 형성되어 강수 등의 일기 현상이 동반된다. 지표 가열이나 혼합 외에도 기단을 변질시키는 요인으로서 지형에 의한 강제 상승류를 들 수 있다. 기류가 산맥을 넘는 동안 탈습되고 가열되어 본래의 성질을 잃어버리는 경우가 대표적인 예이다. 그러나 이 경우에도 상당온위의 변화는 없다.

  한반도가 소속된 극동아시아의 기단으로는 시베리아 기단, 오호츠크해 기단, 그리고 북태평양 기단이 있다. 각 기단마다 특유의 날씨를 가지므로 어느 기단이 지배하는가에 따라 어떤 날씨가 될지를 예측할 수 있다. 한반도는 여름철에 북태평양 기단이 지배하고, 장마가 시작되기 전의 계절에 오호츠크해 기단이 때때로 지배하기도 하며, 장마철에는 오호츠크해 기단과 북태평양기단 그리고 시베리아 기단이 번갈아서 또는 혼합되어 지배한다. 그 외의 계절에는 시베리아 기단이 지배하는데 겨울철에는 시베리아에서 한반도가지 직접적으로 영향을 미칠 때가 많은 반면 여름에 가까운 계절일수록 중국대륙으로 돌아오면서 변질된 상태로 접근한다.

  북태평양 고기압이나 오호츠크해 고기압이 한반도에 영향을 미치는 과정을 일기도에서 확인하기는 쉽지 않다. 지상 일기도에서 고기압이 동쪽에서 한반도쪽으로 서진하는 경우는 발견하기가 더욱 힘들다 단지 한반도를 지나 동진하던 시베리아 고기압이 북태평양 고기압 또는 오호츠크해 고기압과 마주쳤을 때, 상층의 저지현상과 연계되어 동진속도가 느려지면서 발달하는 것은 쉽게 확인할 수 있다.

  오호츠크해 고기압은 키가 작은 고기압이므로 상층에서는 잘 나타나지 않아 그 실체를 구명하기 더욱 어렵다. 북태평양 고기압은 500hPa면에서 5880gpm 등치선이나 5820gpm의 등치선의 위치변화를 추적하여, 기단 가장자리의 이동을 추적하기도 하는데 북상 또는 서진이 일기도 상에서 흔히 발견된다. 이론적으로는 500hPa 면에서의 장파가 후진하는 현상이 구명되어있다.

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