온대성 저기압의 발생과 성장, 특징
저기압이란 주위보다 기압이 낮은 곳을 말하며, 일반적으로 중위도나 고위도에서 발생하는 온대성 저기압을 뜻한다. 이는 한랭 기단과 온난 기단의 접촉부에서 생기는데 겨울보다는 여름에 많이 발생한다. 강한 저기압은 970hPa의 지상기압을 나타내기도 한다. 보통 폐곡된 등압선으로 둘러싸이며, 지상에서의 바람은 북반구에서 중심을 향해 반시계 방향으로 불어 들어가고 중심으로 갈수록 풍속이 커진다. 또한 전선을 동반하는 경우가 대부분이며 따라서 비나 눈 등의 기상현상을 초래한다.
온대성 저기압의 발생과 성장은 노르웨이의 기상학자 비야크네스(Bjerknes) 등에 의해 제안되었으며, 이후 다소 수정되어 '한대전선이론'으로 정착되어 이해되어지고 있다.
저기압의 발달과정을 단계적으로 설명하면 다음과 같다.
1) 북쪽의 한랭공기와 남쪽의 온난공기는 정체전선과 평행이면서도 각기 서로 반대 방향으로 이동한다. 이와 같은 유형의 대기흐름은 저기압성 바람시어를 형성한다.
2) 저기압성 회전에서 한랭공기의 속도는 온난공기의 이동속도보다 빨라서 전선의 파 모양의 비틀림이 나타나는데 이렇게 형성되는 파동을 전선파(frontal wave)라고 한다. 이러한 파는 마치 해변의 파도처럼 쌓였다 다시 부서지고 결국 흩어진다. 한랭공기가 전선을 따라 온난공기를 밀어 올리고 온난전선에 앞서 추월현상이 일어날 때, 좁은 강수대가 형성된다.
3) 중심기압은 훨씬 낮아지며 파동의 정점을 중심으로 몇 개의 등압선이 형성된다. 보다 조밀하게 형성된 등압선은 바람이 저기압 중심을 향해 반시계방향으로 불기 때문에 더욱 강력한 저기압 흐름을 야기시킨다. 온난전선 앞에는 넓은 강수대가 형성되며 한랭전선의 좁은 띠를 따라서도 강수가 발달한다. 한랭전선과 온난전선 사이의 따뜻한 공기가 자리잡고 있는 곳을 온난역이라 한다. 이 곳의 일기는 부분적으로 구름이 끼고 산발적으로 소나기가 내리기도 한다.
4) 저기압은 편서풍대에서 동쪽으로 이동하면서 중심기압은 계속 하강하며 바람은 좀 더 강하게 분다. 보다 빨리 이동하는 한랭전선은 끊임없이 온난전선에 다가가 온난역을 작게 위축시킨다. 결국 한랭전선은 온난전선을 덮쳐 폐색시킨다. 이 시점에서 폭풍의 강도는 최고조에 달하며 넓은 구역에 구름과 강수를 형성한다.
5) 점차 폐색전선이 되며, 폐색전선 양편에 다같이 한랭공기가 자리잡게 됨에 따라 폭풍이 서서히 흩어지는 모습을 보여준다.
6) 상승 습윤공기가 공급하는 에너지가 없어지면 이 폭풍계는 소멸해 사라지게 된다.
온대성 저기압의 발달은 한대제트와 밀접한 관련을 갖는다. 제트류가 서쪽에서 동쪽으로 파동 형태로 이동할 때, 상공에 깊은 골과 마루가 형성된다. 이 때 상층 파동의 골의 동편, 즉 골 지점에서 그 동쪽에 위치한 마루의 중간 지점에서는 상층발산이 일어나므로 지상에서는 수렴이 생겨 온대성 저기압은 더욱 발달한다.
우리나라에서 온대성 저기압은 시베리아 기단과 북태평양 기단 사이에서 위의 과정과 같이 생성, 발달, 소멸한다. 겨울철에는 시베리아 기단의 세력이 매우 커져 전선대가 우리나라보다 훨씬 남쪽에 위치하게 된다. 따라서 우리나라 날씨에 영향을 주는 온대성 저기압이 잘 발생하지 않는다. 그러나 여름철에는 그 전선대가 자주 우리나라에 걸려 온대성 저기압의 영향을 자주 받게 된다.
한편, 온대성 저기압은 약 1000~2000 km의 직경을 가지며 특징적으로 대부분 전선을 동반하며, 등압선은 타원형의 폐곡선으로 나타난다. 전선부근에서는 등압선이 깊은 골 형태로 나타난다. 편서풍과 극동풍의 경계부근에서 생성되므로 자주 전선을 동반하게 된다. 그런데 가끔 한랭전선만 동반하는 경우도 있다. 전선으로 인해 대부분 강수를 동반하며 편서풍을 따라 서에서 동으로 약 30~40 km/h 정도의 속도로 이동한다.
이따금 한대전선 끝쪽에 새로운 전선파가 연이어 형성되어 '저기압 가족'으로 나타나기도 한다.
온대성 저기압이 다가오면서 먼저 온난전선을 만나게 된다. 온난전선이 통과하면서 강한 남동풍에서 약한 남서풍으로 바뀌며, 기압은 전선통과 전에 내려가다 통과 후에는 거의 일정하게 된다. 강수는 약하고 지속적으로 내리나 가끔 강한 소낙성 강수가 내릴 때도 있다. 온난역을 통과하면 곧 한랭전선이 다가오게 되는데, 이는 온난전선에 비해 그 경사나 속도가 크다. 약한 남서풍에서 전선통과와 함께 강한 북서풍으로 바뀌며 온도가 매우 낮아지고 기압은 올라간다. 한랭전선은 강한 소나기가 단속적으로 내리며, 뇌우를 동반하는 경우가 많다.
온대성 저기압의 에너지원은 '기층의 위치 에너지이다. 처음에 한랭공기와 온난공기가 섞이지 않을 때는 전체적인 무게중심이 중간정도를 유지했는데, 온대성 저기압이 발달하면서 이 두 공기가 이동을 하게 되는 것이다. 그런데 한랭공기가 더 밀도가 높고 무거워서 전체적인 무게중심이 약간 아래쪽에 있게 된다. 이와 같이 전체적인 무게중심이 아래쪽으로 이동하는데 이런 변화 과정에서 위치 에너지가 발생하는 것이다. 이 때 발생한 위치에너지가 온대성 저기압의 에너지원이 된다.
저기압이란 주위보다 기압이 낮은 곳을 말하며, 일반적으로 중위도나 고위도에서 발생하는 온대성 저기압을 뜻한다. 이는 한랭 기단과 온난 기단의 접촉부에서 생기는데 겨울보다는 여름에 많이 발생한다. 강한 저기압은 970hPa의 지상기압을 나타내기도 한다. 보통 폐곡된 등압선으로 둘러싸이며, 지상에서의 바람은 북반구에서 중심을 향해 반시계 방향으로 불어 들어가고 중심으로 갈수록 풍속이 커진다. 또한 전선을 동반하는 경우가 대부분이며 따라서 비나 눈 등의 기상현상을 초래한다.
온대성 저기압의 발생과 성장은 노르웨이의 기상학자 비야크네스(Bjerknes) 등에 의해 제안되었으며, 이후 다소 수정되어 '한대전선이론'으로 정착되어 이해되어지고 있다.
저기압의 발달과정을 단계적으로 설명하면 다음과 같다.
1) 북쪽의 한랭공기와 남쪽의 온난공기는 정체전선과 평행이면서도 각기 서로 반대 방향으로 이동한다. 이와 같은 유형의 대기흐름은 저기압성 바람시어를 형성한다.
2) 저기압성 회전에서 한랭공기의 속도는 온난공기의 이동속도보다 빨라서 전선의 파 모양의 비틀림이 나타나는데 이렇게 형성되는 파동을 전선파(frontal wave)라고 한다. 이러한 파는 마치 해변의 파도처럼 쌓였다 다시 부서지고 결국 흩어진다. 한랭공기가 전선을 따라 온난공기를 밀어 올리고 온난전선에 앞서 추월현상이 일어날 때, 좁은 강수대가 형성된다.
3) 중심기압은 훨씬 낮아지며 파동의 정점을 중심으로 몇 개의 등압선이 형성된다. 보다 조밀하게 형성된 등압선은 바람이 저기압 중심을 향해 반시계방향으로 불기 때문에 더욱 강력한 저기압 흐름을 야기시킨다. 온난전선 앞에는 넓은 강수대가 형성되며 한랭전선의 좁은 띠를 따라서도 강수가 발달한다. 한랭전선과 온난전선 사이의 따뜻한 공기가 자리잡고 있는 곳을 온난역이라 한다. 이 곳의 일기는 부분적으로 구름이 끼고 산발적으로 소나기가 내리기도 한다.
4) 저기압은 편서풍대에서 동쪽으로 이동하면서 중심기압은 계속 하강하며 바람은 좀 더 강하게 분다. 보다 빨리 이동하는 한랭전선은 끊임없이 온난전선에 다가가 온난역을 작게 위축시킨다. 결국 한랭전선은 온난전선을 덮쳐 폐색시킨다. 이 시점에서 폭풍의 강도는 최고조에 달하며 넓은 구역에 구름과 강수를 형성한다.
5) 점차 폐색전선이 되며, 폐색전선 양편에 다같이 한랭공기가 자리잡게 됨에 따라 폭풍이 서서히 흩어지는 모습을 보여준다.
6) 상승 습윤공기가 공급하는 에너지가 없어지면 이 폭풍계는 소멸해 사라지게 된다.
온대성 저기압의 발달은 한대제트와 밀접한 관련을 갖는다. 제트류가 서쪽에서 동쪽으로 파동 형태로 이동할 때, 상공에 깊은 골과 마루가 형성된다. 이 때 상층 파동의 골의 동편, 즉 골 지점에서 그 동쪽에 위치한 마루의 중간 지점에서는 상층발산이 일어나므로 지상에서는 수렴이 생겨 온대성 저기압은 더욱 발달한다.
우리나라에서 온대성 저기압은 시베리아 기단과 북태평양 기단 사이에서 위의 과정과 같이 생성, 발달, 소멸한다. 겨울철에는 시베리아 기단의 세력이 매우 커져 전선대가 우리나라보다 훨씬 남쪽에 위치하게 된다. 따라서 우리나라 날씨에 영향을 주는 온대성 저기압이 잘 발생하지 않는다. 그러나 여름철에는 그 전선대가 자주 우리나라에 걸려 온대성 저기압의 영향을 자주 받게 된다.
한편, 온대성 저기압은 약 1000~2000 km의 직경을 가지며 특징적으로 대부분 전선을 동반하며, 등압선은 타원형의 폐곡선으로 나타난다. 전선부근에서는 등압선이 깊은 골 형태로 나타난다. 편서풍과 극동풍의 경계부근에서 생성되므로 자주 전선을 동반하게 된다. 그런데 가끔 한랭전선만 동반하는 경우도 있다. 전선으로 인해 대부분 강수를 동반하며 편서풍을 따라 서에서 동으로 약 30~40 km/h 정도의 속도로 이동한다.
이따금 한대전선 끝쪽에 새로운 전선파가 연이어 형성되어 '저기압 가족'으로 나타나기도 한다.
온대성 저기압이 다가오면서 먼저 온난전선을 만나게 된다. 온난전선이 통과하면서 강한 남동풍에서 약한 남서풍으로 바뀌며, 기압은 전선통과 전에 내려가다 통과 후에는 거의 일정하게 된다. 강수는 약하고 지속적으로 내리나 가끔 강한 소낙성 강수가 내릴 때도 있다. 온난역을 통과하면 곧 한랭전선이 다가오게 되는데, 이는 온난전선에 비해 그 경사나 속도가 크다. 약한 남서풍에서 전선통과와 함께 강한 북서풍으로 바뀌며 온도가 매우 낮아지고 기압은 올라간다. 한랭전선은 강한 소나기가 단속적으로 내리며, 뇌우를 동반하는 경우가 많다.
온대성 저기압의 에너지원은 '기층의 위치 에너지이다. 처음에 한랭공기와 온난공기가 섞이지 않을 때는 전체적인 무게중심이 중간정도를 유지했는데, 온대성 저기압이 발달하면서 이 두 공기가 이동을 하게 되는 것이다. 그런데 한랭공기가 더 밀도가 높고 무거워서 전체적인 무게중심이 약간 아래쪽에 있게 된다. 이와 같이 전체적인 무게중심이 아래쪽으로 이동하는데 이런 변화 과정에서 위치 에너지가 발생하는 것이다. 이 때 발생한 위치에너지가 온대성 저기압의 에너지원이 된다.
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