동아시아 지형
아래 그림 1은 아시아 일기도 (지상~100hPa). 내부 사각형 영역은, 3시간 지상일기도 분석시 사용.
105°E 서쪽, 1500m 이상의 고지대 분포. 티베트고원 해발고도 > 3000m
몽골 고원 지대와 티베트고원의 해발 고도는 각각 850hPa, 700hPa 이상의 고도에 해당.
이 고도보다 낮은 고도의 일기도를 분석할 경우, 바람방향, 기온, 기압 등이 일기도 상에서 불연속됨.
따라서, 지형과 기후적인 측면을 고려한 분석과 일기도를 작성해야.
아래 그림 2는 겨울(1월, 상)과 여름철(12월, 하)의 전지구 월평균 지상일기도.
유라시아 대륙은 1월에 시베리아 고기압이, 7월에는 열 저기압의 세력이 뚜렷.
1월에 지표 냉각에 의한 시베리아 고기압이 유라시아 대륙에 광범위하게 위치, 상대적으로 해상에는 알류산 저기압이 발달. 알류산 저기압은 60°N 한대전선대(고위도 저압대)로서 지구대기대순환에 의해 발생하는 저기압이지만, 겨울철 아시아 대륙의 고기압 발달에 따라 상대적으로 더욱 발달하고 규모가 커진다. 이에 따라 30°N 부근의 북태평양 고기압은 동부 태평양으로 이동하고 범위도 축소된다.
북대서양에서도 비슷한 형태.
1월에 버뮤다 고기압은 아이슬란드 저기압의 세력에 밀려 동부 북대서양 해상에서 축소된다.
7월에 유라시아 대륙에 광범위하게 열 저기압이 자리잡고, 상대적으로 북태평양에 고기압이 발달하고 규모도 커진다. 북대서양도 유사하게 버뮤다 고기압이 발달한다.
그림 2. 겨울(1월, 상)과 여름(7월, 하) 전지구 평균 지상일기도. 주황색상자:발달, 하늘색상자:축소(Ahrens and Samson, 2011)
계절별 일기도 분석
1) 겨울철
겨울은 바이칼호 부근에 정체하고 있는 시베리아 고기압의 영향을 받는 계절.
시베리아 고기압의 중심은 여러 개로 분리하지 않고, 주변 관측 값을 고려하여, 하나의 중심을 가진 고기압 으로 분석·묘화한다.이 지역은 1500m 이상 고원지대이기 때문에 바람장, 기압값에 의존해 분석하지 않는다.
아래 그림 3은 하루(24시간)간격의 지상일기도 분석결과.
그림 3(a): 몽골서쪽지역 모든 기압값을 고려하여 고기압을 3개로 분리. 그 결과 고기압 주변의 등압선 굴곡이 커지고, 정체된 시베리아 고기압이 보이지 않고 약한 고기압으로 보인다. 티베트 고원지역은 기압값이 없는데도 불구하고 매우 강한 기압경도를 보이는 저기압으로 묘화된다.
그림 3(b): 정체된 시베리아 기단을 하나의 고기압으로 분석하여 기단의 세력이 강하고 범위가 넓어 보이며, 굴곡이 덜한 원형에 가까운 등압선으로 묘화됨. 남쪽에 위치한 저압부도 그림 3(a)에 비해 기압경도력이 일정하여 공기의 흐름이 잘 묘화되었고, 특히 겨울철 가장 뚜렷한 시베리아 고기압의 세력이 남쪽과 동쪽으로 뻗여 있는 모습이 잘 묘화됨.
그림 3. 지상 편집 일기도 분석 예. (a)는 수정이 필요한 예, (b)는 잘된 분석의 예
아래 그림 4는 겨울철 우리나라를 자주 통과하는 중규모 저기압(발해만 저기압)에 의한 일기도 분석결과.
겨울철 차가운 공기가 지배하는 가운데, 더 차가운 공기가 이동하면서 하층대기나 지상에 기압골을 형성하여 우리나라 서쪽지방에 눈이 내린다.
전선면의 고도가 낮아 그림 4(a)와 같이 500hPa에서는 서풍형의 바람과 동서로 평행한 기온구조를 보이나, 그림 4(b)와 같이 850hPa에서는 전선이 보이며, 전선의 서쪽은 북서류가 동쪽은 남서류가 나타난다.
그림 4(c)와 같이 지상일기도에서 저기압 중심이 나타남.
그림 4(d)는 이번 사례에 대한 간단히 요약한 것으로서, 그림 4(b)의 A와 B를 자른 연직 모식도이다.
그림 4. 2012년 1월 3일 00UTC 일기도와 우리나라 주변((b)의 A와 B) 모식도(Ahrens and Samson, 2011)
2) 봄철
봄철에는 중국을 중심으로 몽골 남쪽까지 지표가열로 열 저기압이 발생하는 시기
이 시기에 주의하여 분석할 요소로는 열 저기압, 전선저기압, 북태평양 고기압 등.
열 저기압
지표가열로 생성된 저기압으로서 이동하지 않는 정체성 저기압.
대륙의 얼었던 땅이 녹는 사막과 황토고원지대에서 주변보다 기온이 높아져 열 저기압이 발생
이 저기압의 강한 상승 기류를 따라 모래와 먼지가 상층 대기로 불려 올라간 뒤, 상층의 강한 편서풍을 타고 우리나라로 이동해 오기도 하는데, 이를 황사라고 한다.
우리나라에 황사가 심하게 이동해 오는 경우는 대개 우리나라 북쪽을 지나는 저기압 후면에서 북서풍이 부는 기압패턴이 유지될 때. 한랭전선을 동반한 경우에 특히 황사가 심해진다.
아래 그림 5에서 2011년 4월 19일 00UTC에 850hPa에 중국과 몽골지역으로 온난이류가 강화되었다.
그림5(b): 0℃ 등온선이 우리나라에서 몽골 북서쪽까지 남에서 북으로 놓여있다. 티베트 고지대 저기압은
열저기압이고 정체성 저기압.
지상일기도(그림 5c)에서도 저기압 중심이 보인다.
열 저기압은 3일간 정체하다가, 상층의 온도골을 동반한 기압골이 서에서 동으로 이동하면서 이 열 저기압 상공을 지나갈 때, 연직으로 잘 발달된 전선 저기압이 발생한다. 이 전선저기압은 동서의 큰 온도 차이에 의해 빠르게 이동하면서 발달하는데 그림 6처럼, 500hPa에 한기를 동반한 기압골과 합쳐져서 연직으로 잘 발달된 저기압이 한반도를 통과하는 것을 볼 수 있다.
850hPa과 지상일기도에 저기압 중심이 보이며, 전선분석이 가능.
저기압 중심을 기준으로 전선분석을 하기 위해서는 뚜렷한 동서의 온도차이가 있어야 한다. 따라서, 전선분석하지 않는 경우:
1) 열저기압처럼 저기압 중심을 기준으로 주위가 모두 따뜻한 상태이거나, 해발고도가 높은 고지대일 경우
2) 상층 한랭 공기가 동반되어 연직으로 잘 발달된 구조가 아닐 경우.
그림 5. 2011년 4월 19일 00UTC(열 저기압 발달사례)
그림 6. 2011년 4월 22일 00UTC(전선 저기압 발달사례)
봄철은 상층은 아직 겨울철 패턴을 유지하고, 중국 대륙의 열적 가열은 강화되기 때문에 대기가 불안정한
시기. 상층의 강한 한기를 가진 공기가 우리나라 쪽으로 이동할 때, 저기압이 연직적으로 강하게 발달.
그림 7은 그림 6(c)와 같은 시각의 300hPa 일기도와 300hPa 부근과 지상의 모식도.
300hPa 일기도(그림7a)에서 기압골(trough)부근으로 남북의 고도경도가 크고, 100kts이상의 강풍 중심이 우리나라 부근에 위치. 제트기류의 중심이 위치하는 기압골을 중심으로 서쪽은 기류가 합류(confluence)하는 형태로 상층 수렴, 하층 발산, 동쪽은 기류가 분류(diffluence)되는 형태로 상층 발산, 하층 수렴. 그림 7(b): 지상과 상층과의 일기시스템 구조.
그림 6(c)의 지상일기도와 비교해 보면, 전선이 동반된 발달한 저기압은 서해상에 위치한 저기압과, 고기압은 몽골남부에 위치한 고기압과 일치. 동아시아 봄철은 중위도 파동에 따른 고·저기압 발달 이론이 잘 일치되는 계절.
(a) 2011년 4월 19일 00UTC 300hPa 일기도
(b) 3차원 모식도
그림 7. 2011년 4월 19일 00UTC 300hPa 일기도와 3차원 모식도
아래 그림 8에서 850hPa에 동중국해 부근에 위치한 정체성 고기압이다.
- 필리핀 고기압이라고 부르며, 2월부터 벵갈만부근과 인도차이나반도의 지표가열로 저압부가 형성됨에 따라 상대적으로 필리핀 부근해상에서 발생 하는 키가 작은 고기압.
- 2월 말에 필리핀 부근에 위치하다가 4월 초부터 동중국해 부근 까지 확장.
- 하층대기의 대륙과 해양의 비열차이에 의해 만들어지는 아열대 고기압
이 850hPa 고기압은 중국에서 이동성 고기압이 동중국해상으로 이동할 때 합쳐지면서 그림 8(a)와 같이 우리나라까지 고기압의 능이 확장된다. 이렇게 확장하면 고기압 가장자리를 따라 다량의 수증기가 포함된 온난한 기류가 우리나라로 유입. 서쪽에서 발달하는 저기압이 접근하면 많은 비.
(a) 2011년 4월 20일 00UTC
(b) 2011년 4월 21일 00UTC
(c) 2011년 4월 22일 00UTC
그림 8. 850hPa 일기도(검정색 선은 수정이 필요한 부분임)
[ 참고문헌 ]
홍성길, 1995: 기상 분석과 일기예보, 교학연구사
이우진, 2006: 일기도와 날씨해석, 광교이텍스
Ahrens. C. D. and P. Samson, 2011: Extreme weather and climate. printed in the United States of America.
Hsu. H. -H., C. -T. Terng, and C. -T. Chen, 1999: Evolution of large-cale circulation and heating during the east transition of Asian summer monsoon. Journal of Climate, 12, 793-810.
Samel. A. N., W. C. Wang, and X. Z. Liang, 1999: The monsoon rain band over China and relationships with Eurasian circulation. Journal of Climate, 12, 115-131.
Bao. C. -L., 1987: Synoptic Meteorology in China. China ocean press. Beijing; p47-81.
Han. S. -U. and B. -Y. Byun, 2006: The existence and the climatological characteristics of the spring rainy period in Korea.
International Journal of Climatology, 26, 637-654.
Tian. S. -F. and T. Yasunari, 1998: Climatological aspects and mechanism of spring persistent rain over central China. Journal of the Meteorological Society of Japan, 76, 57-71.
Matsumoto. J., 1992: The seasonal changes in Asian and Australian monsoon regions. Journal of the Meteorological Society of Japan, 70, 257-273.
Djuric, D., 1994: Weather Analysis. Prentice Hall, Texas A&M university, p7-10
출처: 손에 잡히는 예보기술(기상청)
