눈이 내리기 위해선 0℃ 이상 층(melting layer)의 두께가 600m 이하여야 한다(Weather forecasting handbook 2000, White et al. 2002, White et al. 2010). 따라서, 925hPa(기준고도 810m) 기온이 0℃보다 높다면 눈이 내릴 가능성은 희박.
925hPa은 지상과 연계된 전선분석에 활용.기온의 경도가 크고 바람이 급변하는 곳에서 전선을 찾아낼 수 있다.
850hPa 기온분포도와 마찬가지로 아침 최저 기온과 낮 최고 기온 예측에도 활용한다
[ 참고문헌 ]
기상청 예보기술팀, 2011: 2011년 손에 잡히는 예보기술
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Showalter, A, K., 1947: A stability index for thunderstorm forecasting. Bull. Amer. Meteor. Soc., 34, 250-252.
Weather forecasting handbook, 2002: Precipitation type of winter forecasting. pp144.
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________, _______, E. T. Strem., F. M. Ralph, and P. J. Neiman, 2002: An automated brightband height detection algorithm for use with Doppler radar spectral moments. J. Atmos. Oceanic Technol., 19, 687-697
●850hPa 면에서의 LCL 으로부터 습윤단열선을 따라 올라가 500hPa 면과 만나는 점의 기온을 500hPa 면 실제 기온에서 뺀 값
●분포를 3간격의 등치선으로 그리고 +3 이하인 곳을 빗금으로 표시
●주위보다 높은 곳은 H, 낮은 곳은 L 로 표시
●여름철 850~500hPa, 겨울철 925~700hPa
● < 3: 소나기 가능성
● < -6: 심한 뇌우 발생 가능성
850hPa면이 사용된 이유: 여름철에 지표 근처의 대류 활동이 왕성해 혼합층 고도가 850hPa에 이른다고 가정하였기 때문. 다른 말고, 지상에서 850hPa면에 갇혀 있는 수증기를 소나기 구름의 주 에너지 공급원으로 본 것이다.
500hPa면 온도차를 안정도 기준으로 정한 이유: 이 고도 이하에 수증기가 대부분 분포하여 뇌우가 발달할 수 있는 안정도를 평가하기에 적절하기 때문이다.
겨울철에 활용도 낮은 SSI
SSI는 공기의 유·출입이 크지 않은 안정한 기단의 영향을 받을 때(주로 여름철 무더위 기간) 사용하기 적절한 지수. 겨울철에는 계절적으로 구름들의 운저가 낮고 비구름의 키도 작으므로 925hPa면의 상승응결고도와 700hPa면의 온도차를 이용하여 계산. 저기압에 의한 강수량 분석, 기압계가 빠르게 이동하는 경우에는 사용하기에 적절치 않다(2011년 손에 잡히는 예보기술 ‘불안정지수’ 참고).
지상일기도 상 우리나라는 고기압권의 영향을 받는 가운데 일사에 의한 가열로 기온이 상승하여 오후부터 산발적으로 뇌우가 발생. SSI는 남부지방에 0 이하의 불안정한 값을 나타냄.
[ 참고문헌 ]
기상청 예보기술팀, 2011: 2011년 손에 잡히는 예보기술
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이 기류가 중국 양쯔강하류 부근 또는 동중국해에서 합쳐지면서 풍속이 증가하고 우리나라로 뜨겁고 습한 공기를 유입시켜 호우와 무더위의 원인이 된다.
북태평양고기압과 대륙의 열저기압은 여름철 동아시아 하층대기의 특징.
그림 1(b): 같이 300, 200hPa의 티베트고기압, 상층제트(50kts 이상의 풍속대), 500hPa의 북태평양고기압의 등고선(기준선 5880gpm))
티베트 고기압
티베트고원지대의 해발고도가 약 500hPa. 300hPa 이상의 고도에서만 뚜렷하게 나타남.
우리나라와 일본 남쪽 해상의 상공에 동서로 고기압 벨트 형성.(Ueno et al. 2001, Hsu et al. 1999, Flohn 1968).
여름철 티베트 지역은 500hPa 이하의 고도에서는 열저기압 (열저압부)으로 묘화됨.
반면에 북태평양고기압은 500hPa 고도에서는 뚜렷하게 나타나지만 300hPa 이상의 고도에서는 티베트고기압과 구분이 되지 않거나 존재하지 않을 수 있다.
호우 유형 분류
2001년 이후 우리나라에서 1시간만에 70mm 이상의 집중호우가 발생된 사례의 유형 (기상청).
● 상하층제트 커플링형
하층제트와 상층제트가 모두 동일한 호우구역에 존재하는 경우.
동일한 지역의 상공으로 하층 제트와 상층제트가 일정한 각도를 이루면서 교차하여 지나감.
●태풍 전면 수렴 형
하층제트는 없고 상층제트만 존재하는 호우
상층 제트를 기준으로 기류가 유입되는 입구의 남쪽인 상층 발산구역에 위치하고, 태풍 전면에서 호우 발생
●국지성 호우형
하층제트와 상층제트가 모두 존재하지 않는 경우.
아래그림 2는 2001~ 2011년 기간 동안, 1시간만에 70mm 이상 호우가 발생된 사례를 조사하여 5일 간격의 발생횟수를 보여주는 그래프이다. 총 53개 사례 가운데 장마기간에 17개 (32%)가 발생하였고, 2차 우기에 가장 많은 35개(66%)가 발생했다. 10월에는 1개의 호우사례가 있다. 2차 우기기간에는 태풍이 5개를 차지하여 총 호우 중 9%를 차지했다. 1시간에 70mm 이상의 강수량은 호우주의보 기준을 1시간 내에 넘어서는 양이고, 돌발홍수에 의한 피해를 발생시킬 수 있다.
상하층 제트커플링형 호우가 총 53개 사례 중 25개(47%)로 가장 많았다. 하층제트 커플링은 동일한 지역의 상공으로 하층 제트와 상층제트가 일정한 각도를 이루면서 교차하여 지나가는 구조를 말한다 (2011년 손에 잡히는 예보기술 2호 ‘하층제트’편 참조). 이런 형태의 대기구조가 나타나면, 직접 열순환에 의한 연직운동이 활발해지며, 하층수렴과 상층발산에 의해 호우가 발생하기 쉬운 대기구조가 잘 형성된다(Saulo et al. 2007, Chen et al. 2003).
사례분석 - 상하층제트 커플링형의 종류
(1) 상층 등고선 분류형 발산
(2) 제트 입구의 남쪽 발산
(1) 상층 등고선 분류형 발산
아래 그림 3은 2011년 7월 27일 상하층제트 커플링에 의해 수도권과 부산에서 동시에 호우가 발생한 사례. 7월 27일 00UTC에 850hPa에서 2개의 강풍대가 서해와 남해상에 분포(그림3a).강풍대 중심의 북동쪽에서 호우(그림3 b, c)가 나타났다.
이렇게 850hPa의 남서풍과 200hPa의 서풍이 동일한 지역의 상공을 지나가게 되면 호우가 발생하기 좋은 조건
겨울철은 남북의 온도차이가 크기 때문에 한대제트가 강하고, 아열대제트도 공존하는데 반하여, 여름철은 아시아대륙의 가열로 남북의 온도차이가 작아 풍속이 약하고 우리나라 부근에선 한대제트보다 풍속이 약한 아열대제트가 주로 나타남.
아래그림 4(b):티베트 고기압은 6~9월까지 티베트 고원에서 우리나라 부근의 상공을 오르내린다(Bao 1987). 중국 북부지역은 남북으로 등고선이 조밀한데 비해 우리나라 부근의 등고선 분포는 남북의 등고선 경도가 약하여, 등고선 분류형으로 발산이므로, 우리나라는 상층 발산구역에 위치한다.
한편, 상층일기도 분석 시 합류형의 등고선 분포는 상층의 기류가 수렴되는 형태이다. 따라서, 상층 바람장을 이용해 가장 강한 발산지역에 대한 면밀한 분석이 필요하다. 등고선 분류형의 상층 발산구역은 고기압성 회전을 하는 북서기류에서 뚜렷하며, 풍속은 강하지만 기류가 진행하는 방향으로 풍속이 약한 지역에서는 발산값이 최대로 나타난다(Funk 1991, Maddox 1979, Uccelini and Johnson 1979).
아래 그림 5는 그림 4의 850hPa 최대풍속을 기준으로 남북의 연직단면도으로서, 하층제트에 의한 호우 모식도와 상층제트와 하층제트의 커플링 모식도를 나타낸다. 대류발달구역은그림 3의 2011년 7월 27일 호우사례와 일치.
강한 대류에 의한 호우 구역은 850hPa에서 최대풍속의 북쪽에 위치
온난·습윤한 기류가 고위도로 이동하면서 상대적으로 차가운(무거운) 공기위로 상승하다가 상층의 발산구역에 들어가게 되면 강한 대류가 발달
따라서, 동일한 850hPa 등압면 일기도에서 상승기류가 가장 강한 지역은 최대풍속의 북쪽에 풍속이 감소하는 지역.
하층대기의 강한 남풍은 고위도로 이동하면서 수평적 풍속 감소분을 연직 상승운동으로 전환시키며 최대 상승운동이 나타나는 지역에서 강한 대류가 나타난다(Trier and Parsons 1993).
그림 5에서 하층제트가 지나가는 상공의 아래 지상바람은 동풍이나 미풍이다. 왜냐하면, 따뜻한 기류는 지상으로 하강하지 않고 상승하기 때문에일정한 각도의 남북방향으로 전선면이 생기기 때문.
아래그림 6 지상일기도( 2011년 7월 27일 00UTC). 우리나라 중부지방을 중심으로등압선 간격은 조밀한데 비하여 지상에서 관측된 풍속은 매우 약한 것을 볼 수 있으며, 특히 뇌전을 동반한 많은 비가 내리는 서울은 등압선 방향과는 달리 북동풍이 불고 있다.
(2) 제트 입구의 남쪽 발산
발산구역 찾는 법
(1) 등고(압)선 형태로 찾기
상층 발산구역은 등고(압)선 형태로 찾을 수 있다.
상층 발산구역은 주로 상층 제트가 약할 경우에 해당하며(주로 아열대제트에서 중심풍속 100kts 이하), 상층제트가 강할 경우 분류형태가 나타나지 않는다(주로 한대제트에서 중심풍속 100kts 이상).
(2) 상층제트축 4분면으로 찾는 법
제트축을 기준으로 풍속의 증가/감소 지역의 4개 분면으로 나눠 찾을 수 있다.
그림 7(a) 2010년 9월 21일 중부지방에 발생한 호우사례에 대한 12UTC 200hPa 일기도.
차가운 공기를 가진 북쪽 기류가 중국 북부지방으로 남하하면서 우리나라 부근의 따뜻한 기류와 만나 강한 제트기류가 형성. 제트기류의 최대풍속 지역은 연해주 부근에 위치,우리나라는 제트 최대풍속을 기준으로 남쪽이고 입구에 해당.
그림 7(b) Uccellini and Kocin (1987)가 제시한 제트기류에 의한 발산, 수렴의 모식도.
상층 발산, 하층수렴 지역에 해당.
[ 참고문헌 ]
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장마백서, 2011: 기상청
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봄철에는 일조시간이 길어지면서, 중국을 중심으로 몽골 남쪽까지 지표가열로 열 저기압이 발생하는 시기이다. 이 시기에 주의하여 분석할 요소로는 열 저기압, 전선저기압, 북태평양 고기압 등이다.
열 저기압은 지표가열로 생성된 저기압으로서 이동하지 않는 정체성 저기압이다. 한편, 대륙의 얼었던 땅이 녹는 사막과 황토고원지대에서 주변보다 기온이 높아져 열 저기압이 발생하며, 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 때이고, 한랭전선을 동반한 경우는 특히 황사가 심해진다.
아래 그림 5에서 2011년 4월 19일 00UTC에 850hPa에 중국과 몽골지역으로 온난이류가 강화되었다. 0℃ 등온선이 우리나라에서 몽골 북서쪽까지 남에서 북으로 놓여있다. 티베트 고지대에서 발생한 저기압은 열저기압으로써 이동을 하지 않는 정체성 저기압이다.
지상일기도에서도 저기압 중심이 보인다. 이 저기압 주위로 바람장을 고려하여 전선을 분석하는 경우가 있는데상층의 기압골과 온도골이 동반되지 않는다면 전선을 분석하지 않아야 한다.또한, 지상일기도에서 이 지역은 약 1km 고도에 해당하므로 바람이나 기상 요소를 고려한 일기도 분석이 중요하지 않다. 발생된 열 저기압은 3일간 정체하다가 상층의 온도골을 동반한 기압골이 서에서 동으로 이동하면서 이 열 저기압 상공을 지나갈 때, 연직으로 잘 발달된 전선 저기압이 발생 한다.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 가능하다. 저기압 중심을 기준으로 전선분석을 하기 위해서는 뚜렷한 동서의 온도차이가 있어야 한다. 열저기압처럼 저기압 중심을 기준으로 주위가 모두 따뜻한 상태이거나, 해발고도가 높은 고지대일 경우는 전선분석을 하지 않는다. 상층의 차가운 공기가 동반 되어 연직으로 잘 발달된 구조가 아닐 경우도 전선분석을 하지 않는 것이 좋다.
봄철은 상층은 아직 겨울철 패턴을 유지하고, 중국 대륙의 열적 가열은 강화되기 때문에 대기가 불안정하다. 상층의 강한 한기를 가진 공기가 우리나라 쪽으로 이동할 때, 저기압이 연직적으로 강하게 발달한다.
아래 그림 7은 그림 6의(c)와 같은 시각의 300hPa 일기도와 300hPa 부근과 지상의 모식도이다.
300hPa 일기도에서 기압골(trough)부근으로 남북의 고도 경도가 크고 강풍 중심이 나타나는데, 그림 7(a)에서 100kts이상의 강풍 중심이 우리나라 부근에 위치한다. 300hPa 일기도에서 제트기류의 중심이 위치하는 기압골을 중심으로 서쪽은 기류가 합류(confluence)하는 형태로 상층 수렴, 하층 발산이 나타나며, 동쪽은 기류가 분류(diffluence)되는 형태로 상층 발산, 하층 수렴이 나타난다. 그림 7(b)에서 지상과 상층과의 일기시스템 구조가 간단하게 설명되어 있다. 그림 6(c)의 지상일기도와 비교해 보면, 전선이 동반된 발달한 저기압은 서해상에 위치한 저기압과, 고기압은 몽골남부에 위치한 고기압과 일치됨을 알 수 있다. 동아시아 봄철은 중위도 파동에 따른 고·저기압 발달 이론이 잘 일치되는 계절이다.
이 외에도 봄철에 주의해서 분석해야 할 요소가 있는데, 850hPa에 동중국해 부근에 위치한 정체성 고기압 이다.필리핀 고기압이라고 부르며, 2월부터 벵갈만부근과 인도차이나반도의 지표가열로 저압부가 형성됨에 따라 상대적으로 필리핀 부근해상에서 발생 하는 키 작은 고기압이다. 이 고기압은 2월 말에 필리핀 부근에 위치하다가 4월 초부터 동중국해 부근 까지 확장 한다. 하층대기의 대륙과 해양의 비열차이에 의해 만들어 지는 아열대 고기압으로서, 일기도 분석에 주의할 필요가 있다. 이 850hPa 고기압은 중국에서 이동성 고기압이 동중국해상으로 이동할 때 합쳐지면서 그림 8(a)와 같이 우리나라까지 고기압의 능이 확장한다. 이렇게 확장하면 고기압 가장자리를 따라 다량의 수증기가 포함된 온난한 기류가 우리나라로 유입 된다. 서쪽에서 발달하는 저기압이 접근하면 많은 비가 내리기도 한다. 전선을 동반한 저기압이 우리나라를 통과하면 이 고기압은 다시 필리핀 부근으로 남하한다.
아래 그림 8(a)와 같이 드물게 중국 내륙에 이 고기압 중심을 묘화하는 분석자도 있는데, 고기압 발생원인이 해상과 육상의 비열차이이므로 해양에 중심을 묘화하는 것이 바람직하다. 또한 (c)와 같이 필리핀 부근해상에 고기압을 묘화하지 않는 경우도 있는데, 이때는 주변의 관측값을 살펴보고 간선으로라도 고압부를 묘화하는 것이 좋다. 그렇지만, 이 키가 작은 고기압 상공에는 여름철처럼 500hPa에 고기압이 뚜렷하게 나타나지 않는다.
참고. 300hPa 일기도로 한대제트와 아열대제트 구분하는 방법
한대제트
① 300hPa일기도에서 제트축을 기준으로 북쪽에 위치한 저기압의 중심이 Warm 일 경우
② 300hPa일기도에서 티베트고원 북쪽(40N이상 고위도)에서 우리나라로 이동하는 제트기류
아열대제트
① 300hPa일기도에서 제트축을 기준으로 북쪽에 위치한 저기압의 중심이 Cold 일 때
② 300hPa일기도에서 한대제트 남쪽으로 제트축이 위치하며, 이 제트축의 남쪽이 Warm일 경우
겨울은 바이칼호 부근에 정체하고 있는 시베리아 고기압의 영향을 받는 계절이다. 시베리아 고기압의 중심은 여러 개로 분리하여 분석하는 것보다 주변에 분포한 관측 값을 고려하여, 하나의 중심을 가진 고기압 으로 분석·묘화하는 것이 좋다. 이 지역은 1500m 이상의 고원지대이기 때문에 바람장, 기압값에 의존한 분석은 중요치 않다. 아래 그림 3은 24시간 간격의 지상일기도 분석결과로서, 수정이 필요한 일기도(a)와 제대로 묘화된 일기도(b)의 예를 보여준다.
그림 3(a)의 경우 몽골서쪽지역에 모든 기압 값을 고려하여 고기압을 3개로 분리시켰다. 3개로 분리한 결과 고기압 주변의 등압선 굴곡이 커지고, 정체된 시베리아 고기압이 보이지 않고 고립된 약한 고기압으로 보인다. 티베트 고원지역은 기압값이 없는데도 불구하고 매우 강한 기압경도를 보이는 저기압을 묘화하였다. 이렇게 묘화한 결과 고기압과 저기압 사이에 등압선 간격이 매우 넓은 지역이 있는가 하면, 바로 인근에 매우 조밀한 지역도 나타났다.
그림 3(b)는 24시간 후 분석된 일기도인데 정체된 시베리아 기단을 하나의 고기압으로 분석하여 기단의 세력이 강하고 범위가 넓어 보이며, 굴곡이 덜한 원형에 가까운 등압선으로 묘화하였다. 남쪽에 위치한 저압부도 원형으로 저기압 중심을 그리지 않아 그림 3(a)에 비해 기압경도력이 일정하여 공기의 흐름이 잘 묘화되었으며, 특히 겨울철 가장 뚜렷한 시베리아 고기압의 세력이 남쪽과 동쪽으로 뻗여 있는 모습이 잘 묘화되었다
아래 그림 4는 겨울철 우리나라를 자주 통과하는 중규모 저기압(발해만 저기압)에 의한 일기도 분석결과이다. 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, 850hPa에서는 그림 4(b)와 같이 전선이 보이며, 전선의 서쪽은 북서류가 동쪽은 남서류가 나타난다.
그림 4(c)와 같이 지상일기도에서 저기압 중심이 나타나기도 한다. 그림 4(d)는 이번 사례에 대한 간단히 요약한 것으로서, 그림 4(b)의 A와 B를 자른 연직 모식도이다.
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.
겨울(1월)
여름(7월)
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 분석하여기단의 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 낮아그림 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)
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