중위도 저기압과 날씨
본문봄에는 하루 이틀 흐리고 비가 내리다가 갑자기 맑아지며 쌀쌀해지는 일이 되풀이된다. 일기 예보에서는 "저기압이 지나가며 비가 오겠다"고 한다. 저기압 하나가 지나가는 동안 한 장소의 날씨는 어떤 순서로 바뀔까? 그 순서를 미리 알 수 있다면 내일 날씨도 짐작할 수 있지 않을까?
1.3.1기압과 바람
공기는 기압이 높은 곳에서 낮은 곳으로 움직이려 한다. 그런데 지구가 자전하므로 북반구에서는 움직이는 공기가 오른쪽으로 휘어진다. 그 결과 지상에서 바람은 저기압 중심을 향해 시계 반대 방향으로 불어 들어가고, 고기압에서는 시계 방향으로 불어 나간다.
저기압 중심으로 모여든 공기는 갈 곳이 없어 위로 올라가고, 올라가며 팽창해 식는다. 이슬점까지 식으면 수증기가 응결하여 구름이 생기고 비가 내린다. 반대로 고기압에서는 공기가 내려오며 압축되어 데워지므로 구름이 사라지고 날씨가 맑다. 그래서 일기도에서 저기압 중심 근처에는 대개 비구름이 있고, 고기압이 덮은 곳은 맑다.
1.3.2온대 저기압과 전선
중위도에서는 북쪽의 찬 공기와 남쪽의 따뜻한 공기가 만나 경계면, 곧 전선을 이룬다. 이 경계에서 생긴 저기압을 온대 저기압이라 하며, 편서풍을 따라 서쪽에서 동쪽으로 이동한다. 온대 저기압의 남동쪽에는 온난 전선이, 남서쪽에는 한랭 전선이 뻗어 있다.
온난 전선은 따뜻한 공기가 찬 공기 위를 완만하게 타고 올라가는 전선으로, 앞쪽 넓은 지역에 층운형 구름이 끼고 약한 비가 오래 내린다. 한랭 전선은 찬 공기가 따뜻한 공기 밑을 파고들어 따뜻한 공기를 급히 밀어 올리는 전선으로, 좁은 지역에 적운형 구름이 발달하고 소나기와 돌풍이 짧게 몰아친다.
그림 1에서 저기압을 동쪽으로 지나가게 해 보자. 온난 전선이 다가오면 하늘이 서서히 흐려지고 약한 비가 오래 내린다. 온난 전선이 지나면 남서풍이 불며 기온이 오르고 날씨가 갠다. 이어 한랭 전선이 지나는 순간 소나기가 쏟아진 뒤, 북서풍으로 바뀌며 기온이 뚝 떨어지고 맑아진다.1
1.3.3예제 풀이
온대 저기압의 한랭 전선이 서울에서 서쪽으로 300 km 떨어진 곳에 있고, 저기압이 시속 40 km로 동쪽으로 이동하고 있다. 한랭 전선은 몇 시간 뒤 서울을 지나는가? 그 전후로 서울의 날씨는 어떻게 바뀌겠는가?
한랭 전선이 서울에 닿는 데는 \(\dfrac{300}{40} = 7.5\) 시간이 걸린다. 지금이 오전 9시라면 오후 4시 30분쯤 지난다.
그 전까지 서울은 두 전선 사이의 따뜻한 구역에 있어 남서풍이 불고 비교적 포근하다. 한랭 전선이 지나는 무렵 적운형 구름이 몰려와 짧고 강한 소나기와 돌풍이 있고, 지난 뒤에는 북서풍으로 바뀌며 기온이 떨어지고 하늘이 맑아진다.
한랭 전선은 온난 전선보다 빨리 움직여 결국 온난 전선을 따라잡는다. 이렇게 두 전선이 겹치면 폐색 전선이 되고, 따뜻한 공기가 지면에서 밀려 올라가 저기압은 점차 약해진다. 아래 탐구 카드에서 일기도와 위성 영상, 레이더 영상으로 날씨를 직접 읽어 보자.
- 봄과 가을에 우리나라 날씨가 사나흘마다 바뀌는 것은 온대 저기압과 이동성 고기압이 편서풍을 따라 번갈아 지나가기 때문이다.
북반구 지상에서 바람은 저기압으로 시계 반대 방향으로 불어 들어가 상승하며 구름을 만들고, 온대 저기압은 온난 전선과 한랭 전선을 거느리고 동쪽으로 이동한다. 그래서 처음 질문의 날씨는 온난 전선의 약한 비, 전선 사이의 포근한 맑음, 한랭 전선의 소나기와 추위의 순서로 바뀐다.
