태풍과 악기상
본문태풍은 며칠 동안 초속 40 m가 넘는 바람을 일으키며 수천 km를 이동한다. 그런데 육지에 올라오면 하루 이틀 만에 급히 약해진다. 태풍의 에너지는 어디에서 오기에 바다 위에서만 힘을 유지할까? 그리고 예보에서 태풍 진로의 오른쪽에 있는 지역이 더 위험하다고 하는 까닭은 무엇일까?
1.4.1태풍의 에너지
열대 저기압 가운데 중심 부근 최대 풍속이 17 m/s 이상인 것을 우리나라에서는 태풍이라 한다. 태풍은 표층 수온이 약 27 °C 이상인 열대 바다에서 만들어진다. 따뜻한 바다에서 많은 수증기가 증발하고, 이 수증기가 상승하며 응결할 때 숨은열을 내놓는다. 이 열이 주변 공기를 데워 상승 기류를 더 강하게 하고, 그만큼 바다에서 더 많은 공기와 수증기를 빨아들인다.
태풍의 주된 에너지원은 수증기가 응결할 때 방출하는 숨은열이다. 따뜻한 바다에서 수증기를 계속 공급받아야 유지되므로, 육지에 오르거나 찬 바다로 가면 수증기 공급이 줄고 지면 마찰이 커져 빠르게 약해진다.
태풍의 중심에는 지름 수십 km의 맑은 태풍의 눈이 있다. 눈에서는 공기가 천천히 내려와 바람이 약하고 구름이 적다. 눈을 둘러싼 벽에서 가장 강한 상승 기류와 폭우, 강풍이 나타난다. 그래서 태풍의 눈이 지나가는 동안 잠시 바람이 잦아들었다가, 반대쪽 벽이 오면 바람이 반대 방향으로 다시 거세진다.1
1.4.2위험 반원과 안전 반원
북반구의 태풍은 시계 반대 방향으로 회전하면서 동시에 이동한다. 태풍이 북쪽으로 이동할 때 진행 방향의 오른쪽, 곧 동쪽 부분에서는 회전 바람이 북쪽을 향해 이동 방향과 같다. 그래서 두 속도가 더해져 바람이 더 세다. 왼쪽, 곧 서쪽 부분에서는 회전 바람이 남쪽을 향해 이동 방향과 반대이므로 바람이 약해진다.
그림 1에서 이동 속도를 바꾸어 보자. 이동이 빠를수록 오른쪽과 왼쪽의 풍속 차이가 커진다. 게다가 오른쪽에서는 바람이 배를 태풍의 진로 앞쪽으로 밀어 넣기 쉽다. 그래서 진행 방향의 오른쪽을 위험 반원, 왼쪽을 안전 반원(가항 반원)이라 한다.
1.4.3예제 풀이
회전 풍속이 40 m/s인 태풍이 북북동쪽으로 10 m/s로 이동하며 남해안에 다가온다. 진로의 오른쪽에 있는 부산과 왼쪽에 있는 목포에서 예상되는 최대 풍속을 각각 어림하여라.
진행 방향 오른쪽인 부산 쪽에서는 회전 바람과 이동 방향이 대체로 같으므로 \(40 + 10 = 50\) m/s 가까이 된다. 왼쪽인 목포 쪽에서는 \(40 - 10 = 30\) m/s 정도이다.
풍속이 50 m/s와 30 m/s이면 바람이 미는 힘은 풍속의 제곱에 비례하므로 \(\left(\dfrac{50}{30}\right)^2 \approx 2.8\)배 차이가 난다. 같은 태풍이라도 진로 오른쪽 지역의 피해가 훨씬 클 수 있는 까닭이다. 실제 풍속은 지형과 태풍 중심과의 거리에 따라 달라진다.
여름 오후에 자주 생기는 뇌우도 같은 원리로 숨은열을 에너지로 삼지만, 규모가 작고 몇 시간 안에 사라진다. 아래 탐구 카드에서 태풍의 에너지, 위험 반원, 뇌우, 실제 태풍 자료를 직접 다루어 보자.
- 태풍의 이름은 태풍 위원회 회원국이 낸 이름을 차례로 붙인다. 큰 피해를 준 태풍의 이름은 다시 쓰지 않고 새 이름으로 바꾼다.
태풍은 따뜻한 바다에서 증발한 수증기가 응결하며 내놓는 숨은열로 에너지를 얻으므로, 수증기 공급이 끊기는 육지에서는 약해진다. 북반구 태풍은 시계 반대 방향으로 돌며 이동하므로 진행 방향 오른쪽에서 회전과 이동 속도가 더해진다. 그래서 처음 질문의 진로 오른쪽은 바람이 더 센 위험 반원이 된다.