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등압선
등압선(等壓線, isobar)은 일기도에서 기압이 같은 지점을 연결하여 이은 선을 말한다. 고기압이나 저기압의 분포를 나타내기 위한 것으로 보통 4밀리바(mb) 간격으로 그린다.
개요[편집]
등압선은 일기도에서 같은 기압의 점들을 이은 선이다. 기압이 같은 지점을 연결한 선을 말한다. 넓은 지역의 기압 분포를 한눈에 볼 수 있고, 날씨를 이해하는데 도움이 된다. 등압선의 간격이 좁을 수록 바람이 강하게 불고, 바람은 지구 자전의 영향으로 등압선이 비스듬하게 보인다.
등압선은 지도의 등고선과 비슷하다. 등고선이 산이나 강 등 지형의 높낮이를 표시하듯이 등압선은 기압의 높낮이를 표시한다. 등고선의 간격이 좁으면 산의 경사가 심하고 간격이 넓으면 완만한 것과 마찬가지로 등압선의 간격이 좁으면 기압차가 크고 간격이 넓으면 기압차가 적다. 산의 높은 쪽에서 낮은 쪽으로 물이 흘러내려가듯이 기압이 높은 쪽에서 낮은 쪽으로 바람이 분다. 바람은 원칙적으로 등압선에 수직한 방향으로 불어야하나 지구 자전의 영향으로 왼쪽이나 오른쪽으로 휘어진다. 등압선의 간격이 좁을수록 기압차가 크므로 바람의 세기는 강하다.
일기도에서 등압선을 그릴 때는 1000hpa(헥토파스칼; 기압의 단위) 기준으로 4hpa 간격으로 그린다. 관측값이 없는 곳은 주위의 기압값에서 거리 비례로 어림하여 그린다. 매끄러운 곡선이 되게 그리지만, 만나거나 끊어지지 않아야 한다. 한 등압선을 경계로 한쪽은 기압이 높고, 다른 쪽은 기압이 낮아야 한다. 그리고 지나치게 굴곡이 심하지 않도록 부드럽게, 도중에 끊어지지 않도록 연속되게 그린다. 또한 등고선과 마찬가지로 두 개의 등압선이 교차하거나 한 개의 등압선이 도중에 둘로 갈라지지 않도록 그린다.[1][2]
특징[편집]
등압선은 기압이 같은 지점을 연결한 선으로 이 등압선의 분포를 통해 기류의 흐름 특성을 파악할 수 있기 때문에 일기예보에서 매우 중요하다. 지상일기도에서의 등압선은 관측소에서 관측된 기압값들로부터 해면경정을 수행하여 얻은 해면기압을 사용하고 풍향과 풍속을 고려하여 작성하게 된다.
등압선 분석
일기도란 일정 지역의 일기 상태를 한눈에 알 수 있도록 지도위에 기상의 상태를 나타낸 그림이다. 분석일기도는 기상관측을 근거로 하여 그 실황을 지도 위에 기입한 것으로 일기 실황을 분석하는데 사용된다. 수치예보의 결과를 이용하여 수치예상일기도가 작성되기도 한다. 지상일기도는 각 지점의 해면기압 정보로부터 산출되는 등압선을 포함하고 있다. 지상일기도와 달리 상층일기도의 경우에는 특정 등압면에 대하여 그 등압면의 고도를 나타내는 등고선(정확하게는 지오퍼텐셜 고도가 같은 선)이 그려진다. 지상일기도의 등압선은 보통 1000hPa을 기준으로 하여 4hPa 간격으로 묘화한다. 간격이 너무 넓어서 기압 분포 해석이 불분명한 경우에는 필요한 곳에 중간 간격의 등압선을 파선으로 그리기도 한다.
등압선 분석 요령을 다음과 같이 정리할 수 있다.
- 등압선은 도중에 끊어지지 않고 반드시 폐곡선이 되거나 일기도의 연변에서 끝나게 된다. (전지구 표면을 대상으로 등압선을 그린다면 모든 등압선은 폐곡선을 형성할 것이다.)
- 등압선은 서로 교차하지 않으며 한 등압선이 도중에 두 갈래로 갈라지거나 또는 두 등압선이 한 등압선으로 합쳐지지도 않는다.
- 한 개의 등압선을 그릴 때, 그 등압선을 경계로 반드시 한 쪽은 그 등압선 값보다 높은 기압이 분포하고 다른 한 쪽은 그 등압선 값보다 낮은 기압이 분포하도록 그린다.
- 대규모 공기의 운동을 나타내기 위해서는 등압선의 굴곡이 너무 심하지 않게 평활화시켜야 하지만 그렇다고 기압계의 특성이 무시될 정도로 평활화시켜서는 안 된다.
- 대단히 긴 저압부나 고압부는 보기 힘들다. 따라서 가능하면 두 등압선이 가까이 위치하면서 긴 거리를 나란히 가지 않도록 그린다.
- 대칭적인 두 고기압이나 두 저기압 사이(안장부)에는 같은 값의 두 등압선이 이웃해 있지만 흐름은 서로 반대 방향이다.
- 특별히 풍속 차가 없다면, 등압선 사이의 간격은 가급적 일정하게 그린다. 이 때 등압선의 간격은 풍속에 반비례한다는 것을 명심한다.
- 등압선의 방향은 대체로 바람 방향과 일치하는데, 북반구에서는 바람이 저기압 중심부를 반시계방향으로 돌면서 등압선을 일정한 각으로 횡단하여 저기압 쪽으로 불어들어가는 것이 일반적이다. 바람이 등압선과 이루는 각도는 지상 마찰이 큰 곳일수록 커지는데, 해상에서는 10~30도 정도이고 육상에서는 30~45도 정도이다. 그러나 풍속이 2m/s 이하로 약하면 국지적인 영향으로 위와 같은 규칙성이 없어지는 경우도 많다.
- 기압장이 변하는 지역에서는 변압풍으로 인하여 등압선과 풍향의 교각이 기압상승 지역에서는 커지고 기압하강 지역에서는 작아진다.
- 육지에서의 바람은 그 지역의 고유한 특성이 있는 경우가 많아 기압계에 의한 바람으로 나타나지 않는 경우가 있으므로 억지로 등압선을 풍향에 맞출 필요는 없다.
- 섬이나 산맥의 풍상측에서는 고압부가 나타나고 풍하측에서는 저압부가 나타나서 등압선이 Z자형을 이루는 경우가 있다
- 해양에서의 기압 관측값은 그 오차가 큰 경우가 많고, 뇌우가 있는 곳에서도 기압의 오차가 큰 경우가 많아 기압값의 신빙성이 적으므로 유의해야 한다.
- 반적으로 고기압 또는 전선을 동반하지 않은 저기압의 중심 부근에서 등압선은 둥근 편이다.
- 등압선은 항상 기압계의 계통적인 배열이 잘 나타나도록 그린다. 즉 기압마루와 기압골은 그 특성에 유의하여 그린다.
- 전선에서는 등압선이 저기압성으로 심한 굴곡을 이루도록 그린다.
지상일기도의 이용
기본 일기도에 해당하는 지상일기도에는 관심 영역에 따라 북반구일기도, 아시아일기도, 극동일기도, 국지일기도 등이 있다. 지상일기도에는 해면기압의 등압선과 함께 관측소의 관측값(기상현상, 운량, 운형, 해면기압, 기압변화, 기온, 이슬점, 풍향, 풍속 등)이 기호와 숫자로 기입되어 있다. 지상일기도로부터 고기압과 저기압, 전선, 기압골과 기압마루의 위치를 파악할 수 있으며 각종 기상현상과 기온, 바람 등의 분포와 이동 등을 파악할 수 있다.
지상일기도는 주로 다음과 같은 용도를 갖고 있다.
- 지상에서 관측한 기상요소를 기입하여 분석함으로써 고,저기압이나 전선 등의 위치를 파악하고 바람, 기온, 기상현상 등의 분포를 파악한다.
- 국지적인 기상현상을 추적하는 데에 유용하다.
- 관측시간 현재의 날씨 분포 파악을 통해 초단기간 또는 단기간의 기상 변화를 예측하는데 이용된다.
- 24시간 기압변화도, 1000hPa 일기도, 두께선도 등의 작성에 이용된다.[3]
등압 지도를 해석하는 방법
언뜻 보기에 등압선이 표시된 지도 또는 등압선 지도는 수수께끼일 수 있다. 그러나 몇 가지 개념, 단서 및 규칙을 고려하여 해석할 수 있다.
- 지도의 특정 영역에서 압력선의 근접성 또는 거리를 관찰하여 바람과 기압의 동작을 식별하는 것이 중요하다.
- 선이 서로 매우 가깝다면 바람이 강하고 기압변화가 빠르게 발생하며 작은 공간에서 대기압의 차이가 크다는 것을 의미한다.
- 곡선이 멀리 떨어져 있으면 바람의 힘이 약해지고 기압변화가 천천히 일어나 더 넓은 공간에서 발생하게 된다.
- 등압 지도에서 저기압의 중심은 일반적으로 문자 "B"로 식별되는 반면 고기압의 중심은 문자 "A"(또는 지도가 영어로 된 경우 "H")로 식별될 수 있다.[4]
관련 용어[편집]
일기도[편집]
일기도(日氣圖, weather chart, weather map)는 어떤 지역의 특정 시각의 기상 상태를 파악하기 위해서 기온, 기압, 풍향, 풍속 등을 숫자, 기호, 등압선 등으로 표현한 지도이다. 즉, 넓은 지역의 날씨를 한 눈에 알아볼 수 있게끔 제작된 그림으로, 일반적으로 지도 위에 기호로써 표시된다. 관측한 기상 요소를 숫자나 기호를 이용하여 지도 위에 기입한 후, 등압선을 그리고 기압 배치와 전선을 나타낸 지도이기도 하다. 맑음, 흐림과 같은 간단한 운량(구름의 양) 관련 정보부터 풍향, 풍속, 기압, 기온, 전선 등을 나타낸다. 시간은 UTC를 기준으로 작성된다. 일기도를 일정 시간 간격으로 연속적으로 작성하면 일기 상태의 시간적 변화를 알 수 있다. 최초의 일기도는 19세기 초, 독일의 물리학자 H.W. 브란데스에 의해 만들어졌다. 일정 지역, 일정 시간의 기상 상태를 한눈에 알 수 있는 지도로, 일기예보에 매우 중요한 자료로 사용되고 있다.
최초의 근대적인 일기도는 1820년 독일의 물리학자인 하인리히 브란데스가 과거의 관측 자료를 바탕으로 1783년 3월 6일의 일기도를 제작한 것이 시초로 여겨진다. 이후 국가 주도의 최초 일기도는 크림 전쟁 직후 프랑스에서 시행하였다. 각지의 기상관측소에서 그 지역의 기온, 기압, 풍향 등의 기상 요소를 관측하거나, 라디오존데, 레윈존데나 인공위성로 관측한 자료를 종합한 후, 이를 지도 위에 기호로 표시하여 제작한다. 이때 기상예보관의 검수를 거쳐 나온다. 수십 년 전만 해도 손으로 직접 그렸으나 최근에는 컴퓨터로 제작되며 이후에 사람이 보정하는 식으로 작성된다.
일기도는 그 용법에 따라 다양한 종류로 나뉜다. 가장 대중적으로 많이 쓰이는 일기도는 지상 일기도로, 지상에서 관측한 기압, 기온, 풍향, 풍속 등이 들어간다. 기상청에서는 세 시간 간격의 일일 지상 일기도가 제공된다. 기상 관측 특성상 지표면에서의 기상 외에도 상층의 기상 요소도 필요하므로, 기상청에서는 상층 일기도(고층 일기도)를 제공한다. 일반적으로 많이 사용되는 상층 일기도에는 925hPa(고도 약 810m), 850hPa(약 1500m), 700hPa(약 3000m), 500hPa(약 5580m, 대류권 중층), 300hPa(약 9180m, 대류권 상층), 200hPa(약 11760m), 100hPa(16200m) 일기도가 있다. 각각의 일기도는 다양한 이유로 사용되는데, 가령 제트류의 경우는 300hPa나 200hPa의 일기도에서 잘 관찰된다. 어느 지역에서의 연직 방향의 일기를 기록하고 싶다면 수직 일기도를 사용한다.[5][6][7]
경각[편집]
경각(傾角, inclination)은 지상풍이 불 때 지상풍의 풍향이 등압선과 이루는 각을 말한다. 지상풍은 마찰력이 작용하는 지표 부근 바람으로 기압경도력, 전향력, 마찰력이 평형을 이루며 부는 바람이다. 지균풍의 경우 기압경도력과 전향력이 평형을 이루며 불지만, 지상풍은 지상 1km 이내의 바람이기 때문에 마찰력이 작용한다. 이때 지상풍은 등압선을 횡단하는데 이 때 등압선과 이루는 각이 경각이다. 경각의 크기는 마찰력이 클수록 커지는데 일반적으로 육지는 지형의 기복이 해상보다 커서 경각이 30°~ 40°까지 나타나지만, 해상에서는 일반적으로 이보다 적은 20°내외의 값을 나타낸다. 따라서 마찰력이 작아질수록 경각은 작아져 상공에서는 경각이 0°인 지균풍이 불게 되는 것이다.[8]
기압골[편집]
기압골(trough)은 등압선을 그렸을 때 저기압 쪽을 향하여 V자 형이나 U자 형을 이루는 부분을 말한다. 휘어지는 정도가 가장 큰 부분을 연결한 선을 기압마루선이라 하고 휘어지는 정도에 따라서 얕은골, 깊은골이라고도 부른다. 곡률이 가장 큰 부분을 연결해 기압마루선이라고 하고, 곡률의 크기에 따라 얕은골·깊은골이라고도 한다. 전선(前線)은 기압골에 있으나 기압골이 반드시 전선을 동반하지는 않는다.
기압골의 모양은 지도에 산의 골짜기를 표현한 등고선을 생각하면 된다. 기압을 등압선으로 나타내서 보았을 때 골짜기에 해당하는 부분이다. 지표면 부근에서는 주로 전선을 동반하고, 등압선이 V 자형으로 꺽여 있다. 하지만 3km 이상의 상공에서는 주로 U자형의 등압선을 동반한다. 기압골 중에서 기압이 가장 낮은 곳을 연결하는 선을 기압골선이라고 한다. 일반적으로 거의 남북 방향으로 이어져 있다.
대기 상층의 기상도에 있어서는 지상의 경우와는 달리 파동을 이루는 등압선이 나타나며 이 경우의 기압골은 지상의 기후와 밀접한 관계가 있다. 그리고 비교적 규칙적으로 동진하므로 기상예보에 유력한 단서를 준다. 대기 상층의 편서풍대에서는 기압마루와 번갈아 나타나며 대부분의 경우 골의 동쪽 부분인 앞면에서는 지상에 저기압이 있어 날이 흐리고 상승 기류를 수반하며, 골의 서쪽 부분인 뒷면에서는 지상에 고기압이 나타나 하강기류를 수반하여 날이 맑다.[9]
동영상[편집]
각주[편집]
참고자료[편집]
- 〈등압선〉, 《네이버 국어사전》
- 〈등압선〉, 《위키백과》
- 〈등압선〉, 《두산백과》
- 〈등압선〉, 《기상학백과》
- 〈일기도〉, 《나무위키》
- 〈일기도〉, 《두산백과》
- 〈일기도〉, 《위키백과》
- 〈경각〉, 《두산백과》
- 〈기압골〉, 《두산백과》
- 〈등압선이란 무엇입니까?〉, YuBrain, 2023-02-08
같이 보기[편집]
