강우량

강우량(降雨量, amount of rainfall)은 일정 기간 동안 일정한 곳에 내린 비의 분량을 말한다. 단위는 mm이다. 우량(雨量)이라고도 한다.

개요

강우량은 비가 내린 양을 말한다. 즉, 우량계 등의 도구를 통해 비가 내린 양을 측정한 정보를 뜻한다. 유의어인 강수량(降水量)은 강우량과 강설량을 합친 것이다. 또한, 강우량은 어느 기간에 내린 비의 양을 뜻하며 땅 위를 흘러가거나 스며들지 않고, 땅 표면에 괴어 있다고 가정할 때 괸 물의 깊이로 나타낸다. 강우량을 나타내는 단위로 밀리미터(mm)를 사용하며 때에 따라서는 비의 총량을 무게로 환산하여 톤(t)으로 나타낸다. 대한민국의 연평균 강우량은 약 1,200mm 정도로 비교적 많은 편이며 강우량을 잴 때에는 우량계를 사용하여 비의 양을 알 수 있다. 또한 조선시대에는 측우기를 사용하여 비의 양을 안다.

물론 일부 비는 안개나 이슬처럼 흩날리지만, 일부 비는 정말로 세차게 쏟아져서 마치 양동이로 들이붓는 듯해 보일 정도이다. 비가 얼마나 거세게 내리는지에 대한 기준으로 일반적으로 쓰이는 측정 방식은 1시간에 몇mm의 비가 내리는가, 즉 "시간당 강우량" 이다. 실제로 재산피해나 인명피해에 끼치는 영향은 누적 강우량보다는 오히려 시간당 강우량이 더 결정적인 경우가 많다. 숲이나 녹지처럼 제 아무리 폭우에 잘 버틴다는 조건에서도, 갑작스럽게 한 번에 쏟아붓는 비는 결국 다 끌어담지 못하고 흘려보내게 될 것이며, 그 결과는 고스란히 하류에서의 홍수피해로 연결되기 때문이다. 전 세계적으로 보았을 때, 지중해성 기후나 건조기후가 나타나는 일부 지역을 제외하면 강수량은 대체로 여름철에 쏠리는 지역이 많은 편이다. 기온이 높은 여름에 증발량이 많아 강우가 잦아지기 때문이다.

특징

우량계 윗면

우량계 본체

우량계 겉면

강우량은 어떤 기간 동안에 내린 비의 양을 말한다. 강우량은 비의 양만을 잰 것이고, 강수량은 강수 과정으로 형성된 모든 것을 잰 총량을 가리킨다. 우량(雨量)이라고도 한다. 넓은 뜻으로는 눈·싸락눈·우박·이슬 및 서리의 양도 포함하며, 강수량과 같은 뜻으로 사용하기도 한다. 비가 평탄한 지면에 내렸을 때 흘러가거나 땅 속으로 스며들지 않고 땅 표면에 괸 물의 깊이로, mm나 cm 등으로 표시하거나, 어떤 한정된 지역에 내린 비의 총량을 무게로 환산하여 톤(t)으로 표시하기도 한다.

눈이나 우박 등의 고체형 강우량은 녹은 후의 물의 양을 측정한다. 한국의 연평균강우량은 약 1,200mm(약 1140억 톤)로서 전세계 평균강우량의 거의 배에 가까우나, 여름철에 치우쳐 때에 따라서는 한발과 수해 등 상반된 피해를 입기도 한다. 강우량은 계절과 지역에 따라 큰 차이가 있으므로 효율적인 이용이 산업발전에 중요한 문제가 되고 있다.

우량계는 보통 잔디가 깔린 넓고 평탄한 곳에 지면에서 20cm 높게 땅에 묻어 설치한다. 강우량의 측정은 우량계를 이용하는데 원리는 깔때기의 단면적과 측정관의 단면적의 비율을 통해 계산해야한다. 예를 들어 보자. 깔때기의 지름을 20cm라 하면 단면적은 πr2이므로 100π가 된다. 측정관의 지름을 4cm라 하면 단면적은 4π가 되므로 단면적의 비는 25:1된다. 따라서 측정관 양의 1/25이 실제 강우량이 된다. 그림에서 측정관의 높이가 2cm이므로 실제 강우량은 2cm×1/25=0.08(cm)가 되어 0.8mm가 된다.

표현

강우량은 mm 단위로 나타낸다. 우량을 재는 도구인 우량계를 실외에 설치해 내리는 빗물을 받고, 시간별로 빗물의 깊이를 재면 된다. 우량계는 보통 원통형으로 생겼으며, 원통의 윗면은 빗물을 모을 수 있도록 깔때기로 되어 있다. 주위의 영향을 없애기 위해 우량계 근처에 별도의 장치를 설치하기도 한다. 강우량은 '하루에 몇 mm가 내렸다', '한 시간에 몇 mm가 내렸다'와 같이 얼마만큼의 시간 길이 동안 내린 우량인지 표현해준다. 시간당 강우량은 강우 강도(I)라고 하며, 수공구조물 설계에 사용되는 중요한 값이다. 강우 강도는 여러 가지 식을 통해 정하는데, 어떤 식을 적용해야 하는지는 지역마다 다르다.

시간당 강우량에 따른 묘사

가용한 여러 자료를 토대로 하여 종합적으로 정리해 보면 대략 다음과 같다. 대한민국 기상청 [기상레이더] 자료와 함께 놓고 보는 것도 좋다. 다소 주관적인 내용도 있음에 유의한다. [참고 영상 1] [참고 영상 2] [참고 영상 3] [차량 와이퍼 영상] 와이퍼 영상을 보면 사실상 50mm/h가 넘으면 차량 와이퍼를 최대로 켜도 안 켠 것과 차이를 못 느낄 정도로 앞 유리 시야 확보가 전혀 안 된다는 것을 알 수 있으며 우레 같은 빗소리 때문에 클락션이고 제대로 들리는 것이 거의 없다. 그저 희미한 중앙선 색깔과 일렁이는 반대 차선 차량의 라이트 불빛만 보고 감으로 운전하는 것이다. 영상 속에서는 그나마 저속 주행으로 안전 운행을 하고 있지만, 저 날씨에도 고속 주행하는 운전자들이 있다. 저승 길동무가 되기에 십상이므로 극도로 주의해야 하며 와이퍼의 한계치는 사실상 40mm/h 가량이다. 이쯤 되면 운전하는 것 자체가 미친 짓이므로 정말로 위급하고 중요한 일이 있는 게 아닌 이상 자제하도록 해야 한다.

강우 시간

대개의 경우 정말 극심한 비는 전체 강우 시간 중의 일부일 뿐이며, 5분, 10분, 20분 정도로 지나가듯이 내리는 경우가 더 많다. 정말로 위에 서술된 것처럼 큰 침수피해를 입히는 경우는 해당 지역이 지속적으로 수증기가 공급되는 긴 띠 모양의 강우대를 고스란히 통과하면서 수십 분 이상으로 오랫동안 폭우의 영향을 받은 경우다. 그 밖에도 대한민국 기상청에서는 12시간당 강우량을 기준으로 삼기도 한다. 특히 호우주의보는 12시간당 강우량이 110 mm 이상일 때 발효되며, 호우경보는 12시간당 강수량이 180 mm 이상일 때 발효된다.

유역 평균 강우량

강우관측소에서 측정한 강우량은 점 강우량이며, 강우-유출모형은 입력자료로써 유역의 평균강우량을 이용하기 때문에 점 강우량을 면적평균 강우량으로 바꾸어주어야 한다. 여기에는 산술평균법(arithmetic average method), 티센다각형법(Thiessen polygon method), 등우선법(isohyetal method)이 있다.

산술평균법

산술평균법은 가장 간단한 방법이다. 관측소마다 동일한 가중치를 부여해 계산하게 된다. 유역의 평균강우량 $P_{m}$은

$P_{m}={\frac {P_{1}+P_{2}+\cdots +P_{n}}{n}}$

산술평균법을 사용하는 경우는 평야지역, 우량관측소가 균등하게 분포하고 있을 때 각 관측소 관측치가 유역 평균치와 많은 편차를 보이지 않을 때이다.

티센다각형법

티센다각형법은 관측소별 강우량에 관측소 주위로 티센다각형을 그려 관측소가 지배하는 면적을 가중치로 이용해 평균강우량을 구하는 방법이다. 티센다각형을 그리는 방법은 이렇다. 먼저 인접 관측소끼리 정삼각형에 가깝도록 직선으로 연결한다. 연결한 직선을 수직이등분하여 면적을 분할한다. 생성된 다각형의 면적을 구하여 다음 식을 적용한다.

$P_{m}={\frac {A_{1}P_{1}+A_{2}P_{2}+\cdots +A_{n}P_{n}}{A_{1}+A_{2}+\cdots +A_{n}}}={\frac {\sum AP}{\sum A}}$

티센다각형법은 우량 관측소 간 상대적인 위치와 밀도를 고려하기 때문에 산술평균법보다 좋은 결과를 얻을 수 있는 장점이 있다. 그러나 고도에 따른 강수의 변화(산악효과)를 고려하지는 못한다.

티센다각형법

등우선법

등우선을 작도한 뒤 등우선 간 면적을 구하고 이를 이용하여 유역의 평균강우량을 구하는 것을 등우선법이라 한다. 등우선법을 사용하면 산악효과를 고려할 수 있다. 등우선은 각 우량관측소에서 관측된 강우자료, 및 기타 정보를 이용해 관측소 사이 우량을 보간하여 그린다.

$P_{m}={\frac {\sum AP}{\sum A}}$

$A$ : 등우선에 의해 구분되는 면적

$P$ : 두 인접 등우선간 면적에 대한 평균강우량

참고자료

• 〈강우량〉, 《네이버 국어사전》
• 〈강우량〉, 《위키백과》
• 〈강우량〉, 《나무위키》
• 〈강우량〉, 《두산백과》

같이 보기

• 비
• 분량
• 강우
• 도구
• 측정
• 정보
• 기온
• 여름철
• 우량계
• 강설량
• 증발량
• 재산피해
• 인명피해
• 홍수피해
• 건조기후
• 지중해성 기후

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