수렴기류

수렴기류(convergence air current, 收斂氣流)는 한 지점에 집중되는 기류를 말한다. 일정한 영역 안으로 들어오는 공기의 양이 그 영역에서 나가는 공기의 양보다 많을 때 생긴다.

개요

수렴기류는 지형과 기상조건에 따라서 기류가 한 곳으로 집중이 되어 있는 상태를 말한다. 넓은 구역에서 좁은 구역으로 불어 들어가는 기류를 말한다. 지상의 저기압권 등에서 생긴다. 기류가 한 곳으로 모이는 곳은 '베르누이의 정리'에 의해서 풍속이 증가한다. 수렴기류가 존재하는 곳을 수렴장, 수렴기류와 함께 부는 바람을 수렴풍이라 한다. 상승속도와 공기의 연속식에 의해 관계 지어지며, 수렴한 기류는 상승기류가 되기 때문에 일기분포와 밀접한 관계가 있으며 일기예보에 중요하다. 또한 기류가 수렴하는 곳에서는 유체역학(流體力學)의 '베르누이의 정리'에 의하여 풍속이 증가하므로, 항공항법(航空航法) 등에서도 중요하다.

기류

기류(氣流, air current)는 온도나 지형의 차이로 말미암아 일어나는 공기의 흐름을 말한다. 즉, 온도나 기압 차이로 발생하는 공기의 흐름을 말한다. 태양 복사에너지로 인해 위도에 따라 다른 온도로 가열되고 이때의 온도 차이로 인해 밀도가 큰 찬 공기와 밀도가 작은 더운 공기가 생겨난다. 이러한 공기가 대류로 이동하면서 공기의 흐름이 발생하게 된다. 수평 방향의 공기의 흐름을 의미하는 바람과는 달리, 기류는 수직, 수평 방향의 흐름 모두를 의미하지만, 기상학에서는 주로 수직(연직)방향의 공기 흐름을 중심으로 다룬다. 공기가 위로 올라가는 것은 상승기류, 아래로 내려가는 것은 하강기류이다. 상승기류로 바람이 한 곳에 집중(수렴기류) 되면 베르누이의 정리(Bernoulli's theorem)에 의해 풍속이 증가한다.

기류의 특징

기류란 공기의 흐름이다. 찬공기는 밀도가 크고 더운 공기는 밀도가 작다. 태양 복사에너지에 의한 공기의 가열은 결국 위도에 따른 온도차를 나타내게 된다. 이런 이유로 대류현상이 일어나게 되고 공기의 흐름이 발생되게 된다.

바람은 수평방향의 공기의 흐름만을 의미하지만 기류는 수평방향, 수직방향의 공기의 흐름을 모두 의미한다.

상승기류와 하강기류

상승기류는 공기가 위로 올라가는 것이고, 하강기류는 공기가 아래로 내려가는 것을 말한다. 추운 겨울날 자동차에서 히터를 켜놓아도 히터에 발을 직접 쬐지 않으면 발은 시렵다. 그것은 따뜻한 공기(고온)는 위로 올라가는 현상(상승기류)이 있기 때문이다. 옛부터 우리 조상들은 온돌을 사용했다. 온돌을 사용하면 제일 먼저 바닥이 따뜻해지고 뜨거운 기운이 위로 올라가므로 방 전체가 따뜻해진다. 이것은 따뜻한 공기의 상승기류 때문에 나타나는 현상이다.

일반적으로 상승기류는 연직 기류 중 위쪽으로 향하는 것을 말한다. 지표면에 대한 공기의 상대운동 중에서 수평방향 성분을 바람이라 부르며 수직방향 성분을 수직기류라 한다. 이때 위로 올라가는 것을 상승기류라 한다. 연직 기류의 속도는 적란운 속에서와 같은 특수한 경우를 제외하고 매초 수cm의 크기여서, 이것은 매초 수m 이상의 수평 기류에 비하면 훨씬 작다. 그러나 상승기류에 의하여 공기덩이는 단열팽창하여 기온이 내려가기 때문에 그 안에서 응결 현상이 일어나고 구름이 발생한다. 이는 대기 중의 기본적인 현상을 일으키는 원인이 된다. 지형성 상승, 대류성 상승, 대규모 운동에 의한 상승 등이 있다. 글라이더가 고도를 유지하거나 혹은 높이 뜨기 위해서 이용한다. 상승기류는 크게 지형 상승풍(地形上昇風)과 열 상승풍(熱上昇風)으로 나눈다.

상승기류의 특징은 위쪽으로 향하는 공기의 운동을 말한다. 기압은 높이 올라갈수록 낮아지므로 공기덩어리가 상승하면 부피가 팽창해서 온도는 내려간다. 온도가 낮아지는 비율은 100m 상승하는 데 따라 약 1℃이다. 공기 중에 포함된 수증기는 이슬점 온도에 도달하면 응결되어 구름을 만든다. 상승을 계속하면 구름입자가 성장해서 비나 눈이 내린다. 그러므로 상승기류가 생기는 곳은 일반적으로 날씨가 나쁘다. 산의 일기가 변덕스러운 것도 상승기류가 발생하기 쉽기 때문이다. 반대로 하강기류가 발생하는 곳은 구름이 없고 대체로 습도가 낮다.

반대로 하강기류는 따뜻한 공기가 빠져나간 자리로 차가운 공기가 내려오는 흐름이다. 이 차가운 공기가 내려오다가 지표면에서 올라오는 열기를 받아 따뜻해지면 그 속에 있던 물방울들이 증발해서 날아가 버린다. 그래서 하강기류로 인해 고기압이 되면 날씨가 뽀송뽀송하고 맑아진다. 태양열에 의해 따뜻해져서 위로 올라가는 공기의 흐름을 상승기류라고 하고 차가워져서 아래로 내려오는 공기의 흐름을 하강기류라고 한다. 상승기류일 때 위로 올라가는 따뜻한 공기는 수증기를 많이 머금고 있는데, 올라가며 차가워진 공기는 품고 있던 수증기를 내보낸다. 이렇게 공기에서 빠져나온 수증기가 엉겨 붙어 물방울이 되고 이 물방울들이 모여 구름이 된다. 그래서 상승기류로 인해 저기압이 되면 날씨가 구름이 끼고 흐려진다.

고기압과 저기압의 기류

고기압은 주위의 대기보다 기압이 높은 지역으로 고기압의 크기는 등압선의 분포로부터 알 수 있다. 북반구에서는 고기압 중심으로부터 바람이 시계 방향으로 불고, 남반구에서는 반대로 분다. 일반적으로 고기압은 규모가 대단히 커서 직경이 1,000∼4,000km에 이르며, 이 기압권 내에서는 대단히 약하기는 하나 하강기류가 있기 때문에 일기가 양호하고 바람이 약하다. 고기압이 발생하려면 중위도 고압대와 같이 상공으로부터 대기의 퇴적, 즉 하강기류가 있어야 하고, 균일하고 광범한 지역에 걸쳐 대기가 장시간 그 장소에 머물러 있어야 한다. 즉 공기가 아래로 흐르기 때문에 하강기류가 발생하는 것이다.

저기압은 상승기류가 만들어지는데, 열대 바다는 하루 종일 뜨거운 햇빛이 쨍쨍 내리쬐기 때문에 뜨거워진 공기가 위로 올라간다. 그리하여 엄청난 상승기류가 생기고, 열대성저기압이 만들어진다. 이렇게 상승하면 구름이 만들어지고 비가 내릴 수 있다.

태풍의 눈에서 하강기류가 생기는 이유

태풍은 공기의 거대한 소용돌이로, 공기는 기압이 낮은 중심부를 향해 반시계 방향으로 회전하면서 모여든다. 공기덩어리의 중심으로 접근할수록 바람이 강해지고, 그 결과 강한 원심력을 받게 된다. 원심력이 엄청나게 강해지게 되면, 공기는 중심으로 들어가지 못하게 되고, 중심 둘레를 빙빙 돌면서 상승하게 된다. 이 때문에 비어 있는 중심부에 공기를 보충하려는 하강기류가 생기게 되며, 구름도 드물고 바람이나 비도 약한 날씨가 된다. 이 부분을 태풍의 눈이라고 부른다.

참고자료

• 〈수렴기류〉, 《네이버 국어사전》
• 〈수렴기류〉, 《두산백과》
• 〈수렴기류〉, 《용어해설》
• 〈기류〉, 《위키백과》
• 〈상승기류〉, 《기상백과》
• 〈상승기류〉, 《용어해설》
• 〈상승기류〉, 《두산백과》
• 〈기류〉, 《두산백과》
• 노하선, 〈<흥미진진 날씨 이야기> 공기는 고기압에서 저기압으로 흐르지〉, 《어린이조선일보》, 2014-10-13

같이 보기

• 수렴
• 기류
• 지점
• 기압
• 온도
• 지형
• 수렴풍
• 수렴장
• 찬 공기
• 찬 바람
• 온도차
• 지표면
• 상승기류
• 하강기류
• 일기예보

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