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편서풍
편서풍(偏西風, westerlies, prevailing westerlies, anti-trades)은 위도 30~65도 사이의 중위도 지방에서 일 년 내내 서쪽에서 동쪽으로 치우쳐 부는 바람을 말한다. 지상에서는 풍속 3~4m/sec 정도로 끊임없이 부는데, 북반구에서는 계절풍 때문에 육지가 적은 남반구보다는 현저하지 않다.
개요
편서풍은 편동풍에 대칭되는 바람으로 북반구와 남반구의 중위도 지역에서 서쪽에서 동쪽으로 분다. 북반구 대륙에서는 산맥 때문에 편서풍의 진로가 자주 바뀐다. 위도 30도와 60도 사이의 중위도 지역에서 서쪽에서 동쪽으로 부는 탁월풍을 말한다. 편서풍 또는 탁월풍은 30도에서 60도 사이의 중위도에서 지배적이며 마위도(Horse latitudes, 30~35)의 고압 영역에서 극으로 분다. 바람은 주로 북반구에서는 남서쪽에서, 남반구에서는 북서쪽에서 불어온다. 무역풍과 함께 편서풍은 초기의 유럽 항해선박을 위한 왕복항로로 이용되었다. 편서풍은 지역에 따라 부분적으로 강하거나 약하게 부는데, 특히 남반구는 북반구보다 중위도 지역에 육지가 적기 때문에 마찰이 줄어들어 바람이 더 강하게 분다. 편서풍은 위도 40도에서 50도 사이(Roaring Forties)에서 가장 강하게 분다.[1]
상세
편서풍은 지구의 자전으로 인해 발생하는 전향력으로 인해 북위 및 남위 30°∼60°인 중위도 지방의 상공에서 1년 내내 서쪽에서 동쪽으로 부는 바람을 말한다.
조금 더 정확하게 기술하자면, 코리올리 효과(=전항력)에 의해 적도 지방을 제외한 지구에서 움직이는 물체는 반드시 편향성을 지닌다. 북반구에서는 진행방향의 오른쪽으로, 남반구에서는 진행방향의 왼쪽으로 이동하는 것처럼 보인다. 왜 이동하는 것처럼 보인다고 설명했는지에 대한 자세한 내용은 코리올리 효과 문서를 참조한다. 원래대로라면 한국 입장에서 중위도에서 남풍이었을 바람이 남서풍이 되어 불어오게 되는 것이다. 편서풍을 설명하는 그림들을 자세히 보면 편서풍이 서→동으로 부는 바람이 아닌 남서→북동으로 부는 바람인 것을 쉽게 확인할 수 있다. 남반구의 편서풍은 북반구와는 정반대로 남서풍이 아니라 북서풍이 분다.
한반도는 북반구 중위도에 속해 있는 지역이므로 북반구의 편서풍은 한반도에서의 모든 기상현상에 절대적인 영향을 미친다. 고기압이나 저기압 등의 기압계는 보통 이 바람을 타고 서쪽에서 동쪽으로 이동해 가며, 편서풍의 띠는 때로는 남북으로 물결치면서 동쪽으로 이동하여 날씨 변화의 원인이 된다. 이것을 편서풍 파동이라 부르고 있다. 봄에는 황사(심지어는 제트기류도 탄다!)를 날려오는 원흉을 말한다. 태풍이 편서풍 때문에 태평양이나 일본으로 간다고 고마워하는 사람도 있는데, 편서풍으로 인해 중국으로 빠지려는 태풍이 한국에 상륙하기도 하므로 마냥 유리하다고 보기는 힘들다. 편서풍이 주로 발생하는 시기는 10월부터 6월까지로 이때 서풍이 잦다. 특히 봄철인 2월에서 5월까지는 편서풍이 주로 불어서 미세먼지와 산불이 주로 일어난다. 반면에 7월에서 9월까지는 습윤한 남서, 남동, 북동풍의 영향이 잦아 강수도 이때 집중된다.
반대로 북대서양 난류가 지나가는 대륙 서안에서는 편서풍이 비를 뿌리고 특유의 음습한 날씨를 가져다준다. 물론 해류와 위도의 영향이 크다. 차가운 해류가 내려오는 동태평양의 경우 살기 좋은 캘리포니아의 기후가 형성되지만, 따뜻한 해류가 올라오는 영국 부근에서는 비가 많이 내리게 된다. 그리고 동태평양의 경우에도 태평양과 맞닿아있는 워싱턴 주 올림픽 산맥의 서쪽지역은 비가 많은 온대우림기후를 보인다. 유럽의 편서풍은 6~8월에 완전히 물러나 있지만, 가끔 한여름에도 편서풍이 비를 대량으로 뿌리는 경우가 있는데 이를 '편서풍의 귀환'(return of the westerlies) 혹은 유럽 계절풍(european monsoon)이라 부른다. 따라서 편서풍이 불 때 동아시아에서는 마스크를 쓰지만, 유럽인들은 우산을 쓰는 것이다.
편서풍으로 인해 중국의 미세먼지나 황사가 그대로 한국으로 오는 반면(대신 쿠로시오 해류가 미세먼지를 감소시킨다.), 일본에서 발생한 후쿠시마 원자력 발전소 사고로 인한 방사능 물질은 한국으로 거의 오지 않는다. 기본적으로 편서풍 때문에 북태평양 쪽으로 흘러가서 태평양 건너편의 캐나다나 미국까지 도달할 가능성이 있을 뿐이다. 일반인이 가장 많이 착각하는 것이 제트기류가 서풍이므로 편서풍=제트기류로 인식하는 것이다. 그러나 이는 완전히 틀렸다. 형성원인을 살펴보면, 제트기류는 남북방향의 온도경도에 의해 생기는 반면, 편서풍은 대기대순환에 의해 유도된다. 고도별로 살펴보면, 제트기류는 주로 성층권에 속하는 300hPa~200hPa구간에 나타나는 반면, 편서풍은 위도 30도 부근에서 하강한 공기가 내려와서 발산하는 과정에서 생기는 만큼 대류권 하층부에 위치한다. 그리고 대류권 상층부는 대기대순환에 의해 동풍 계열의 바람이 유도되지만 온도풍이 유도하는 서풍이 더 강력하기 때문에 서풍이 나타난다.
어차피 상층으로 올라갈수록 서풍이 강해지므로 전부 편서풍이라 볼 수 있냐는 의견이 나올 수 있지만, 명백히 틀렸다. 남북기온경도에 의해 고도가 상승하면 서풍계열의 힘이 강해지는 건 적도 부근을 제외한 어디서나 같다. 그런데 편서풍은 앞서 정의된 바와 같이 대기대순환에 의해 위도 30도에서 60도 지역에 생기는 바람이다. 위도 60도 이상의 고위도 지역의 상층부에서도 늘 서풍이 존재하는데 이를 편서풍이라 칭하지 않는다. 편서풍이 어원을 따지면 늘 서쪽에서 불어오는 바람이라는 뜻이지만, 실제로는 대기대순환에 의한 제한된 위도 지역의 대류권 하층부에서 부는 바람을 일컫는 말이다. 즉, 제트기류를 편서풍에 포함시키려면 먼저 편서풍을 대기대순환과 관계없도록 재정의해야 한다. 즉, 형성 원인, 존재 범위 및 특성이 완전히 다르므로 둘의 차이는 구분되어야 한다.
겨울 북서풍/여름 남동풍
편서풍은 대류권 하부에서 나타나며, 지표에서 부는 바람은 편서풍보다 주변 환경이나 기압배치의 영향을 더 강하게 받기 때문에 대류권 하부에서도 동풍이 발생가능하다. 실제로 2011년 동해안 폭설 사태의 원인은 동해안에 급격하게 성장한 고기압에 의해 생긴 북동풍이었고, 동년 여름에 중부지방 일대를 혼란의 카오스로 만든 게릴라성 폭우는 서해에서 유입된 뜨뜻하고 습한 공기가 원인이었다. 사실 한국을 포함한 아시아권에는 단순한 편서풍이 아닌 계절풍이 복합적으로 영향을 미치고, 편서풍이 뚜렷한 곳은 서유럽 쪽에 가깝다. 그리고 가장 강력한 곳은 남반구다. 남반구 해당 위도의 경우 바람을 가로막는 육지가 없기 때문에 연중 강한 편서풍이 분다. 심한 곳은 태풍급에 가까운 폭풍이 된다.[2]
편서풍파
편서풍파(westerly wave)는 편서풍대 상공에서 지구의 자전과 남북 간의 온도 차에 의해 남북 방향으로 굽이치면서 지구를 감싸고 도는 파동을 말한다. 중위도 편서풍대에서 관측되며 단파나 중간 규모의 요란은 파장이 1,000-3,000km 정도로, 주로 대기의 하층에서 뚜렷이 나타나며 지상의 비교적 작은 고기압과 저기압에 대응되므로 단기예보에 중요하다.[1][3]
편서풍대
편서풍대(westerly belt, 偏西風帶)는 위도 30∼60˚의 중위도지방에서 남서방향 혹은 북서방향으로 편서풍이 부는 지역을 말한다. 편서풍이 불고 있는 띠 모양의 지역을 말한다. 중위도지방의 상공에는 연중 편서풍이 분다. 편서풍대의 폭은 약 3,000㎞로서 계절에 따라서 그 폭이 달라지는데, 겨울에는 저위도 쪽이 더 넓어지고 여름에는 고위도 쪽이 더 좁아진다. 편서풍대 내의 기류는 파동을 치면서 대체로 불안정하다. 편서풍파는 편서풍대 상공에서 지구의 자전과 남북 간의 온도 차에 의해 남북 방향으로 굽이치면서 지구를 감싸고 도는 파동이 생긴다. 이 파동을 편서풍파(westerly wave)라고 한다. 이 파동을 처음 해명한 기상학자 C.A.로스뷔의 이름을 따서 로스뷔파라고도 한다. 지구를 둘러싼 대규모의 상층 흐름인 로스뷔파는 고기압과 저기압을 만들고 날씨를 변화시키는 원인이 된다. 이 흐름은 보통 일주일 정도의 주기로 서쪽에서 동쪽으로 움직인다.[4]
편서풍 파동
주요 바람 시스템의 순환 유형을 충분히 설명하기 위해서는 대류권 하층에서 수평적으로 일어나는 어떤 양의 순 이동에 대한 보상작용으로 상층에서 나타나는 대기의 교환을 알아야 할 필요성이 있다. 이 대기의 교환은 대기대순환 내에서 열적 및 수분 평형에 기여하고 있다. 대류권에서는 상층으로 올라가면 갈수록 평균 바람이 지상과는 달리 위도에 평행하게 분다. 그러나 위도 0°-30°와 60°-90°에서는 바람이 약간 극 쪽으로 편향하고, 중위도 지방에서는 적도 쪽으로 편향한다. 3차원 순환에서의 연직 운동은 열대수렴대(ITCZ)와 한대저기압에서는 상승운동이고, 아열대 고압대와 극 부근에서는 하강운동이다. 이러한 연직 이동은 수평 운동과 비교해 보면 그 값이 아주 작지만, 대기대순환의 유지와 폭풍의 발달에 있어서는 아주 주요한 역할을 한다.
지상으로부터 수 km 상공에서의 풍속은 편서풍대 내에서 아주 강하게 관측되고, 지구 주위를 파동 모양으로 한 이동 경로를 나타낸다. 이러한 파동은 대규모 운동계에서 지구 자전축에 대하여 일정한 회전력 즉 각운동량을 유지하려는 바람 때문에 나타난다. 적도 쪽으로 이동하는 기류는 저위도로 갈수록 자전축으로부터의 거리가 증가하기 때문에, 북반구에서는 저기압성 곡률을 취하여야만 한다. 반대로, 극 쪽으로 이동하는 기류는 북반구에서 고기압성 곡률을 가져야 한다. 이러한 결과로 나타나는 로스비 파(Rossby wave)는 그 파장이 3,000-6,000km 정도이고, 이 파는 편서풍대에서 나타나는 저기압과 고기압의 지상 이동 경로에 상응하여 파수가 3-6개 정도로서 지구 주위를 돌고 있다. 이들의 파장, 진폭 및 위치는 지표면의 부등 가열과 산맥에 의해 영향을 받는다. 이러한 종류의 주요 파들은 북미의 로키 산맥, 남미의 안데스 산맥, 중앙아시아와 남아프리카 고원 지대에서 잘 나타난다. 실제 기류들이 로스비 파 내에서 빠른 속도로 이동하더라도 로스비 파는 보통 상당한 기간 동안 정체된다.[5]
편서풍의 영향
편서풍의 존재를 확실히 알 수 있는 것이 태풍의 진로다. 태풍은 위도 5-10도 부근에서 발생해 북상한다. 그림에서 볼 수 있는 것과 같이 태풍은 발생해서 위도 30도 근처까지는 북서진을 한다. 그러다가 위도 30도 부근에서 전향하여 동쪽으로 방향을 바꾼다. 태풍은 일반류를 따른다. 그러다보니 위도 30도에서 60도 사이에 부는 편서풍의 영향을 받는 것이다. 태풍의 진로 예보에서 가장 중요한 것이 편서풍의 위치와 강도인 것은 바로 이 때문이다.
편서풍은 교통에도 큰 영향을 준다. 역사적으로 유럽인들은 노예무역을 할 때 남동무역풍과 편서풍을 효과적으로 이용했다. 아프리카로 가서 서인도제도나 미주지역으로 갈 때는 남동무역풍을 이용했다. 노예를 내려놓고 유럽으로 돌아올 때는 편서풍을 이용했다. 노예선의 선장기록에 보면 "편서풍은 항해에 엄청난 도움을 준다"고 나와 있다. 현대에서는 항공기가 편서풍을 이용해 비용을 절감한다. 대한민국에서 미국으로 갈 때 편서풍을 이용하므로 2시간 이상의 시간 절약이 가능하다, 물론 유류절감도 상당하다.[6]
편서풍과 중국
대한민국은 편서풍 지대에 위치해 있음으로 겪는 어려움이 있다. 중국발 스모그나 황사가 대표적이다. 중국은 대한민국 서쪽에 위치해 있다. 그러기에 중국의 오염물질은 그대로 대한민국으로 다 날아온다. 속수무책이고 개선할 방법이 거의 없다. 그런데 황사나 미세먼지보다 더 위협이 될 것이 있다. 방사능이다. 2011년 일본 후쿠시마 원자력 발전소가 폭발했을 때, 대한민국 사람들이 방사능 공포증에 빠졌다. 대한민국은 편서풍 지역이기에 대한민국 동쪽의 방사능 사고의 영향은 거의 없다. 그런데도 공포에 빠져 버린 것이다. 그런데 정말 큰 문제는 대한민국 서쪽에 있는 중국의 원자력 발전소에서 사고가 날 경우다.
만일 중국의 원자력 발전소가 지진이나 다른 원인으로 폭발한다면 대한민국에는 치명타가 된다. 원전폭발에 따라 누출된 방사능은 편서풍을 타고 하루 이내에 대한민국에 도달해 엄청난 피해를 줄 수 있기 때문이다. 중국은 현재 운전 중인 13기 외에 건설 중인 27기에다가 추가 건설을 검토 중인 188기까지 총 228기의 원자력 발전소를 보유할 계획이다. 전문가들은 중국이 원자력 안전을 위해 나름대로 여러 노력을 하고는 있지만, 아직 안전 수준은 미흡하다고 지적하고 있다. 체르노빌과 후쿠시마의 교훈을 생각하여 최악의 사태를 대비, 미리 대책을 세워 놓아야 할 것 같다. 국민의 건강과 생명에 치명적인 영향을 줄 수 있는 사안이기 때문이다.[6]
동영상
각주
참고자료
- 〈편서풍〉, 《네이버 국어사전》
- 〈편서풍〉, 《위키백과》
- 〈편서풍〉, 《나무위키》
- 〈편서풍파〉, 《기상백과》
- 〈편서풍대〉, 《두산백과》
- 〈편서풍〉, 《기상학백과》
- 〈편서풍〉, 《지구과학산책》
같이 보기
