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기단 (기후)
기단(氣團, Air Mass)은 넓은 지역에 걸쳐 있는, 수평 방향으로 거의 같은 성질을 가진 공기 덩어리를 말한다. 발원지에 따라 적도기단, 열대기단, 한대기단, 북극기단 따위가 있다.
개요[편집]
기단은 수평 방향으로 기온·습도 등의 대기 상태가 거의 같은 성질을 가진 공기덩어리를 말한다. 지표면과 해면의 온도차에 의하여 찬 기단과 따뜻한 기단이 생긴다. 보통 기단의 수평 방향의 범위는 수백~수천 km이고, 높이는 일반적인 분류에서는 1~수 km, 대기대순환에 의한 분류에서는 8~20km이다. 기단은 각각 그 발생지의 고유한 성질을 띠고 있어, 대륙에서 발생된 것은 건조하고 해양에서 발생된 것은 습하다.
기단은 발생지의 열적 특성에 따라 열대(T), 한대(P), 극(A) 등의 3가지로 크게 분류한다. 또 습도 조건에 따라서 대륙에서 발생한 기단을 대륙성기단, c로 표시하고 해양에서 발생한 기단을 해양성기단, m으로 표시한다. 따라서 우리나라 부근의 시베리아기단은 cP, 북태평양기단은 mT 등으로 표시한다. 기단은 주로 넓은 대륙 위나 해양 위에서 발생한다. 이동하면 이동해 온 경로의 지리적인 성질에 따라 변질되는 경우가 많다.
일반적으로 바람이 약한 저위도 지방과 고위도 지방에서, 특히 정체성 고기압권 안이나 기압경도가 작은 거대한 저압부에서 형성되기 쉽다. 중위도대는 편서풍이 강하고 저기압이나 전선 등과 같은 요란의 통로이며, 고기압이 발생해도 이동성이어서 기단은 형성되기 어렵다. 대한민국에 영향을 주는 기단으로는 시베리아기단(한랭건조), 오호츠크해기단(한랭다습), 북태평양기단(고온다습), 양쯔강기단(온난건조), 적도기단(고온다습) 등이 있다.[1]
상세[편집]
기단은 넓고 평평하며 광대한 지역에 걸쳐 형성되어, 비교적 일정한 성질을 갖는 거대한 공기덩어리를 말한다. 지표의 성질이 비교적 균일하고 광활한 지역에 공기가 오래 머물게 되면, 그 공기층은 그 지역 지표면의 성질에 영향을 받아 일정한 온도나 습도를 갖는 거대한 공기 덩어리가 형성될 수 있는데, 이를 기단이라 한다. 모든 공기 덩어리를 기단이라 하지는 않으며, 보통 수평적으로는 대략 1,000㎞ 이상, 수직적으로는 수 ㎞ 이상되는 대규모의 것을 말한다.
이러한 규모의 비교적 균일한 지표면을 갖는 곳은 대륙의 넓은 대평원이나 바다 등이 해당될 수 있으며, 이와 동시에 바람의 영향이 적은 지역이어야 기단 형성에 유리하다. 바람의 영향이 강하면 한 지역에 공기층이 오래 머물기 어렵기 때문이다. 보통 바람의 영향이 적은 곳은 고기압권을 형성하기 때문에 기단은 고기압의 중심부를 따라 형성되는 경우가 많고, 그 고기압의 명칭과 기단의 명칭이 일치하는 경우가 많다. 지구적인 규모로 볼때 일반적으로 중위도 지역은 편서풍이 강하고, 저기압이나 전선(前線) 등이 자주 발생하기 때문에 기단형성이 어렵고, 보통 기단은 고위도나 저위도 지역에 형성된다.
기단은 발생지의 지리적 특성을 반영하여 고유한 성질을 가지는데, 일반적으로 대륙에서 발생된 것은 건조하고 해양에서 발생된 것은 습하며, 고위도 지역은 차갑고, 저위도 지역은 온도가 높다. 이와 같은 기단의 성질은 영향을 주고 있는 지역의 날씨에 큰 영향을 미치게 되는데, 따라서 어느 지역의 날씨를 예측하기 위해서는 이 기단의 특성을 잘 알아야 한다. 또한 한 지역에서도 계절이나 시기에 따라 영향을 받는 기단이 달라지며, 이로 인해 계절에 따른 기후 특성도 달라진다.
대한민국에 영향을 주는 기단으로는 겨울철의 시베리아기단(한랭건조), 주로 늦 봄 경의 오호츠크해기단(한랭다습), 여름철의 북태평양기단(고온다습), 적도기단(고온다습) 등이 있다. 그러나 각 계절별로 해당 기단의 영향력이 강함을 의미하는 것으로 계절이 바뀌어가는 동안 각 기단의 영향도 점층적으로 강해지거나 약해지며, 서로 중복되거나 동시에 영향을 미치기도 한다. 예를 들어, 대한민국의 장마철은 초여름 오호츠크해기단과 북태평양기단 사이에서 생기는 장마전선에서 비롯된다.
과거 대한민국 봄철에 영향을 주는 것으로 양쯔강기단을 언급했었으나 이 지역은 기단 형성에 적합치 않은 지역으로, 현재는 그것을 기단으로 보기보다는 시베리아기단에서 떨어져 나온 변질된 이동성 고기압으로 보고 있다.[2]
기단의 구조
기단은 바다나 대륙과 같이 같은 성질의 지표면과 대기가 오랫동안 접촉하고 있으면 열 또는 수증기를 교환해서 같은 성질을 가진 거대한 공기의 덩어리 즉 기단이 된다. 대기가 지표면과 오래 접촉하려면 바람이 약해야 한다는 것이 중요조건이 된다. 이와 같은 조건에 맞는 곳은 고기압권 내이므로 기단의 명칭은 고기압의 이름과 일치되는 수가 많다. 예를 들면 북태평양 기단·오호츠크해 기단·시베리아 기단 등을 들 수 있다. 기단의 성질은 온난·한랭 · 습윤·건조를 조합해서 표시한다. 해양에서 발생한 기단은 습윤하고 대륙에서 발생한 기단은 건조하다.
기단의 변질
기단은 언제까지나 발원지에 머물러 있는 것이 아니라 그때그때의 기상 상황에 따라 발원지를 떠나 다른 지역으로 이동한다. 그러면 기단은 하층에서부터 점차 이동해 온 지표면의 영향을 받아 성질이 변해 간다.
차가운 기단이 따뜻한 지역으로 이동해 오면 하층에서부터 따뜻해지기 때문에 불안정해진다. 그래서 기단 상층까지 급격하게 변질된다. 특히 대륙성 한대기단이 따뜻한 해면 위에 이동해 온 경우에는 하층에서 열을 흡수하여 불안정해질 뿐만 아니라 동시에 다량의 수증기도 흡수하여 습도가 높아진다. 이와 같은 경우에는 적운형 구름이 생기기 쉽다. 겨울에 시베리아 기단이 남동진하여 한반도 부근 해상에 도착했을 때는 시베리아 기단이 원래의 찬 성질을 잃어 비교적 따뜻한 기단으로 변질된다. 오호츠크해 기단도 남하할 때 하층부터 따뜻해지는데, 시베리아 기단과 같이 급격하게 따뜻한 기단으로 변질되지는 않는다.
이와는 반대로 따뜻한 기단이 차가운 지역으로 이동하는 경우에는 하층에서부터 냉각되어 안정을 유지한다. 그래서 기단 상층까지는 급격하게 변질되지 않는다. 이러한 경우에는 층운형 구름이 많이 생긴다. 여름에 태평양의 아열대 기단이 수온이 낮은 한반도 동해상으로 북상하면 하층에서 점차 냉각되어 종종 짙은 안개가 발생한다.
기단과 날씨
어떤 지역의 날씨 변화를 생각할 때 그곳이 어떤 기단에 덮여 있는지 또는 그 기단이 어디에서 발생하여 어떠한 경로를 거쳐 오는지를 아는 것이 중요하다. 예를 들어 한반도가 같은 시베리아 기단으로 뒤덮여 있을 경우라도 이 기단이 일단 중국까지 남하하고 나서 동진해 올 경우에는 기단은 이미 상당히 따뜻해져 있으므로 강한 찬 공기를 가져오지 않는다. 그러나 시베리아 기단이 대륙에서 직접 한반도로 올 경우에는 한파와 서해안과 동해안, 울릉도, 독도, 제주도 등의 지방에 시베리아 기단으로부터 불어오는 차가운 대기와 상대적으로 따뜻한 바다의 온도 차로 인하여 발생한 눈 구름으로 인하여 많은 눈이 내리는 경우가 많다.
한반도에 영향을 주는 기단
한반도에 영향을 주는 기단은 다음과 같다.
세계 각지에 영향을 주는 기단
기단의 생성[편집]
거대한 공기 덩어리가 비슷한 성질을 가져야 하므로 주로 평평하고 넓은 공간에서 생성되는데 드넓은 대륙이나 해양이 일반 예다. 또, 바람이 불지 않아 공기가 정체되어야 생성되기 쉽다. 따라서 바람이 적고 약하여 공기 성질이 안정된 고위도나 저위도 지방에서 주로 생성되며, 편서풍이 강하고 전선이 자주 발달하며 기압 배치가 주기적으로 변하는 중위도 지역에서는 기단이 생성되기 어렵다.
기단은 공기가 발생된 장소의 특성을 띠는데 해양에서 생성된 것은 습기가 많고 육지에서 생성된 것은 건조하다. 또 위도에 따라서 고위도(극지방)에서 생성된 것은 차갑고(한랭) 저위도(적도)에서 생성된 것은 뜨거운(온난, 열) 특성을 띤다. 대한민국은 봄철인 3~5월과 가을철인 10~11월은 이동성 고기압으로 서풍으로 건조하고 따뜻한 편이며 겨울철인 12~2월은 시베리아 기단으로 북서풍으로 춥고 건조한 편이며 여름철인 7~8월은 북태평양 기단으로 고온다습하며 초여름인 5월 말~6월, 초가을인 9월의 경우 오호츠크해 기단으로 동풍이 불어 영동은 한랭다습, 서쪽지역은 고온건조한 날씨가 나타난다.[4]
종류[편집]
기단은 대륙성 극기단(cA), 대륙성 한대기단(cP), 해양성 한대기단(mP), 대륙성 열대기단(cT), 해양성 열대기단(mT), 해양성 적도기단(mE), 총 6가지로 분류된다.
대륙성 극기단(cA)
Continental Arctic(cA,시베리아기단) 또는 Continental Antarctic(cAA, 남극기단) Air Mass, 즉 대륙성 극기단은 극도로 한랭하고 건조한 성질을 띠는 기단으로, 그린란드 내륙과 남극에선 연중, 겨울철에서는 시베리아 북부와 캐나다 북부에서 발원한다. 눈과 얼음에 뒤덮여 활발한 복사냉각과 극고압대가 극기단 형성의 원인으로, 대륙성 한대기단보다 더 차갑고 건조한 성질을 지녔다.
한반도 기상에도 한대 제트에서 떨어져나온 절리 저기압의 형태 등으로 종종 영향을 미친다. 북극의 한기를 고스란히 간직했기 때문에 중심핵이 매우 한랭하며, 겨울철에는 혹한과 폭설을, 여름철에는 이상 저온을 몰고오는 역할을 한다. 대륙인 남극과는 달리, 해양인 북극권에서는 여름철에는 그린란드 내륙으로 극기단의 세력 범위가 축소되며, 그 외의 해빙이 녹은 북극해 일대는 해양성 한대 기단이 자리를 채우게 된다.
대륙성 한대기단(cP)
Continental Polar(cP) Air Mass, 즉 대륙성 한대기단은 한랭건조한 성질을 띠는 기단으로, 하층이 상층보다 차갑기 때문에 매우 안정적이며 주로 열적 요인에 의해 발생한다. 겨울철 시베리아에서 발원하는 시베리아 기단과 북미, 티베트 고원 등에서 발원하는 기단들이 대륙성 한대기단의 대표적인 예시이다. 8월이 지나면 시베리아와 북아메리카 북부 일대는 빠른 속도로 냉각되며 한랭고기압이 형성되어 공기가 가라 앉는다. 이렇게 축적된 공기는 기단이 되어 남쪽으로 세력을 확장하며, 특히 9월 말부터 쌓이기 시작한 눈이 지상의 알베도를 높이고 일사량이 줄어들수록 기단의 성질은 더욱 한랭해지고 고기압의 세기도 강력해진다.
그렇게 강해진 기단은 11월부터 본격적으로 동아시아와 북미, 동유럽 일대로 뻗쳐 영향을 끼치기 시작하고, 12월과 1월에 가장 강하게 발달하며 그 후로 쇠퇴기를 맞게 된다. 겨울철 한반도의 한파와 가뭄의 주범이며, 서해안과 영동, 울릉도-독도와 제주도 일대에는 해기차로 종종 많은 눈을 뿌리기도 한다.
해양성 한대기단(mP)
Maritime Polar(mP) Air Mass, 즉 해양성 한대기단은 한랭다습한 성질을 지닌 기단으로 한류가 흐르는 고위도 대서양, 태평양 지역에서 열적 요인에 의해 발생한다. 오호츠크해와 베링해에서 발원하는 오호츠크해 기단과 북대서양, 남극 순환류가 흐르는 남극 연안 등에서 발원하는 기단들이 대표적인 예시이다. 봄에 접어들어 대륙이나 해빙이 가열되면서 생겨난 융빙수, 융설수가 주변 일대를 냉각시키면서 하강 기류가 발생해 한랭고기압이 발달하게 된다. 이 때, 대륙성 한대기단이 쇠퇴하면서 비워진 자리를 대륙성 열대기단과 함께 채우면서 확장하게 되는데, 상대적으로 온난한 중위도 지역으로 확장하게 되면 대기가 불안정해지며 우중충한 날씨를 몰고온다.
기단의 성질 자체는 차갑기 때문에 오호츠크해 기단의 영향을 받는 영동 지역은 6월 말에도 낮 기온이 20도 내외를 보이는 선선한 날씨를 보이며, 이 기단이 강하게 확장할 경우 내륙 지역까지 이상 저온을 보이며 이때 건조해지는 강원도 영서지역과 산간의 경우 초여름이나 초가을에도 최저기온이 10도 내외, 심하면 0°C 근처까지 떨어트릴 수 있다. 한여름에도 복사냉각이 활발하면 15도 미만, 산지는 한 자리 수로 내려가버릴수도 있다. 이 기단이 대륙까지 확장한 대표적인 사례인 2017년 8월 30~31일에는 서울도 15~17도까지 내려갔다. 그리고 설악산은 31일에 6°C까지 떨어졌다. 그 밖에도 1980년, 1993년, 2003년, 2007년 등이 있다.
그러다 여름철에 세력을 키우며 북진하는 해양성 열대기단과 맞부딪혀 강하고 규모도 긴 정체전선을 형성하는데, 이 영향에 놓여지는 지역은 흔히 장마라고 부르는 습하고 요란한 비가 내리는 날씨가 이어지게 된다. 반면 겨울철에는 겨울철 기압 배치에 중요한 역할을 하며 악천후를 가져오는 알류샨 저기압, 아이슬란드 저기압 같은 강력한 절리저기압이 이 기단을 남쪽으로 더 밀어버려 북위 30도 근처의 대양까지 확장하기도 한다.
대륙성 열대기단(cT)
Continental Tropical(cT) Air Mass, 즉 대륙성 열대 기단은 온난 건조한 성질을 지닌 기단으로, 아열대 고압대 근처의 저위도 대륙에서 발원한다. 연중 사하라 사막과 호주 서부, 여름철 티베트 고원과 멕시코 고원, 남아프리카 일대[8]에서 발생하는 기단들이 대표적인 예시이다.
여름철에는 폭염을 몰고오며, 습도가 낮은 만큼 해양성 열대기단보다도 더 빠르고 강하게 가열할 수 있다. 세계 최고의 혹서지인 중동 일대는 북아프리카와 홍해 일대에서 발원한 사하라 고기압의 영향을 받아 40도는 기본으로 넘기며 50도, 심하게는 60도 가까이 치솟는 충격적인 날씨를 보인다.[9] 특히 북태평양 기단 같은 해양성 열대기단과 합쳐질 경우 열돔 현상을 낳아 살인적인 더위를 몰고 올 수도 있다.
또한 하층 온도가 높기 때문에 해양을 건널 경우, 바다에서 유입된 수증기가 불안정한 대기와 시너지 효과를 일으켜 소낙성 강우를 몰고오는 대류성 구름을 쉽게 형성시키기도 한다. 겨울철에 이 기단의 세력권에 놓여진 지역은 최저 기온도 영상권인 온난한 날씨를 보이며, 상시 미세먼지의 영향을 받게 된다.
해양성 열대기단(mT)
Maritime Tropical(mT) Air Mass, 즉 해양성 열대 기단은 온난 다습한 성질을 지닌 기단으로, 아열대 고압대 근처의 저위도 해상에서 발원한다. 연중 북태평양 일대에서 발원하는 북태평양 기단과, 북대서양의 아조레스 기단, 남위 30도 부근의 남대서양, 남태평양, 남인도양에서 발원하는 기단들이 대표적인 예시이다.
대기 대순환에 의해 발원하는 온난고기압이기에 키가 매우 크고, 세력도 광범위하며, 하강기류가 강해서 대기가 매우 안정적인 것이 특징이다. 다만 난류가 흐르는 해역이나 복사열이 강한 지면을 통과하는 경우, 막대한 양의 열과 수증기를 포함한 대기가 불안정한 상태로 변하게 되어 적란운이 발달해 천둥번개를 동반한 소나기를 뿌리는 경우가 자주 발생한다.
또한 습도가 높아 밤이 되어서도 대기 중의 많은 열을 붙잡는 성질이 있어, 열대야를 몰고 오는 주범이기도 하다. 6월 말부터 한반도로 확장하기 시작해 장마를 몰고오며, 정체 전선을 만주로 완전히 밀어버린 후에는 여름철 한반도는 한증막에서 푹푹 찌는 듯한 무더위가 시작된다. 그 후 8월 말부터 북태평양 기단은 점차 수축하기 시작하며 점차 이동성 고기압에게 자리를 내주게 된다.
해양성 적도기단(mE)
Maritime Equatorial(mE) Air Mass, 즉 해양성 적도 기단은 고온 다습한 성질을 띠는 기단으로, 주로 적도 수렴대에서 발원하는 특징이 있다. 해양성 열대기단보다 더 막대한 열과 수증기를 머금고 있기 때문에 항상 대기가 불안정하며, 주로 열대성 저기압으로 형태를 갖추어 많은 비를 뿌리는 것이 특징이다. 한반도에는 태풍의 모습으로 접근해 우리나라에 영향을 미친다.
하지만 키가 작은 저기압이기 때문에 키가 큰 해양성 열대기단에 밀릴 수 밖에 없다. 북태평양 기단의 가장자리를 따라 고위도로 이동하는 경향이 있으며, 북태평양 기단이 강하게 영향을 미치는 한여름에는 한반도로 올라오지 못하지만, 북태평양 기단이 물러나는 8월 말부터 대륙 고기압이 남하하는 10월 초 까지는 한반도에 자주 영향을 미치게 된다.
변질[편집]
말 그대로 기단의 성질이 변하는 것이다. 기단이 발원지를 벗어나 성질(기온, 습도)이 다른 지역을 지나게 될 경우, 기단은 본래의 성질을 잃고 변질된다.
대륙성 극기단, 한대기단
한랭건조한 대륙성 극기단이나 한대기단이 비교적 온난한 해양이나 큰 호수를 지나게 되면, 다량의 열과 수증기가 기단으로 유입되어 대기 상태가 불안정해진다. 불안정해진 대기는 대류운을 형성해 육지와 부딪히면 많은 눈을 쏟아붓게 된다. 이를 해기차라고 부르며, 한반도에선 충청과 호남, 제주도, 영동 지역이 이 영향을 받아 잦은 강설을 겪는다.
또한 중국 양쯔강 일대로 남하하면 그 성질을 완전히 잃어버려 온난건조한 성질을 가진 이동성 고기압이 되어 세력권 내의 온화한 날씨를 가져다 준다.
해양성 한대기단
한랭다습한 오호츠크해 기단은 푄 현상을 일으키며 변질된다. 태백산맥을 타고 넘으며 영동지방에 많은 비를 뿌리고 난 뒤에는 고온건조한 공기가 되어 영서지방에 도착하게 된다. 이 변질된 공기는 수도권과 충청, 영서 지역에 폭염을 일으키게 된다.
대륙성 열대기단
양쯔강 기단이나 여름철 티베트 기단 등의 고온건조한 성질을 지닌 온난고기압은 편서풍을 타고 이동하는데, 그러다 북태평양 같은 아열대 해양으로 중심핵이 빠져나가게 되면 북태평양 고기압이나 아조레스 고기압 같은 해양성 열대기단에 합쳐져 변질된다.
해양성 적도기단
적도기단의 열과 수증기를 머금은 태풍은 육지나 차가운 해양 위를 지나게 될 경우, 급속도로 세력이 약화되기 시작해 결국 온대저기압으로 변질되어 생을 마감한다.[4]
동영상[편집]
각주[편집]
참고자료[편집]
같이 보기[편집]
