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무역풍
무역풍(貿易風, trade wind)은 중위도 고압대에서 열대 수렴대로 부는 바람을 말한다. 이 바람은 북반구에서는 동북풍, 남반구에서는 동남풍이 되며, 일 년 내내 끊임없이 분다.
개요
무역풍은 위도 20도 내외의 지역에서 1년 내내 일정하게 부는 바람이다. 편동풍의 일종으로 적도편동풍이라고 부르기도 하며, 지구의 자전으로 인해 발생하는 전향력으로 인해 북위 및 남위 30° 이하 저위도 지방 상공에서 1년 내내 동쪽에서 서쪽으로 부는 바람을 말한다. 조금 더 정확하게 기술하자면 북반구에서는 북동→남서 방향으로 부는 북동풍이 불고, 남반구에서는 반대로 남동→북서으로 부는 남동풍으로 분다. 때문에 이를 구분하여 '북동무역풍'과 '남동무역풍'으로 부르기도 한다. 지표로부터 약 2km 두께로 불며, 저위도에서 발생하므로 고온 다습하다.
북반구에서는 북동풍, 남반구에서는 남동풍이 적도 방향으로 강하게 부는 바람으로, 예전에는 뱃사람들이 이 바람에 많이 의존했다. 무역풍은 북위와 남위 30°부근의 중위도고압대에서 적도저압대로 규칙적으로 분다. 적도 부근의 저위도에서 가열된 공기는 팽창되고 가벼워져 위로 올라가고, 지면 가까운 곳에는 저기압지역이 형성된다. 그러면 적도보다 더 높은 위도에 있던 차갑고 무거운 공기가 적도의 저기압지역을 채우려고 흘러들게 된다. 이때 지구가 동쪽으로 자전하기 때문에 무역풍은 북반구에서는 북동풍, 남반구에서는 남동풍이 분다. 또한 육지의 강수량에 매우 큰 영향을 준다.
'무역풍'이라는 이름은 의외로 무역에서 유래하지 않았다. trade라는 낱말은 tread와 동계로 원래 '길, 경로'를 나타냈으며 여기서 파생되어 '규칙적·습관적으로 발생하는 것'이라는 뜻으로 발전했다. 여기서 17세기 중엽에 나온 말 blow trade를 거쳐 trade winds라는 말이 만들어졌다. 즉 어원적으로 따지면 규칙적으로 부는 바람이기 때문에 trade winds라고 불린 것이다. '거래하다'라는 뜻은 실제로는 따로 갈라져 나온 것이지만, 18세기에는 이미 무역풍이 무역에 절찬리에 사용되면서 "무역 때문에 무역풍이라는 말이 만들어졌다"라는 인식이 퍼져버렸다.[1][2]
원리
대기 대순환에서 저위도에서 태양 복사 에너지에 의한 가열에 의해 상승한 공기는 중위도, 약 30° 부근에서 하강하며 아열대 고압대를 만든다. (페렐 순환 문서 참고) 이에 중위도 지표 부근에서는 고압대가, 저위도 지표 부근에서는 저압대가 발생하므로 1년 내내 중위도에서 적도를 향하여 부는 항상풍이 발생한다. 고위도에서 저위도로 이동하는 물체는 전향력에 의해 운동 방향의 오른쪽(남반구에서는 왼쪽)으로 힘을 받는 것처럼 보이므로, 북반구에서는 북동쪽에서 남서쪽으로 부는 북동풍이, 남반구에서는 남동쪽에서 북서쪽으로 부는 남동풍의 형태로 발생한다.
대기 대순환에 의해 저위도에서 발생하는 지상풍이므로 기본적으로 고온 다습하다. 또한 저위도의 해들리 순환 하층에서 일어나므로 8~10km 상공에까지 편동풍이 관측되기는 하나, 보통 '무역풍'이라 함은 편동풍의 하층부, 약 2km의 높이까지를 말한다. (실제로 무역풍에 의한 적운도 최대 4km 정도까지만 발달한다.) 풍향은 하층과 상층이 큰 차이가 없으나, 하층이 상층에 비해 많이 온도가 높고 습도가 높아, 연직 온도와 습도에서 보이는 역전을 바탕으로 구분한다. 단, 대륙 근처에서의 무역풍은 계절에 따라 아열대 고압대가 변형하거나 소멸하므로 일정하게 무역풍이 불지는 않는다. 그러나 바다상에서는 겨울철에도 어느 정도 아열대 고압대가 유지되므로 1년 동안 비교적 일정하게 바람이 분다. 적도 지역 지상에는 무역풍이 수렴하므로 일종의 무풍지대가 발생한다.[2]
역사
동양에서는 무역풍에 관한 기록이 없으며, 서양에서는 범선을 이용한 항해가 본격화 된 14세기 초부터 등장한다. 실제로 크리스토퍼 콜럼버스가 카리브 제도를 발견할 때에 이용한 바람이 바로 대서양의 무역풍이다. 대기 대순환을 이루는 바람 중 가장 먼저 발견되고 역학적으로 이해된 바람이기도 하다. 초기에는 다만 지구가 서에서 동으로 자전하므로 바람이 관성에 의해 동에서 서로 분다고 생각하였고, 때문에 편서풍은 제대로 설명해내지 못했다. 최초로 편서풍과 무역풍을 온전하게 설명해낸 것은 영국의 기상학자 조지 해들리이며, 이 업적으로 대기 대순환의 가장 저위도 순환 세포에 그의 이름을 붙였다.[2]
영향
'무역'풍이라는 이름에서 알 수 있듯, 과거 대항해시대 때 무역을 하던 서양의 범선이 많이 이용했다. 대표적인 예시로 무역풍을 따라 이동한 크리스토퍼 콜럼버스의 항해가 있다. 특히 저위도의 지역 기후에 많은 영향을 끼친다.
무역풍을 따라가는 게 항해에 유리한데도 오세아니아에서는 서쪽에서 동쪽으로, 즉 오히려 무역풍을 거슬러 가면서 인간이 정착하는 경향을 띤다. 이것은 탐험의 필수조건 중 하나가 무사귀환인 만큼, 탐험 계획을 잡을 때 먼 거리를 항해했다가 돌아올 때 무역풍을 타고 안전히 돌아오기를 선호했기 때문이다.
해류와의 관계
바람과의 마찰에 의해 생기는 해류를 취송류라고 하며, 1년 내내 부는 무역풍에 의해 적도 부근 저위도에서는 항상 동에서 서로 흐르는 해류가 발생한다. 바람이 불지 않는 어느 북반구 해수면에 바람이 불기 시작하면 가장 표층의 해류는 마찰에 의해 바람의 방향을 따라 이동한다. 이때 해류가 움직이는 시간과 거리가 길어질수록 전향력(코리올리힘)에 의해 운동 방향의 오른쪽(남반구에서는 왼쪽) 90° 방향으로 힘을 받고, 이 두 힘에 의해 오른쪽 45° 방향으로 흐른다.
이러한 원리로 발생하는 해류에는 북적도 해류와 남적도 해류가 있다. 단, 이름과 이론적인 생성 원리와는 달리 남적도 해류는 적도보다 살짝 북쪽에서 형성되는 경우가 많은데, 이는 열대수렴대(ITCZ)가 북반구 쪽에 위치하는 경우가 많기 때문. 애초에 표층 해류도 적도보다는 5°가량 북쪽을 기준으로 대칭 형태이다.
남방진동과의 관계
무역풍이 약화되면 동태평양 페루 앞바다에서 서태평양 호주쪽으로 향하는 해류가 약화되어 엘니뇨가 발생하며, 반대로 강화되면 해류가 강화되어 라니냐가 발생한다. 다만 태평양에서의 무역풍은 상당히 복잡한 양상으로 나타난다.
한반도와의 관계
중위도 편서풍대에 위치한 한반도의 경우 무역풍의 직접적인 영향을 느낄 수는 없다. 한반도에서는 편서풍이 절대적인 영향을 끼치기 때문. 그러나 간접적으로는 남방진동과 관련하여 한반도의 기후에 많은 영향을 준다.
사하라 사막과의 관계
무역풍은 사하라 사막의 질소와 인 화합물이 풍부한 모래를 중앙아메리카나 카리브해 쪽으로 운송하기도 한다. 그래서 번성한게 지구의 허파 아마존 우림이다. 일종의 서양판 황사인 셈이다.[2]
무역풍대
무역풍은 아열대지방의 바람으로 중위도 고압대에서 적도저압대로 부는 바람이다. 북반구에서는 북동쪽으로 방향이 쏠려서 북동무역풍, 남반구에서는 남동쪽으로 쏠려서 남동무역풍이라 부르나, 대륙보다 해상에서 뚜렷하게 볼 수 있다. 비교적 일정한 바람이 불며, 아열대 해상에서 불기 때문에 고온다습하다.
열대편동풍·항신풍(恒信風)이라고도 한다. 바람의 방향이 북반구에서는 북동쪽으로 쏠리기 때문에 '북동무역풍'이라 하고, 남반구에서는 남동쪽으로 쏠리기 때문에 '남동무역풍'이라 한다. 중위도고압대에서 적도저압대로 향해 부는 바람인데, 대륙과 그 부근에서는 이 고압대가 계절적으로 변형되거나 소멸하므로 무역풍과 같은 일정한 바람은 존재하지 않는다.
그러나 해상에서는 이 고압대가 여름철에는 대양 고기압대가 강화되고 겨울철에도 다소 변형된 채로 존재하므로, 1년을 통해서 비교적 일정한 바람이 분다. 아열대 해상에서 불기 때문에 고온다습(高溫多濕)하며, 그 높이는 약 2km이다.
중위도고압대는 높이가 높은 고기압인데, 이 고압대와 적도저압대 사이의 편동풍은 8~10km의 높이에 이르고 있다. 무역풍은 이 편동풍의 하층부에 해당한다. 풍향으로 보면 하층부와 상층부 사이에 불연속(不連續)은 없으나 온도·습도에 대해서는 뚜렷한 역전(逆轉)을 나타내며 상층에는 건조한 기단이 있다.
대서양
무역풍이 가장 뚜렷한 지역은 대서양이며, 콜럼버스가 이 바람을 타고 대서양을 횡단하여 아메리카대륙을 발견했다고 한다. 영국 기상대에서 조사한 바에 의하면, 북대서양의 무역풍은 겨울에는 북동풍이 강하지만 그 후에는 풍향이 다소 북쪽으로 쏠리고 풍속이 약해진다. 남대서양에서는 풍향이 연중 남동풍이고, 풍속은 북대서양보다 강하다.
태평양
대서양에 비하면 태평양은 구역이 넓기 때문인지 무역풍도 복잡하다. 예를 들면 북태평양 서부의 괌섬에서는 겨울에는 북동풍이지만 봄에는 동북동풍으로 변하고, 여름에는 남동~남서풍이 불며, 가을에 다시 동북동풍이 된다. 그러나 동부의 하와이섬에서는 연중 북동~동북동풍으로 풍속은 여름에 더 강하다.
이것은 북태평양의 중위도고기압이 겨울철 서부에서는 아시아 대륙의 고기압에 겹쳐지고, 동부에서는 아메리카대륙의 고기압대에 겹쳐져서, 동서로부터 중앙 태평양을 쐐기 모양으로 뻗어나가나, 여름철에는 북태평양고기압으로서 하나로 되는데, 중심이 동부에 있기 때문이다.
서부에서는 여름철에 오스트레일리아대륙의 고기압이 적도를 넘어서 북상해 오기 때문에 폴리네시아 방면에서 남쪽으로 쏠린 바람이 불게 된다. 따라서 연중 대개 정상적인 무역풍은 동부뿐이고, 서부에서는 반년마다 변하는 계절풍이 존재한다.
인도양
도양에서는 무역풍이 계절풍에 의해서 흩어지는 정도가 태평양보다 뚜렷하다. 적도 이북에서는 가을부터 이듬해 봄까지 히말라야산맥 남쪽에서 냉각된 공기가 북동풍이 되어 해상으로 불어 나가지만, 6~9월경에는 남인도양으로부터 남서풍이 불어 들어오므로 북동무역풍은 존재하지 않는다. 이 남서풍은 남인도양의 남동무역풍이 적도를 넘어서 북상하여 방향을 바꾼 것이다. 남인도양에서는 연중 부는 남동무역풍이 있다.[3]
편동풍
편동풍(偏東風)은 지구의 위도권을 따라 동쪽에서 서쪽으로 부는 바람으로 극지방의 지상 부근과 적도를 사이에 두고 남북의 저위도지방에서 나타난다. 적도지방에서 가열된 공기는 상승하여 대류권계면에 이르러 양극지방을 향하여 이동하다가, 위도 30°부근에서 일부 냉각된 공기가 침강하여 하강기류를 형성한다. 지표면에 다다른 하강기류는 지표면을 따라 남북으로 이동하는데, 이때 남쪽으로 향하는 공기는 전향력 때문에 동풍계의 바람이 된다. 이것이 적도편동풍이며, 무역풍이라고도 한다. 또 극 부근에서는 복사냉각으로 생긴 한랭한 극고기압에서 흘러나오는 공기가, 전항력의 작용으로 북동 방향의 성분을 가진 극편동풍을 만든다.[1]
날씨와의 상관성
무역풍 지역에서 생성되는 구름은 일반적으로 고도 4km 이하의 적운이며 무역풍 역전에 의하여 고도가 제한된다. 무역풍은 고위도로부터 적도로 불어오는 바람이기 때문에 겨울철에 더 강해진다. 북극진동 (Arctic Oscillation)이 온난(음) 위상일 때 열대 무역풍 또한 강해지는 반면, 북극진동이 한랭(양) 위상이면 무역풍도 약해진다. 무역풍이 약화되면 중미 등 보다 넓은 열대 지역에 강수가 내린다.
북반구 여름인 7월에는 카리브해에서 북미 남동부 플로리다와 걸프만을 포함하는 북서방향으로 확장하는 아열대 고압대가 북향함에 따라, 그 남쪽에서 무역풍이 불게 된다. 이 때 사하라 사막의 모래 먼지가 아열대 고압대의 남쪽 경계부근을 따라 미국 남동부로 유입되면서, 강수가 억제되고 파란 하늘이 하얗게 보이며 붉은 석양이 짙어지고 대기질은 나빠지게 된다. 사하라 모래 먼지는 비교적 공기질이 좋은 미국 남동부 플로리다까지 영향을 미칠 수 있다. 1970년대 이래로 서아프리카 지역의 가뭄으로 인하여 모래 먼지 발생이 심화되었으나, 카리브해와 플로리다에 유입되는 사하라 모래 먼지의 양은 해마다 편차가 심하다. 사하라 모래 먼지 유입은 카리브해 산호초 고사의 원인이 되기도 한다.[4]
엘니뇨와의 상관성
적도 태평양에서 동에서 서로 부는 무역풍은 페루 부근 동태평양 심해의 차갑고 영양이 풍부한 용승류를 서태평양으로 이동시킨다. 이러한 표층 해수의 흐름은 서태평양의 해면 고도를 동태평양보다 높게 만들어 결과적으로 페루보다 인도네시아의 해면 고도가 약 46cm 가량 높게 나타난다. 뿐만 아니라 해면 고도가 높아진 서태펴양의 따뜻한 혼합층은 약 150m 정도로 깊어지는 반면 동태평양의 혼합층은 약 30m 정도로 얕아진다. 이처럼 얕아진 동태평양의 혼합층은 깊은 심해로부터 용승류가 표층 해면으로 더욱 많이 올라오게 만든다.
그러나 엘니뇨 시기에는 호주 다윈의 지표 기압이 타히티의 지표 기압보다 높아져 무역풍이 약화하게 되고, 서태평양과 동태평양의 해면 고도 차가 감소하고 동태평양에서 서태평양으로 이동하는 물의 흐름이 약화된다. 이러한 변화에 의해 동태평양의 용승류 또한 감소하여 동태평양의 혼합층이 깊어지게 되고, 결과적으로 동태평양의 해수면 온도가 상승하여 엘니뇨가 발생하게 된다. 반대로 라니냐 시기에는 무역풍이 평년보다 강해져 서태평양과 동태평양의 해면 고도 차가 증가하고 동태평양에서 서태평양으로 이동하는 물의 흐름이 강화하게 되며, 동태평양의 용승류의 상승이 더욱 활발해져 해수면 온도가 감소하게 된다.[4]
동영상
각주
참고자료
같이 보기
