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전선 (기후)
전선(前線, front)은 성질이 다른 두 기단의 경계면이 지표와 만나는 선을 말한다. 일기(日氣) 변화의 중요한 요인이 된다.
개요[편집]
전선은 전선면과 지표면이 만나는 선이다. 즉, 전선이란, 전선면이 지표면과 만나서 생긴 경계선을 말한다. 기단이 발원지를 떠나 이동하여 다른 기단과 만나게 되어 두 기단의 경계를 전선면(前線面)이라고 한다. 여기에서 말하는 전선면이나 전선은 기하학적인 선이나 면이 아니라 일정한 두께를 가진 기층(氣層)으로, 그중에서 한 기단의 성질에서 다른 기단의 성질로 옮아가는 것이다. 또한, 전선면이란, 성질이 다른 두 기단이 만났을 때, 서로 쉽게 섞이지 않아 경계를 이루는데, 이 경계면을 전선면이라고 한다. 정확히는 두 종류의 서로 다른 기단이 부딪힌 접촉면을 전선면이라고 하며, 그 전선면과 지상이 만나는 선을 전선이라고 하는 것이다.
전선을 경계로 기압, 기온, 습도, 풍향 등의 기상 요소가 급변하며, 구름의 생성과 강수 등 기상 현상이 집중적으로 나타난다. 온대저기압은 대부분 온난전선과 한랭전선을 포함하고 있으며, 전선을 경계로 기온 분포가 다르며 중학교 3학년 과학 교과과정에서 자주 출제되는 문항이다. 기단의 성질 가운데 가장 중요한 등온면(等溫面)은 기하학적인 전선면일 경우에는 불연속적으로 변화하고, 전이층(轉移層)인 경우에는 구부러지게 된다. 일기도상에서 전선이 선으로 간주될 정도의 폭을 갖는 경우를 전선이라고 하고, 선으로 나타내기에 난 폭이 너무 넓은 경우에는 전선대(前線帶)라고 한다.[1][2]
종류[편집]
성질이 다른 기단이 이동해서 서로 접촉하게 되면 쉽게 혼합되지 않고 밀도가 큰 찬 공기는 밀도가 작은 따뜻한 공기의 아래쪽으로 파고들어가려고 한다. 이들 찬 기단과 따뜻한 기단의 경계면은 지면으로부터 상공에 도달하는데, 이때 지면에서의 경계를 전선이라 한다. 전선은 주로 기단의 성질과 운동에 의해 분류되는데, 대표적인 예로 온난전선, 한랭전선, 폐색전선, 정체전선이 있다. 지구상에는 전선이 생기기 쉬운 구역과 그 반대의 구역이 있다. 기단 발생지의 고기압 내에서는 전선이 생기지 않으나 성질이 다른 두 기단이 접촉하고 있는 대륙 연안에서는 전선이 생기기 쉽다. 크게 보아서 전선이 생기기 쉬운 곳은 수천km로 연결되어 있으며 이들을 북극전선·한대전선·적도전선 등으로 부르기도 한다.[2]
전선은 난기단(暖氣團)의 경계에 형성되는 것이나 구조적으로는 다음과 같은 종류가 있다.
한랭전선
한기단이 난기단 밑으로 파고 들어가는 곳에서 생기는 전선이다. 한랭전선은 따뜻한 공기가 있는 지역에 상대적으로 찬 공기가 이동해오면서 만들어지는 전선을 말한다. 온도에 따른 밀도차이에 의해 이동해오는 찬 공기가 따뜻한 공기의 밑으로 파고드는 형상이 된다. 두 종류의 서로 다른 공기가 접촉하면서 그 접촉면에 구름이 만들어지는 것은 온난전선과 동일하다. 대기과학을 처음 접할때는 어차피 두 기단이 만나는건 유사한데 온난전선은 층운과 가랑비를, 한랭전선은 소나기를 뿌리는지 의문이 들기 쉬운데, 교과서적으로는 이동속도의 차이로 설명하지만 사실 온난전선과 한랭전선의 구름대는 그 발생기작이 다르다. 기본적으로 모든 대기현상은 상층이 먼저 움직이는데 상층이 상승하면 하층이 따라 상승하며 온도경도를 따라 구름대를 만드는게 온난 전선이고, 상층 한기가 이동하여 대기 불안정으로 인해 하층으로 파고드는게 한랭전선이다. 상층이 차갑냐 따뜻하냐는 대기안정도에 지대한 영향을 미치기 때문에 단순히 하층에서 두 기단이 만나는 것으로는 설명할 수 없는 효과를 만들어낸다. 그림만 봐서는 알기 힘들고 설명하려면 단열선도까지 등장해야 하기 때문에 대충 설명하고 넘어가는 것이다.[3][4]
온난전선
난기단이 한기단의 경계면을 따라 위로 상승되는 곳에 생기는 전선이다. 온난전선은 전선 중에서 따뜻한 기단이 차가운 기단 쪽으로 이동하는 전선을 말한다. 온난전선에서 발생하는 구름대는 권운, 권층운, 고층운, 난층운으로 이루어져 있다. 이 전선을 경계로 풍향·풍속·기온·습도 등의 기상요소가 바뀐다. 따뜻한 기단은 찬 기단보다 밀도가 작기 때문에 두 기단이 만나 따뜻한 기단이 찬 기단 쪽으로 이동하게 되면 빠른 속도로 찬 기단 위로 올라가게 된다. 이 때에 두 기단의 경계면의 경사는 완만하다. 이 온난전선을 타고 따뜻한 공기가 상승하면 냉각되어 구름을 생성, 비 또는 눈이 내린다. 이 경우의 비는 대개 가늘며 오랫동안 오는 비이다. 온난전선이 지나간 다음에는 일반적으로 기압이 감소하며, 기온은 높아진다. 어느 지점에 온난전선이 접근하고 있으면 먼저 순서대로 권운, 권층운, 고층운이 나타나고 다음에 난층운이 와서 비 또는 눈이 오게 된다.[5][4]
폐색전선
한랭전선과 온난전선이 합쳐진 것이라고 생각할 수 있다. 예를 들면 저기압 주위에서 온난전선보다 한랭전선이 빨리 진행되었을 경우, 온난전선은 상공으로 밀려 올라간다. 그러나 이와 반대로 한랭전선이 상공으로 밀려 올라가는 경우도 있다. 따라서, 폐색전선에는 온난형과 한랭형이 있다. 폐색전선은 상대적으로 속도가 느린 온난전선이 한랭전선에게 뒤를 잡혀 만들어지는 형태의 전선. 정체전선과 달리 두 전선의 진행방향이 일치하기에, 기호도 한쪽 방향으로만 그려지게 된다. 따뜻한 공기가 찬 공기보다 밀도가 낮기 때문에 폐색 전선은 찬 공기층 위에 따뜻한 공기가 올라탄 형태를 취하게 되어 대기가 안정해진다. 이 대기 안정은 대류권의 상층 하층 사이의 대류현상이 일어나지 않는다는 뜻으로, 평상시에는 대류현상에 의해 흩어지던 대기중 오염물질이 발생원 근처에 계속 머무르게 되어 스모그 같은 현상이 일어나게 된다. 액체와 기체로 물질상은 다르지만 원리는 물안개와 같다. 양쪽 찬 공기 중 어느 쪽이 상대적으로 온도가 낮으냐에 따라 온난형 폐색전선과 한랭형 폐색전선으로 나뉜다. 온난형 폐색전선의 경우 앞서가던 온난전선 쪽 찬 공기가 더욱 차가워서 한랭전선 쪽 찬공기가 온난전선의 찬 공기를 올라타며 이동하는 경우를 말하고 한랭형 폐색전선의 경우 뒤에 다가오는 한랭전선 쪽 찬 공기가 더욱 차가워서 한랭전선의 찬 공기가 온난전선의 찬 공기를 밀어내며 밑으로 파고드는 경우를 말한다.[1][4]
정체전선
한랭전선은 찬 기류가 따뜻한 기류보다 강한 것이고, 온난전선은 따뜻한 기류가 찬 기류보다 강한 것을 말하고 있으나 찬기단과 따뜻한 기단의 세력이 비슷할 때에는 전선이 이동하지 않는다. 이것을 정체전선이라고 한다. 장마전선이 대표적인 예이다. 정체전선 또는 장마전선은 주로 정체전선으로 나타나는데 북태평양의 덥고 습한 고기압과 오호츠크해의 차고 습한 고기압이 만나거나 북태평양 고기압과 대륙 고기압이 만날 때 긴 장마전선을 형성한다. 이 장마전선은 북태평양 고기압의 세력이 약한 6월 중순까지는 일본 남쪽 해상인 오키나와섬 이남에 머물다가 북태평양 고기압의 세력이 강화되면서 점차 북상해 6월 하순에는 일본 열도, 7월에는 오호츠크해 고기압(또는 대륙 고기압)의 세력이 약해져 한반도의 중부 지방에 자리잡게 된다. 7월 하순이면 만주 지방으로 올라가면서 전선이 소멸한다. 그러나 8월까지 남아 있는 경우가 종종 있다(특히 최근). 장마전선은 두 고기압의 크기에 따라 위아래로 오르내리며 비를 뿌리게 된다. 폭우로 큰 피해를 주기도 한다. 그러나 2010년이 되면서 장마의 경향이 바뀌고 있는데 그 전까지는 두 고기압이 남북으로 대치하면서 편서풍이 잘 불 수 있는 상황이어서 바람의 동서흐름이 강하여 장마전선 남북 진동 폭이 좁아 주로 대한민국 북부지방을 중심으로 비가 내렸지만 최근 남동쪽으로 2km 상공의 뜨거운 저기압이 자리잡고 북쪽으로 북태평양 고기압이 자리잡고 서쪽으로는 오호츠크해·베링해 고기압이, 즉 서쪽으로 고기압이 크고 강하게 자리 잡으면서 편서풍이 약화되고 바람의 남북으로 강하게 불기 시작하면서 장마전선의 남북 진동이 커지면서 중부 지방에도 많은 비가 내리기 시작했다. 또한 남북진동이 강하다 보니 장마예보가 많이 빗겨나가고 있다.[6]
전선은 거의가 저기압에 동반되는 것이며, 한랭전선과 온난전선이 마주치는 곳에 저기압의 중심이 있다. 전선에 동반된 구름의 분포는 난기단 쪽의 기류가 상승기류로 되어 있는지 하강기류로 되어 있는지에 따라서 상당히 다르다.[4]
전선대[편집]
전선대에는 기상학적·기후학적 전선대가 있으며, 그 뜻이 전연 다르다. 보통 전선대라고 할 때는 기후학적인 전선대를 가리키는 경우가 대부분이다.
- 기상학적 전선대 : 전선면의 두께를 고려했을 경우, 지표면에 접한 단면 즉 전선은 폭을 갖는 것이 되나 이 경우 지표면의 천이(遷移) 구역을 기상학적 전선이라고 한다.
- 기후학적 전선대 : 지역적으로 전선이 발생하기 쉬운 장소를 말한다. 기후학적인 전선대는 계절에 따라 이동된다. 한국의 경우 초여름에 전선대가 되기 쉽다.
북반구에서 주요한 전선대
세계적 주요 전선대의 위치와 양상(樣相)은 여름철과 겨울철이 상당히 다르다. 겨울철에는 한대전선대가 뚜렷한 데 비해, 여름철에는 북극전선대가 시베리아 북부에만 존재하고, 한대전선대는 태평양 북부에서나 북아메리카 대륙에서도 다같이 훨씬 북쪽으로 후퇴하고 있다.[4]
구조[편집]
구상에서 온도가 다른 두 기단이 만날 때 그 경계를 이루는 전선면(전이층)은 수평에서 약간 기울어진 사면이 된다. 그 경사는 지표면에 가까운 부분을 제외하면 1/50에서 1/200 사이에 있다. 일반적으로 한랭전선의 경사는 온난전선보다 크다. 전선 부분은 기온의 수평 경사가 크고, 그러한 경향은 대류권 전반에 두루 영향을 미치고 있으므로 전선 부근에서는 상공으로 올라갈수록 바람이 강하며, 권계면 부근에서 최대가 된다. 이것이 바로 한대전선 제트기류이다.
전선이 통과했을 때 기상 요소의 변화를 자기 기록으로 측정해 보면, 첫째, 한랭전선이 통과하면 온도는 급격히 저하하고, 온난전선이 통과하면 온도가 상승한다. 그러나 한랭전선일수록 급격한 변화는 나타나지 않는다.
둘째, 한랭전선이 통과하면 풍향이 남쪽으로 치우쳐 있다가 시계 방향으로 급격히 북쪽 또는 서쪽으로 변화한다. 단 한랭전선이 통과하기 직전에 시계반대방향으로 변화하는 경우가 있다. 온난전선이 통과하면 풍향은 시계방향으로 북쪽에서 남쪽으로 바뀐다.
셋째, 온난전선과 한랭전선 모두 기압은 전선 부분에서 극소치를 나타낸다. 즉 전선은 기압골을 수반한다. 그 때문에 전선 부분에서 등압선은 V자형으로 구부러진다.
넷째, 온난전선을 따라 생기는 구름은 층상(層狀)으로, 가장 낮은 곳부터 순서대로 난층운·고층운·권층운이 나타나며, 난층운부터는 연속적으로 강수가 있다. 한랭전선을 따라 생기는 구름은 웅대적운 또는 적란운으로, 소나기나 뇌우를 동반한다.[2]
발생[편집]
일기도상에 전선이 발생하여 이것에 의해 여러 가지 날씨 변화가 나타난다는 것은 잘 알려져 있는 사실이다. 그러나 전선이 어떻게 하여 발생하는지는 자세히 밝혀지지 않고 있다.[2]
동영상[편집]
각주[편집]
참고자료[편집]
- 〈전선〉, 《네이버 국어사전》
- 〈전선〉, 《해양학백과》
- 〈전선(날씨)〉, 《나무위키》
- 〈전선 (기상학)〉, 《위키백과》
- 〈전선〉, 《두산백과》
- 〈한랭전선〉, 《나무위키》
- 〈온난전선〉, 《위키백과》
- 〈장마〉, 《위키백과》
같이 보기[편집]
