기상학

국지풍

유용하당 2023. 3. 4. 16:01

  국지풍은 중규모 바람에 속한다(수 분~수 시간의 시간 틀과 1~ 100km의 크기). 대부분의 바람이 동일한 원인을 가짐을 기억하자(지표면의 차등 가열로 인한 기온 차가 기압 차를 일으키기 때문이다). 국지풍들은 국지적으로 형성되는 기압경도에 의해 생성되는 중간 규모의 바람이다. 대부분의 국지풍은 지형 또는 국지적 지표 상태의 변동 결과로 나타나는 기온과 기압의 차이와 연관된다.

  어디로부터 불어오느냐의 방향에 대해 바람의 이름이 붙여짐을 상기하자. 이것은 국지풍에 대해서도 그대로 유효하다. 따라서 해풍은 바다 위에서 발원하여 육지 쪽으로 부는 바람이며, 곡풍은 그 발원지로부터 경사를 거슬러 오르며 부는 바람이다.


해륙풍
 바다와 인접 육지 지역 사이에서 발달하는 하루 중 기온차와 그 결과로 초래되어 해풍을 발생시키는 기압 패턴. 
낮 동안 육지는 인접 해역보다 더 강하게 가열되기 때문에, 육지 위의 공기는 가열 팽창하여 그 상층에 고기압 지역을 생성시킨다. 이는 다시 육지 위의 공기를 바다 쪽으로 움직이게 만든다. 이 상층 공기의 질량 전달이 육지 위에서 지표면 저기압을 생성시킨다. 바다 위의 더 차가운 공기가 더 낮은 기압 지역을 향해 육지 쪽으로 이동 함에 따라 해풍(sea breeze)이 발달한다(그림 A). 밤에는 육지가 바다보다 더 급속히 냉각되고, 육지로부터 공기가 유출되는 육풍(land breeze)이 발달할 수 있다(그림 B).

A(왼쪽). 낮 시간 동안 바다 위의 더 차고 무거운 공기가 육지 위로 이동하여 해풍을 형성한다. / B(오른쪽). 밤에는 육지가 바다보다 더 급속히 냉각되어 육풍이라고 하는 앞바다로 향하는 흐름이 형성된다.


  해풍이 시작된 직후에 육지 위의 기온은 5~10°C 정도만큼 떨어질 수 있다. 그렇지만 이 해풍의 냉각 효과는 일반적으로 열대에서는 불과 약 100km 내륙에서만 뚜렷하며 중위도에서는 보통 그 거리의 절반보다 작다. 이 차가운 해풍은 일반적으로 정오 직전에 시작하여 오후 중반에 최대 강도(약 10~20km/h)에 도달한다.
  더 작은 규모의 해풍은 큰 호숫가를 따라 발달할 수도 있다. 시카고와 같은 오대호 부근의 도시들은 여름에 '호수효과(lake effect)'의 혜택을 보는데, 주민들은 더운 내륙 지역에 비해 호수 근처에서의 더 시원한 온도를 늘 즐긴다. 많은 지역에서 해풍은 운량과 강우량에도 영향을 준다. 예를 들어, 플로리다반도는 대서양과 걸프 연안으로부터 오는 해풍의 수렴이 부분적인 원인이 되어 여름 강수의 증가를 경험하게 된다.
  해륙풍의 강도와 크기는 장소와 계절에 따라 변한다. 연중 강한 태양 가열이 지속되는 열대 지역은 중위도 지역보다 더 빈번하고 더 강한 해풍을 겪게 된다. 가장 강한 해풍은 차가운 해류에 인접한 열대 해안선을 따라 발달한다. 중위도에서의 해풍은 가장 따뜻한 달에 가장 잘 발달하지만, 밤에 육지가 해수면의 온도보다 언제나 낮게 냉각되는 것은 아니기 때문에 종종 육풍은 나타나지 않기도 한다.


산곡풍

  해륙풍과 유사한 매일의 바람이 많은 산악 지역에서 일어난다. 낮 동안, 산비탈을 따라서의 공기는 골짜기 바닥 위의 같은 고도의 공기보다 더 강하게 가열된다(그림 A), 더 따뜻한 이 공기가 산비탈을 따라 위로 올라가게 되어 폭풍(valley breeze)을 형성한다. 곡풍은 흔히 인접한 산 정상에서 발달하는 적운에 의해 식별될 수 있고, 따뜻한 여름날 발생하는 늦은 오후의 천둥 소낙비를 설명할 수 있다.
  일몰 후에는 패턴이 역전된다. 산비탈면을 따라 급속한 열 손실 이 공기를 냉각시키는데, 이 공기가 골짜기 쪽으로 배출되어 산풍(mountain breeze)을 만든다(그림 B). 유사한 찬 공기의 배출이 완만한 경사를 가진 언덕 지역에서 일어날 수 있다. 그 결과 가장 차가운 하강기류가 보통 가장 낮은 지점에 나타나게 된다.
  다른 여러 바람과 마찬가지로, 산곡풍은 계절에 따라 변한다. 곡풍은 태양 가열이 가장 강렬한 따뜻한 계절에 가장 흔히 발생하는 반면, 산풍은 차가운 계절에 더 빈번히 발생하는 경향이 있다.


치누크(푄) 바람
  치누크(chinooks)라 부르는 따뜻하고 건조한 바람이 때때로 미국에 있는 산들의 경사를 내려오며 분다. 알프스에서의 유사한 바람은 푄 (fochns)이라 부른다. 이러한 바람은 대개 산악 지역에서 강한 기압 경도가 발달할 때 생성된다. 공기가 산의 풍하측 비탈면을 내려오면서 단열적으로(압축에 의해) 가열된다. 공기가 풍상 측을 오르며 응결이 일어나 잠열을 방출할 수 있기 때문에, 풍하측에서 내려오는 공기는 풍상측의 비슷한 고도에 있는 공기보다 더 따뜻하고 건조해질 것이다.
  치누크는 대개 영향을 받는 지역의 기온이 영하가 될 수 있는 겨울과 봄에 콜로라도 로키산맥의 동쪽 비탈면을 내려오며 분다. 따라서 이 건조하고 따뜻한 바람은 종종 극적인 변화를 일으킨다. 치누크가 도달한 지 수 분 이내에 기온이 20℃나 상승할 수 있다. 이 바람은 적설을 급속히 녹일 수 있는데, '눈 잡아먹는 것(snoweater)'이란 뜻의 미국 원주민 단어 치누크가 왜 이 바람의 이름이 되었는지를 설명해 준다. 치누크 바람은 단 하루에 1ft보다 많은 눈을 녹이는 것으로 알려져 왔다. 1918년 2월 21일에 노스다코타주의 그랜빌을 통과하여 분 치누크는 기온을 -36°C로부터 10°C로 상승시켰다(무려 46°C나 증가했다).
  겨울의 긴 시간 동안 눈 없는 목초지를 만들어 주기 때문에 로키산맥의 동부의 목장주들에게 치누크는 때때로 유익한 것으로 생각된다. 그렇지만 눈 녹는 봄까지 눈이 남아 있어야 땅에 수분이 공급되는데, 치누크로 인한 수분의 손실은 이 유익함을 상쇄한다.
  미국에서 발생하는 또 다른 치누크 바람은 산타아나(Santa Ana)이다. 남부 캘리포니아에서 나타나는 이 뜨겁고 매우 건조한 바람은 이미 건조한 이 지역에 화재의 위협을 크게 증가시킨다.


활강(폭포)바람
 겨울철에 고지대에 인접한 지역들은 활강바람(katabatic wind) 또는 폭포 바람(fall wind)을 경험할 수 있다. 이 국지풍은 그린란드 또는 남극 대륙의 빙상과 같은 고지대 위에 위치한 차갑고 무거운 공기가 이동하기 시작할 때 발원한다.

  중력의 영향하에서 차가운 공기는 고지대의 가장자리를 넘어 마치 폭포수처럼 떨어진다. 비록 공기가 단열 적으로 가열되지만, 초기 온도가 너무 낮아 옮겨간 지역의 공기보다 여전히 더 자고 무거운 상태로 바람은 저지대에 도달한다. 이 쌀쌀한 공기가 하강하면서 경우에 따라 협곡의 통로를 지나가는데, 여기서 이 공기는 큰 파괴력을 가진 속도를 얻게 된다.
  잘 알려진 몇몇 활강바람들은 지역 명칭을 갖고 있다. 가장 유명한 것이 프랑스의 알프스에서 지중해 쪽으로 부는 미스트랄(mistral)이다. 또 다른 하나는 발칸 반도의 산악지역에서 발원하여 아드리아해로 부는 보라(bora)이다.


시골풍
  중규모 바람의 일종인 시골풍(country breeze)은 대도시 지역과 연관된다. 바람의 명칭이 내포하고 있는 것처럼, 이 순환 패턴은 주변의 시골 쪽에서부터 도시로 불어 들어가는 약한 바람의 특징을 갖는다. 탁 트인 경관의 외곽 지역에 비해 도시에서의 암석류 물질로 이루어진 대형 빌딩들은 낮 동안 축적된 열을 유지하려는 경향이 있다(도시열섬에 관한 글 상자 3.3 참조). 그 결과, 도시의 따뜻하고 덜 무거운 공기가 상승하게 되고, 이는 다시 시골에서 도시 쪽으로의 흐름을 촉발시킨다. 시골풍은 비교적 맑고 바람 약한 밤에 발달할 가능성이 가장 높다. 시골풍의 한 가지 좋지 않은 결과는 도시 주변에서 배출된 오염 물질들이 도심 부근으로 흘러 들어가 농축되는 것이다.

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