뇌우, 호우, 토네이도, 해일의 발생 메커니즘

다양한 기상 현상들

대기와 해양에서의 다양한 현상과 자연 재해인 뇌우와 호우, 폭염, 해일 등은 최근 들어 지구 환경 변화와 맞물려 다양하게 발생하며 더욱 강력해지고 있다. 그 발생 원인과 과정을 이해하고 피해를 줄이는 방법에 대해서 알아보자.

뇌우

갑자기 날이 어두워지고, 강한 바람과 소나기가 내리면서 천둥과 번개가 큰 소리와 빛을 내는 것을 본 경험들이 있을 것이다. 강한 상승 기류에 의해 적란운이 발달하면서 천둥, 번개와 함께 소나기가 내리는 현상을 뇌우라고 한다. 뇌우는 강한 햇빛을 받아 국지적으로 가열된 공기가 활발하게 상승하거나, 한랭 전선에서 찬 공기 위로 따뜻한 공기가 빠르게 상승할 때 발생한다. 이런 현상은 집중 호우, 우박, 돌풍, 번개 등을 동반하기 때문에 경우에 따라서는 순식간에 인명 피해를 내거나 농작물 파손, 가옥 파괴 등의 막대한 재산 피해를 가져온다.

일반적으로 뇌우는 대기의 불안정이 심해질 때 발생하고, 규모가 작아 일기도 상에 잘 나타나지 않는 현상이기 때문에 예측하기가 쉽지 않다.

적란운

호우

호우는 시간과 공간의 규모에 관계없이 많은 비가 연속적으로 내리는 것을 말하며, 짧은 시간 동안에 좁은 영역에 일정량 이상의 비가 집중적으로 내리는 것을 집중 호우라고 한다. 즉 집중호우는 시간과 공간적 집중성이 매우 강한 비를 의미한다. 집중 호우는 일반적으로 한 시간에 30mm 이상이나 하루에 80mm 이상의 비가 내릴때, 또는 연강수량의 10%에 상당하는 비가 하루에 내리는 정도를 말한다. 집중 호우는 지속 시간이 수십 분에서 수 시간 정도이며, 비교적 좁은 지역(보통 반지름 10~20km 정도)에 집중적으로 내린다. 2010년 9월 21일에는 서울, 경기, 인천 수도권 지역에 이 지역 기상 관측 이래 최고인 시간당 80mm 이상의 집중 호우가 내려, 많은 지역이 침수되는 큰 피해를 입었다.

집중 호우는 주로 강한 상승 기류에 의해 형성되는 적란운(뇌운)에서 발생하며, 천둥 번개를 동반하기도 한다. 집중 호우는 주로 장마 전선이나 태풍, 발달한 저기압과 고기압 가장자리에서 대기가 불안정할 때 주로 발생한다. 태풍이 밀고 온 따뜻한 공기가 북쪽의 찬 공기를 만나 태풍의 앞쪽에서 집중 호우가 내리기도 한다.

폭설

토네이도

바다나 넓은 평지에서 강한 저기압이 생성될 때, 그 중심 부근에서 강력한 상승 기류에 의해 발생하는 강하게 회전하는 깔때기 모양의 회오리바람을 토네이도라고 한다. 수평방향의 규모보다 시직 방향의 규모가 크며, 중심에서는 약 100~200㎧의 풍속이 나타나기도 한다.

토네이도는 주로 거대한 적란운에서 발생하는데, 적란운 속에서는 응결열이 구름 속의 공기를 데움으로써 강한 상승 기류가 발생하고, 거대한 적란운 내부의 공기는 상승하면서 회전하게 된다. 회전하는 공기는 거대한 적란운으로 빨려 들어가는데, 이런 공기의 수렴으로 회전은 더욱 빨라진다. 따라서 토네이도는 엄청난 크기의 진공청소기처럼 먼지, 쓰레기 같은 작은 것들은 물론이고, 집, 차, 기차와 같은 큰 물건을 들어올리기도 한다. 또한 토네이도가 바다에서 발생하면 물줄기를 수십m까지 끌어올리기도 한다.

해일

해일

해일은 폭풍이나 지진, 화산 폭발 등에 의하여 바닷물이 비정상적으로 높아져 육지로 넘쳐 들어오는 현상을 말하며, 그 원인에 따라 폭풍해일과 지진 해일로 나눌수 있다.

폭풍해일은 태풍 등에 의한 기압 저하에 따른 수면 상승 또는 바람에 의한 해면의 유동이 발생 원이고, 지진 해일(쓰나미)은 지진이나 화산 폭발이 원인이 되어 일어난다.

우리나라에서 발생하는 해일은 주로 폭풍 해일이지만, 드물게는 지진 해일이 나타나기도 한다. 우리나라에서 발생하는 폭풍 해일은 황해에서는 겨울철에 많이 발생하고, 남해에서는 태풍이 많이 오는 여름과 가을에 많이 발생한다.

해일은 달과 태양의 인력에도 영향을 받는데, 특히 해안가에서 밀물 때에 발생하는 해일은 그 피해가 크므로 주위를 기울여야 한다. 기상청에서는 먼 바다에서 해일이 발생하면 해일의 진행 상황을 파악하여, 해당 지역에 해일 경보를 발표한다. 해일 경보가 발표되면, 그 지역 주민들은 즉시 높은 산 등으로 피난해야 한다.

 

기타 여러 가지 기상 현상들

저기압이 우리나라를 통과하면서 중부 지방을 중심으로 폭설이 내린 날의 기상 위성 사진이다. 우리나라 서해상의 붉은색은 키가 낮은 하층운이며, 북한과 우리나라 중부 지방의 하얀 구름은 연직으로 발달한 구름대로 이와 같이 발달한 구름대가 지날 대 많은 눈이 내리게 된다. 이와 같은 폭설은 겨울철에 저기압이 통과할 때, 또는 시베리아 고기압이 남하하면서 해수면으로부터 열과 수증기를 공급받아 상승 기류가 발달 할 때 발생한다.

또한 최근에는 지구 평균 온도가 점점 상승하여 겨울은 짧아지고 여름이 길어지고 있으며, 여름철 온도의 증가로 폭염과 열대야의 발생이 증가하고 있다. 상층 오존 농도의 감소에 따른 자외선량의 증가도 여름철 우리의 건강과 생활 전반에 큰 악영향을 미치고 있다.

한편, 중국 북부나 몽골의 사막과 건조한 황토 지대에서 발생한 황사가 상층 편서풍을 따라 이동하여 우리나라에 많은 영향을 미치고 있고, 최근에는 그 발생 횟수가 점점 증가하고 있다. 황사 현상은 기권과 지권의 상호 작용으로 나타나는 자연 현상이지만, 인위적인 인간 활동에 의해 사막이 확대되는 것도 황사 발생 및 증가의 원인이 된다.

기상청에서는 태풍, 호우, 황사, 해일 등 자연 재해로부터 안전을 도모하기 위해 주의보와 특보를 발령한다. 급변하는 자연 현상에 관심을 갖고 슬기롭게 대처하는 노력이 필요하다.