계절풍
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1. 개요
계절풍은 대륙과 해양의 비열 차이로 인해 발생하는 현상으로, 여름에는 해양에서 대륙으로, 겨울에는 대륙에서 해양으로 바람의 방향이 바뀐다. 아시아 계절풍은 인도 아대륙, 동남아시아, 동아시아 등 다양한 지역에 영향을 미치며, 각 지역의 기후와 강수량에 큰 영향을 준다. 계절풍은 몬순(mawsim)이라는 아랍어에서 유래되었으며, 역사적으로 아시아 계절풍은 티베트 고원 융기, 빙하기와 간빙기, 해로 폐쇄 등 지구 기후 변화와 밀접한 관련이 있다. 계절풍은 홍수, 가뭄 등 자연재해를 유발하며, 각 지역의 사회 및 경제 활동에도 큰 영향을 미친다.
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| 계절풍 | |
|---|---|
| 지도 정보 | |
| 기본 정보 | |
| 영어 | Monsoon |
| 아랍어 | موسم |
| 개요 | |
| 정의 | 대기 순환과 강수량의 계절적 변화 |
| 특징 | 바람 방향의 뚜렷한 변화 습윤 및 건조 계절 교대 |
| 원인 | |
| 주요 원인 | 대륙과 해양의 비열 차이 지구 자전 계절에 따른 태양 복사 에너지 변화 |
| 지역적 특징 | |
| 아시아 | 여름: 습윤한 남서풍 (남서 계절풍) 겨울: 건조한 북동풍 (북동 계절풍) |
| 아프리카 | 서아프리카: 기니만에서 불어오는 습윤한 남서풍 동아프리카: 계절에 따라 다른 바람 패턴 |
| 오스트레일리아 | 북부: 습윤한 여름 계절풍, 건조한 겨울 계절풍 |
| 북아메리카 | 남서부: 여름에 습윤한 바람, 겨울에 건조한 바람 |
| 기상학적 영향 | |
| 강수량 | 집중적인 강수 홍수 발생 가능성 |
| 기온 | 습윤 계절: 기온 하락 건조 계절: 기온 상승 |
| 사회적 영향 | |
| 농업 | 농작물 재배 시기 결정 물 관리 계획 수립 |
| 경제 | 관광 산업 영향 재해로 인한 경제적 손실 |
| 문화 | 축제, 종교 행사 관련 민간 지혜, 구전 역사 관련 |
| 기타 | |
| 관련 용어 | 하바갓 (Habagat): 필리핀에서 부는 남서 계절풍 아미한 (Amihan): 필리핀에서 부는 북동 계절풍 |
2. 원인
계절풍은 대륙과 해양의 비열 차이 때문에 발생한다. 대륙은 해양보다 비열이 작아 더 빨리 가열되고 냉각된다.
'몬순'이라는 단어는 아랍어 'mawsim'(موسم|마우심ar)에서 유래되었으며, '계절'을 의미한다.[7] 이 단어는 포르투갈어(monçãopt)를 거쳐, 초기 근대 네덜란드어 ''monson''을 통해 영어 'monsoon'으로 정착되었다.[7]
여름철에는 대륙이 해양보다 빠르게 가열되어 온도가 높아지면서 대륙에 저기압이 형성된다. 반면, 해양은 상대적으로 온도가 낮아 고기압이 형성된다. 따라서 바람은 해양에서 대륙으로 불게 되는데, 이를 한국에서는 남동 계절풍이라고 부른다. 한반도를 기준으로 한 일기도에서는 남동쪽에 북태평양 고기압이, 북쪽에 저기압이 위치한다. 동남아시아와 남아시아 지역에서는 남서 계절풍(남서 몬순)이라고 부르며, 5월에서 10월 사이에 주로 불고 우기를 동반한다.[67]
겨울철에는 대륙이 해양보다 빠르게 냉각되어 대륙에 고기압이 형성되고, 해양은 상대적으로 온도가 높아 저기압이 형성된다. 따라서 바람은 대륙에서 해양으로 불게 되는데, 이를 한국에서는 북서 계절풍이라고 부른다. 한반도 기준 일기도에서는 북서쪽에 시베리아 고기압(대륙 고기압)이, 동쪽에 저기압이 위치한다. 겨울철에는 대륙이 빠르게 냉각되지만 해양은 비열이 커서 냉각 속도가 느리기 때문에, 대륙의 공기 밀도가 더 높아져 여름철의 북태평양 고기압보다 더 강력한 고기압이 발생한다. 이 때문에 여름철 남동 계절풍보다 겨울철 북서 계절풍의 평균 풍속이 더 강하다.[67]
계절풍은 한때 해양보다 육지의 온도가 더 높아져 발생하는 대규모 해풍으로 여겨졌지만,[32] 현재는 열대 수렴대(ITCZ)의 이동을 포함하는 지구 규모 현상으로 간주된다.[33][34] 이러한 온도 불균형은 바다와 육지가 열을 흡수하는 방식의 차이 때문이다. 바다는 열용량이 크고(3.9~4.2 J g−1 K−1),[35] 열전도와 열전달 대류를 통해 열을 깊은 곳까지 전달하여 온도가 비교적 안정적이다. 반면 흙, 모래, 암석은 열용량이 낮고(0.19~0.35 J g−1 K−1),[36] 열을 전도로만 전달하므로 육지 온도는 더 크게 변한다.
따뜻한 계절에는 햇빛이 육지와 바다 표면을 모두 가열하지만, 육지 온도가 더 빨리 상승한다. 육지 표면이 더워지면 공기가 팽창하여 저기압 지역이 형성된다. 바다는 육지보다 온도가 낮아 고기압을 유지한다. 이러한 기압 차이로 인해 바다에서 육지로 습한 공기를 이동시키는 해풍이 분다. 이 습한 공기는 육지 위에서 상승하면서 냉각되고, 수분 보유 능력이 감소하여 육지에 강수를 발생시킨다. 이것이 여름 계절풍이 육지에 많은 비를 내리는 이유이다.
추운 계절에는 순환이 반대로 일어난다. 육지가 바다보다 빨리 식고, 육지 위의 공기는 바다 위의 공기보다 기압이 높아진다. 이로 인해 육지에서 바다로 바람이 분다. 습한 공기가 바다 위로 상승하면 식고, 바다에 강수를 발생시킨다.
대부분의 여름 계절풍은 서풍 성분이 우세하고 상승 기류가 강하며 많은 비를 생성한다. 그러나 강도와 지속 시간은 매년 일정하지 않다. 반대로 겨울 계절풍은 동풍 성분이 우세하고 하강 기류가 강하며 가뭄을 유발한다.[37]
습한 해양 공기가 산에 의해 상승하거나,[38] 표면 가열,[39] 표면 수렴,[40] 상층 발산, 또는 폭풍에 의해 상승할 때도 유사한 강수량이 발생한다.[41] 공기는 저기압에서 팽창하면서 냉각되고, 이로 인해 응결이 발생한다.
기본적으로 계절풍의 원리는 해륙풍과 같다. 대륙은 쉽게 더워지고 식는 반면, 해양은 더워지기 어렵고 식기 어렵다. 여름에는 대륙 위의 공기가 더 따뜻해져 상승 기류를 발생시키고, 이를 보충하기 위해 해양에서 대륙으로 계절풍이 분다. 겨울에는 해양이 더 따뜻해 대륙에서 해양으로 계절풍이 분다. 해륙풍은 낮과 밤에 따라 풍향이 바뀌지만, 계절풍은 여름과 겨울에 따라 풍향이 바뀐다.
3. 역사
아시아 계절풍은 약 5천만 년 전 인도 아대륙과 아시아의 충돌로 티베트 고원이 융기하면서 강화되었다.[8] 남아시아 계절풍은 약 5백만 년 전에 강해졌으며, 빙하기와 간빙기를 거치면서 강도 변화를 겪었다.[13][14] 동아시아 계절풍은 중기 마이오세에 7월 강우량 최대 지대(ITCZ)가 북상하면서 중국 남부 강수량을 증가시켰고,[17] 후기 마이오세에 북극 전선이 남하하면서 겨울 계절풍이 강해졌다.[18]
3. 1. 아시아 계절풍의 변동
티베트 고원의 융기는 아시아 계절풍 강화에 큰 영향을 미쳤다. 초기에는 약 8백만 년 전에 계절풍이 처음 강해졌다고 여겨졌으나, 최근 연구에 따르면 1500만~2000만 년 전에 계절풍이 시작되었으며 초기 티베트 융기와 관련이 있다는 주장이 제기되었다.[9] 이후 계절풍의 강도는 플라이스토세 빙하기 순환과 같은 전 지구적 기후 변화에 따라 크게 변화했다.[11]
해양 플랑크톤 연구에 따르면 남아시아 계절풍(SAM)은 약 5백만 년 전에 강해졌다. 빙하기 동안 해수면이 낮아지고 인도네시아 해로가 닫히면서 태평양의 찬물이 인도양으로 유입되는 것이 막혔다. 이로 인해 인도양의 해수면 온도가 상승하여 계절풍이 강해졌다.[13] 지난 백만 년 동안 남아시아 계절풍은 빙하기 동안 간빙기에 비해 강수량이 상당히 감소했다.[14] 인도 여름 계절풍(ISM)은 최종 빙기 최대기 이후 온난화 과정에서 여러 차례 강화되었는데, 특히 티베트 고원의 식생 변화를 통해 강화되는 습도 증가가 나타났다.[15]
중기 마이오세 동안 7월 ITCZ(강우량 최대 지대)는 북쪽으로 이동하여 동아시아 여름 계절풍(EASM) 동안 중국 남부의 강수량을 증가시켰다.[17] 후기 마이오세 전 지구 냉각(LMCG) 동안에는 북극 전선이 남쪽으로 이동하면서 동아시아 겨울 계절풍(EAWM)이 강해졌다.[18] 동아시아 겨울 계절풍은 약 380만 년 전에 쓰시마 해협이 넓어지고 따뜻한 쓰시마 해류가 일본해로 더 많이 유입되면서 급격히 강해졌다.[21] 약 300만 년 전, 전 지구적 냉각과 해수면 하강 시기에 동아시아 겨울 계절풍은 더욱 강화되고 안정적이 되었다.[22] 동아시아 여름 계절풍은 최종 빙기 최대기와 같은 빙하기의 추운 시기에 약하고, 간빙기와 빙하기의 따뜻한 시기에 강했다.[23] 단스고르-외슈거 사건 동안에는 강해졌지만, 헨리히 사건 동안에는 약해졌다.[24]
최종 빙기 최대기 이후 해수면이 상승하면서 동아시아 여름 계절풍은 아시아 내륙 깊숙이 영향을 미쳤다.[25] 약 6000년 전 중기 홀로세 동안에는 사하라 사막이 숲이 우거져 먼지 배출량이 적었기 때문에 더욱 강해졌다.[26] 약 5000년~4500년 전부터 동아시아 계절풍의 강도가 약해지기 시작하여 현재까지 약해졌다.[28] 특히 약 3000년 전에 주목할 만한 약화가 있었다.[29] 홀로세 동안 동아시아 여름 계절풍의 위치는 여러 차례 변했는데, 1만 2000년~8000년 전 사이에 남쪽으로 이동, 8000년~4000년 전 사이에 북쪽으로 확장, 4000년~0년 전 사이에 다시 남쪽으로 후퇴했다.[30]
4. 각 지역의 계절풍
아시아의 계절풍은 인도 아대륙과 네팔을 포함한 주변 지역에 영향을 미치는 인도 아대륙 계절풍, 중국 남부, 타이완, 한국, 그리고 일본 일부 지역에 영향을 미치는 동아시아 계절풍 등 여러 하위 시스템으로 분류될 수 있다.
오스트레일리아의 우기는 9월부터 2월까지 지속되며, 북반구 겨울 동안 해들리 순환의 주요 에너지원이 된다. 이는 시베리아 고기압의 발달과 북반구에서 남반구로의 최대 가열 영역 이동과 관련이 있다. 동북풍은 동남아시아를 따라 내려와 보르네오 지형에 의해 북서풍/서풍으로 바뀌어 오스트레일리아를 향한다. 이는 보르네오 상공에 저기압성 순환 소용돌이를 형성하는데, 이는 고위도에서 내려오는 차가운 겨울 공기의 하강 기류와 함께 이 지역에서 상당한 기상 현상을 일으킨다.
오스트레일리아의 계절풍 시작은 최대 가열 영역이 베트남과 말레이 반도(9월), 수마트라, 보르네오, 필리핀(10월), 자바, 술라웨시(11월), 이리안자야와 오스트레일리아 북부(12월, 1월)로 이동하는 것을 따른다. 오스트레일리아 계절풍("우기")은 오스트레일리아 북부 상공에 계절풍 강우대가 발달하는 남반구 여름에 발생한다. 오스트레일리아 북부의 연간 강우량의 4분의 3 이상이 이 기간 동안 내린다.
'''북아메리카 계절풍'''(NAM)은 6월 말이나 7월 초부터 9월까지 발생하며, 멕시코에서 시작하여 7월 중순까지 미국 남서부로 확산된다. 멕시코의 시에라 마드레 옥시덴탈 산맥을 따라 애리조나, 뉴멕시코, 네바다, 유타, 콜로라도, 웨스트텍사스, 캘리포니아에 영향을 미친다.
'''유럽의 계절풍'''(일반적으로 '''서풍의 귀환'''으로 알려짐)은 대서양에서 풍부한 바람과 비를 품고 돌아오는 서풍의 재등장으로 인해 발생한다.[60] 이러한 서풍은 유럽 겨울 동안 흔한 현상이지만, 봄이 다가오면서 약해진다. 바람은 6월에 다시 강해지므로 이 현상을 "서풍의 귀환"이라고도 한다.[61] 비는 일반적으로 6월 초와 6월 중순에서 말 사이에 두 차례에 걸쳐 내린다. 유럽의 계절풍은 전통적인 의미의 계절풍은 아니며, 대신 서풍의 귀환은 일련의 저기압 중심을 서유럽으로 운반하는 컨베이어 벨트로 여겨지며, 이로 인해 불안정한 날씨가 발생한다. 이러한 폭풍은 일반적으로 평균보다 훨씬 낮은 기온, 맹렬한 비나 우박, 천둥, 강풍을 동반한다.[62] 서풍의 귀환은 유럽의 북대서양 해안선, 보다 정확하게는 아일랜드, 영국, 베네룩스 국가, 서독, 프랑스 북부 및 스칸디나비아 일부 지역에 영향을 미친다.
서아프리카의 계절풍은 열대 수렴대(ITCZ)의 계절적 이동과 사하라 사막과 적도 대서양 사이의 큰 계절적 온도 및 습도 차이에 기인한다.[46] 열대 수렴대(ITCZ)는 2월에 적도 대서양에서 북쪽으로 이동하여 6월 22일경 서아프리카에 도달한 다음 10월까지 남쪽으로 이동한다.[43] 건조한 북동풍인 무역풍과 그보다 더 극단적인 형태인 하르마탄(harmattan)은 열대 수렴대(ITCZ)의 북쪽 이동과 그에 따른 여름철 남풍의 강우로 인해 중단된다. 반건조 지역인 사헬(Sahel)과 수단은 이러한 패턴에 대부분의 강수량을 의존한다.
해양과 대륙의 분포뿐만 아니라, 대기 대순환에 따른 위도대별 순환이 있기 때문에, 계절풍(몬순)의 발생 지역(계절풍 기후)은 불균일하게 분포한다. 특히 대륙 동해안, 저위도 대륙 남해안(남반구에서는 북해안)에 많이 나타나며, 동아시아에서 인도양 연안, 아프리카 대륙 동부, 카리브 해, 남북 아메리카 대륙 동해안, 오스트레일리아 동해안 등이 대표적이다.
특히 아시아의 계절풍은 규모가 매우 크며, 아시아 계절풍이라고도 불린다. 아프리카 동해안에서 인도양을 거쳐 동아시아까지 약 1만 km에 걸쳐 고온다습한 공기의 흐름이 형성된다. 계절풍 아시아에서는 어떤 시기를 기준으로 기후가 급격하게 변화하기 때문에, 계절풍의 발생이 정확하게 파악된다. 아시아 계절풍의 발원지는 5월 중순에 아프리카 동해안의 마다가스카르 부근에서 발생하여, 습한 인도양의 공기 공급을 받으면서 북동쪽으로 이동하여 서아시아에도 영향을 미치면서 인도를 포함한 남아시아에 도달한다. 그 후 벵골 만, 인도차이나 반도, 중국 남부를 거쳐 일본을 포함한 동아시아에도 영향을 미친다. 장마의 원인 중 하나이다.[64]
계절풍이 바다 쪽에서 불면 습한 공기가 내륙으로 들어와 강한 강우를 동반하는 우기가 된다. 반대로 대륙 쪽에서 불면 건조한 공기가 들어오기 때문에 건기가 된다.
4. 1. 남아시아 계절풍
남아시아에서는 11월 전후부터 5월경까지 시베리아 고기압의 영향으로 건조하고 차가운 북동 계절풍이 불어 건조한 날씨가 지속된다.[64] 여름이 되면 시베리아 고기압이 약해지고 서아시아에 저기압 지역이 생겨, 남인도양이나 오스트레일리아 부근에서 이 저기압을 향해 남서 계절풍(인도 몬순)이 불어온다.[64] 6월이 되면 인도 남서부에서 이 계절풍이 강해져 점차 북동쪽으로 확대되면서 긴 우기가 시작된다. 우기는 9월까지 계속되며, 이 지역 연간 강수량의 4/3 이상이 이 시기에 내린다.[64]10억 명이 넘는 남아시아 인구를 먹여 살리는 농업과 생활은 우기의 강우에 의존한다.[64] 이 시기의 강우량 부족은 식량 부족이나 기근 등의 심각한 문제를 야기할 수 있다.[64] 그러나 한편으로 장마로 인해 매년 각지에서 홍수가 발생하여 큰 피해를 입히고 있다.[64]
4. 2. 동남아시아 계절풍
동남아시아 북부의 태국, 베트남, 라오스 등에서는 남아시아보다 빠른 3~5월부터 바람 방향이 바뀌기 시작한다.[64] 겨울에는 남중국해에서 동풍, 인도차이나 남부에서 남동풍, 인도차이나 북부에서 북동풍이 부는 반면, 열대 수렴대가 북상함에 따라 남풍으로 바뀌어 7~8월경 여름에는 전역에서 서풍이 분다. 이 지역에서는 겨울철 연안 지역을 제외하고는 비가 많지 않은 시기이지만, 봄이 되면 습한 공기로 인해 내륙 지역에서도 비가 늘어난다. 많은 지역에서 5월에 우기가 시작된다. 우기에 잠깐 비가 그치는 지역도 있다. 9~10월경에 많은 지역에서 우기가 끝나고 비가 적은 건기가 된다. 다만 베트남 등 인도차이나 동부 해안에서는 12월경까지 우기가 간헐적으로 계속된다.[64]
4. 3. 동아시아 계절풍
동아시아 대부분 지역에서 계절풍(몬순)이 나타나며, 그 영향권은 태평양의 미드웨이섬 부근까지 미친다. 겨울에는 북풍, 북서풍, 서풍이, 여름에는 남풍, 남동풍, 동풍이 특징적으로 나타난다.[64]화남과 남중국해에서는 5월경 남서풍이 불기 시작하면서 우기가 시작된다. 이 무렵 동남아시아 적도 상의 열대 수렴대는 약해지고, 화남 부근에 또 다른 수렴대가 형성된다. 이 수렴대를 향해 바람이 불어 들어오면서 남서풍이 발생한다. 화남 부근의 수렴대는 7~8월 사이 점점 북상하는데, 이것이 일본에서 장마 전선이라 불리는 전선이다. 이 전선은 동쪽으로 길게 뻗어 있지만, 서쪽 중국 내륙부에서는 공기가 건조해져 비가 많지 않다. 8월부터는 대륙 고기압의 세력이 강해지면서 남풍, 남동풍, 동풍이 약해진다. 일본 부근에서는 가을장마에 해당하는 작은 수렴대의 남하가 관찰되지만, 중국 지역에서는 수렴대가 잘 나타나지 않는다. 동아시아에서는 우기가 2~3개월 정도 지속되며, 겨울은 건조하고 강수량이 적다.
일본에서는 여름에는 태평양 고기압에서 불어오는 남동풍이 우세하고, 겨울에는 시베리아 고기압에서 불어오는 북서풍이 우세하다. 대륙에서 오는 계절풍은 보통 건조하지만, 일본해를 건너는 동안 난류인 쓰시마 난류가 흐르는 해수면으로부터 수증기 공급을 받아 변질되어 습한 공기가 되는 점이 특이하다. 이 습한 계절풍에 의해 일본해 쪽에 큰 눈이 내린다.[64]
4. 4. 북아메리카 계절풍
'''북아메리카 계절풍'''(NAM)은 6월 말이나 7월 초부터 9월까지 발생하며, 멕시코에서 시작하여 7월 중순까지 미국 남서부로 확산된다. 멕시코의 시에라 마드레 옥시덴탈 산맥을 따라 애리조나, 뉴멕시코, 네바다, 유타, 콜로라도, 웨스트텍사스, 캘리포니아에 영향을 미친다. 남캘리포니아의 반도 산맥과 횡단 산맥까지 서쪽으로 확장되지만, 해안 지역까지는 거의 도달하지 않는다. (사막 뇌우 벽이 해안가의 맑은 하늘에서 차로 30분 거리에 있는 것은 계절풍 기간 동안 흔한 여름 풍경이다.) 북아메리카 계절풍은 '여름 계절풍', '남서부 계절풍', '멕시코 계절풍', '애리조나 계절풍' 등으로 불린다.[47][48] 영향 지역의 상당 부분이 모하비 사막과 소노라 사막이기 때문에 '사막 계절풍'이라고도 한다. 그러나 불완전한 풍향 역전을 동반하는 북아메리카 계절풍과 남아메리카 기상 패턴을 진정한 계절풍으로 간주해야 하는지에 대해서는 논란이 있다.[49][50]
4. 5. 아프리카 계절풍
서아프리카의 계절풍은 열대 수렴대(ITCZ)의 계절적 이동과 사하라 사막과 적도 대서양 사이의 큰 계절적 온도 및 습도 차이에 기인한다.[46] 열대 수렴대(ITCZ)는 2월에 적도 대서양에서 북쪽으로 이동하여 6월 22일경 서아프리카에 도달한 다음 10월까지 남쪽으로 이동한다.[43] 건조한 북동풍인 무역풍과 그보다 더 극단적인 형태인 하르마탄(harmattan)은 열대 수렴대(ITCZ)의 북쪽 이동과 그에 따른 여름철 남풍의 강우로 인해 중단된다. 반건조 지역인 사헬(Sahel)과 수단은 이러한 패턴에 대부분의 강수량을 의존한다.5. 계절풍과 인간 생활
계절풍은 바다에서 불어올 때는 습한 공기를 내륙으로 운반하여 많은 비를 내리는 우기를 만들고, 대륙에서 불어올 때는 건조한 공기를 가져와 건기를 만든다. 이러한 계절풍의 영향으로 벼농사에 적합한 환경이 조성되어, 동아시아, 동남아시아, 남아시아 지역은 세계적인 인구 밀집 지역이 되었다.[64] 동남아시아의 여러 국가에서는 우기 동안의 풍부한 강우량과 높은 기온 덕분에 벼의 2모작, 3모작이 가능하다.
고대부터 인도에서 홍해 연안에 이르는 지역에서는 계절풍을 이용하여 인도양 무역이 이루어졌다. 로마 제국 시대에는 히파르코스의 바람으로 알려져 해상 실크로드 발전에 기여했다.
현대에도 계절풍은 기상 예측, 재해 예방, 수자원 관리 등 다양한 분야에서 중요한 요소로 고려된다. 예를 들어, 인도에서는 우기의 시작 시기를 예측하는 것이 농업에 매우 중요한 정보이다.
6. 계절풍 관련 재해
계절풍은 집중호우, 홍수, 가뭄 등 자연재해를 유발할 수 있다. 인도에서는 우기철 건물 붕괴 사고로 인한 인명 피해가 빈번하게 발생한다.[66] 남아시아에서는 우기의 강우량 부족이 식량 부족이나 기근 등의 심각한 문제를 야기하기도 하며, 장마로 인해 매년 각지에서 홍수가 발생하여 큰 피해를 입힌다.[65]
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