우빙
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1. 개요
어는 비는 지표면의 물체가 0°C 이하로 냉각된 상태에서 과냉각된 빗방울이 얼어붙어 발생하는 현상이다. 온난 전선의 접근과 대기 하층의 영하 기온, 상공의 따뜻한 공기 이류가 어는 비 발생의 주요 조건이다. 어는 비는 유광 빙결을 일으켜 정전, 나무 훼손, 도로 미끄럼 사고 등 피해를 유발하며, 항공기의 경우 착빙 현상으로 양력 감소, 항력 증가, 실속 속도 증가 등의 위험을 초래한다.
어는 비는 떨어지는 눈이 따뜻한 공기층을 만나 녹으면서 발생하며, 일반적으로 800hPa 수준에서 눈이 녹아 비가 된다. 비가 계속 내리면 지표면 바로 위에 있는 영하의 공기층을 통과하면서 0°C 이하로 냉각된다. 이 영하의 공기층이 충분히 깊으면 빗방울이 땅에 닿기 전에 얼음 알갱이로 얼어붙을 수 있지만, 얇으면 빗방울이 얼 시간이 없어 과냉각된 비로 땅에 떨어진다. 과냉각된 빗방울이 0°C 이하의 지면, 전선, 나뭇가지, 항공기 등에 닿으면 즉시 얼어 얇은 얼음 막을 형성하는데, 이를 핵생성이라고 한다.[5][6][7]
날씨 레이더를 통해 어는 비가 내리는 지역을 간접적으로 추정할 수 있지만, 유인 또는 자동 관측소의 지상 관측만이 어는 비를 직접 확인할 수 있다.[8][9]
2. 메커니즘
2. 1. 형성 과정
어는 비는 종종 온난 전선의 접근과 관련이 있으며, 대기 최하층에 영하(섭씨 0도 이하)의 공기가 갇히고 따뜻한 공기가 상공으로 이류될 때 발생한다.[3] 예를 들어, 저기압 시스템이 추운 계절에 미시시피 강 계곡에서 애팔래치아 산맥과 세인트로렌스 강 계곡으로 이동하고, 동쪽에 강한 고기압 시스템이 자리 잡고 있을 때 이러한 현상이 발생한다. 이러한 상황은 한랭 공기 댐이라고 하며, 고기압 지역 내 지표면에 매우 차고 건조한 공기가 특징이다. 멕시코 만에서 유입되는 따뜻한 공기는 종종 어는 강수의 연료가 된다.[4]
어는 비는 떨어지는 눈이 따뜻한 공기층을 만나면 발생하며, 일반적으로 800mbar 수준에서 눈이 녹아 비가 된다. 비가 계속 내리면 지표면 바로 위에 있는 영하의 공기층을 통과하여 섭씨 0도 이하(0°C)로 냉각된다. 이 영하의 공기층이 충분히 깊으면 빗방울이 땅에 닿기 전에 얼음 알갱이로 얼어붙을 수 있다. 그러나 지표면의 영하 공기층이 매우 얇으면 빗방울이 얼 시간이 없어 과냉각된 비로 땅에 떨어진다. 이러한 과냉각된 빗방울이 0°C 이하의 지면, 전선, 나뭇가지, 항공기 또는 기타 물체에 닿으면 빗방울의 일부가 즉시 얼어 얇은 얼음 막을 형성하여 어는 비가 된다.[5][6] 이러한 현상이 발생하는 구체적인 물리적 과정을 핵생성이라고 한다.[7]
2. 2. 발생 조건
어는 비는 종종 온난 전선의 접근과 관련이 있으며, 대기 최하층에 영하(섭씨 0도 이하) 기온의 공기가 갇히고 따뜻한 공기가 상공으로 이류될 때 발생한다.[3] 예를 들어, 저기압 시스템이 추운 계절에 미시시피 강 계곡에서 애팔래치아 산맥과 세인트로렌스 강 계곡으로 이동하고, 동쪽에 강한 고기압 시스템이 자리 잡고 있을 때 이러한 현상이 발생한다. 이러한 상황은 한랭 공기 댐이라고 하며, 고기압 지역 내 지표면에 매우 차고 건조한 공기가 특징이다. 멕시코 만에서 유입되는 따뜻한 공기는 종종 어는 강수의 연료가 된다.[4]
어는 비는 떨어지는 눈이 따뜻한 공기층을 만나면 발생하며, 일반적으로 800mbar 수준에서 눈이 녹아 비가 된다. 비가 계속 내리면 지표면 바로 위에 있는 영하의 공기층을 통과하여 섭씨 0도 이하(0°C)로 냉각된다. 이 영하의 공기층이 충분히 깊으면 빗방울이 땅에 닿기 전에 얼음 알갱이로 얼어붙을 수 있다. 그러나 지표면의 영하 공기층이 매우 얇으면 빗방울이 얼 시간이 없어 과냉각된 비로 땅에 떨어진다. 이러한 과냉각된 빗방울이 0°C 이하의 지면, 전선, 나뭇가지, 항공기 또는 기타 물체에 닿으면 빗방울의 일부가 즉시 얼어 얇은 얼음 막을 형성하여 어는 비가 된다.[5][6] 이러한 현상이 발생하는 구체적인 물리적 과정을 핵생성이라고 한다.[7]
3. 관측
3. 1. 레이더 관측
유인 또는 자동 관측소의 지상 관측만이 어는 비를 직접 확인할 수 있는 유일한 방법이다. 도플러 레이더나 기존 방식의 날씨 레이더로는 어는 비, 비, 눈을 직접 관측할 수는 없다. 그러나 레이더를 통해 어는 비가 내리는 지역을 간접적으로 추정할 수 있다.[8][9]
레이더 에코의 강도(반사도)는 강수의 형태(물 또는 얼음)와 직경에 비례한다. 비는 눈보다 훨씬 강한 반사력을 가지지만 직경은 훨씬 작기 때문에, 녹은 눈에서 오는 비의 반사도는 약간 더 높다. 하지만 눈이 녹는 층에서는 젖은 눈송이가 여전히 큰 직경을 가지면서 물로 코팅되어 있어 레이더 반사가 훨씬 강하게 나타난다.[8][9]
밝은 띠의 존재는 눈이 녹을 수 있는, 지상 위의 따뜻한 층이 존재함을 의미한다. 이는 지상에서 비를 내리게 하거나, 기온이 영하로 떨어질 경우 어는 비가 내릴 가능성을 높인다. 첨부된 이미지는 레이더 데이터를 통한 단면에서 이러한 인공물이 어떻게 위치하는지 보여준다.[8][9] 밝은 띠의 높이와 기울기는 눈이 녹는 지역의 범위를 파악하는 단서가 된다. 이 단서를 지상 관측 및 수치 예측 모델과 연관시키면, 레이더 에코가 비, 혼합형, 눈 강수로 뚜렷하게 표시되는 텔레비전 기상 프로그램에서 볼 수 있는 것과 같은 결과를 생성할 수 있다.
4. 영향
어는 비는 여러가지 심각한 영향을 초래한다. 지상에서는 빙폭풍을 유발하여 전력 공급 중단, 교통 마비, 식물 피해 등을 일으킨다. 1994년 미국 남부에서는 대규모 빙폭풍으로 인해 10억달러 이상의 피해가 발생하기도 했다.[10] 1998년 북미 빙폭풍은 캐나다 동부와 뉴욕 북부, 뉴잉글랜드 지역에 큰 피해를 입혔다.[12][10]
또한, 어는 비는 항공기 운항에 심각한 위험을 초래한다. 항공기 날개 등에 얼음이 얼어붙어 양력을 감소시키고 항력을 증가시켜 항공기 성능을 저하시키며, 심한 경우 실속을 유발할 수 있다. 1994년 아메리칸 이글 항공 4184편 추락 사고는 이러한 착빙 현상 때문에 발생한 대표적인 사례이다.
4. 1. 지상
어는 비는 종종 유광 빙결 현상을 일으켜 대규모 정전을 유발한다. 어는 비나 이슬비가 가볍고 오래 지속되지 않으면 얇은 얼음이 형성되어 일반적으로 나무의 죽은 가지를 제거하는 등 사소한 피해만 입힌다.[10] 그러나 많은 양이 쌓이면 겨울철 가장 위험한 위험 중 하나가 된다.[11] 얼음 층이 약 약 0.64cm 이상이 되면, 얼음으로 심하게 덮인 나뭇가지가 있는 나무는 엄청난 무게로 인해 부러져 전력선으로 떨어질 수 있다. 바람이 많이 불고 낙뢰가 발생하면 피해는 더욱 악화된다. 얼음으로 덮인 전선은 매우 무거워져 지지대, 절연체, 전선이 끊어지게 된다. 도로에 형성된 얼음은 차량 운행을 위험하게 만든다. 눈과 달리 젖은 얼음은 마찰력을 거의 제공하지 않아 차량이 완만한 경사에서도 미끄러진다. 어는 비는 얼음 알갱이("싸락눈")가 아닌 빗방울로 땅에 떨어지기 때문에 땅의 모양이나 나무 가지, 자동차와 같은 물체의 모양에 맞춰 형성된다. 이로 인해 두꺼운 얼음 층이 형성되며, 이를 종종 "유광 빙결"이라고 한다.대규모의 어는 비와 유광 빙결 현상은 빙폭풍이라고 한다. 식물에 미치는 영향은 심각할 수 있는데, 얼음의 무게를 지탱할 수 없기 때문이다. 나무는 겨울 날씨 동안 휴면 상태이고 부서지기 쉬워서 부러질 수 있다. 소나무는 얼음을 잡을 수 있지만 무게를 지탱할 수 없기 때문에 빙폭풍의 피해자이기도 하다. 1994년 2월, 심각한 빙폭풍으로 인해 미국 남부, 특히 미시시피, 테네시, 앨라배마, 노스캐롤라이나 서부, 특히 애팔래치아에서 10억달러 이상의 피해가 발생했다. 특히 심각한 빙폭풍이 캐나다 동부와 뉴욕 북부, 뉴잉글랜드를 강타했는데, 이것이 1998년 북미 빙폭풍이었다.[12][10]
4. 2. 항공
착빙(Freezing rain)은 항공기에 매우 큰 위험으로 간주되는데, 이는 매우 빠른 구조적 착빙을 유발하여 필수 구성 요소를 얼어붙게 만들기 때문이다.[1] 대부분의 헬리콥터와 소형 항공기에는 강도에 관계없이 착빙 상태에서 비행하는 데 필요한 제빙 장비가 부족하며, 심한 착빙은 대형 항공기의 가장 정교한 제빙 시스템조차 무력화할 수 있다.[1] 착빙은 항공기의 무게를 증가시킬 수 있지만, 일반적으로 위험을 초래할 만큼 충분하지는 않다.[1] 주요 위험은 얼음이 에어포일의 모양을 변화시키는 데서 비롯된다.[1]
이는 양력을 감소시키고 항력을 증가시킨다.[1] 세 가지 요소 모두 실속 속도를 증가시키고 항공기 성능을 저하시켜 상승하거나 고도를 유지하기조차 매우 어렵게 만든다.[1]
항공기는 더 따뜻한 공기로 이동함으로써 착빙을 가장 쉽게 피할 수 있다.[1] 대부분의 조건에서 이를 위해서는 항공기가 하강해야 하며, 이는 적당한 양의 구조적 얼음이 있어도 일반적으로 안전하고 쉽게 수행할 수 있다.[1] 그러나 착빙은 상층의 기온 역전을 동반하므로, 항공기가 더 따뜻한 공기로 이동하려면 상승해야 하며, 이는 약간의 얼음 축적만으로도 잠재적으로 어렵고 위험한 작업이다.[1]
예를 들어, 1994년 아메리칸 이글 항공 4184편은 심한 교통 체증과 악천후로 인해 인디애나주 인디애나폴리스에서 출발하여 시카고의 오헤어 국제공항에 착륙할 예정이었던 항공편의 도착이 지연되었다.[1] 68명을 태운 쌍발 터보프롭 ATR-72기는 오헤어에서 남동쪽으로 약 104.61km 떨어진 곳에서 대기 패턴에 들어갔다.[1] 비행기가 선회하면서 과냉각된 구름 입자, 착빙 또는 착빙성 이슬비가 날개 윗면에 얼음 능선을 형성하여 결국 항공기의 자동 조종 장치가 갑자기 해제되고 조종사가 통제력을 상실하게 되었다.[1] ATR기는 아래 들판에 충돌하면서 산산조각 났고, 승객과 승무원 모두 사망했다.[1]
참조
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2019-12-21
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뉴스
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2022-02-21
[4]
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[5]
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Parked Jeep Leaves Behind Ice Sculpture
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