편서풍
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1. 개요
편서풍은 지구 자전과 코리올리 효과로 인해 중위도 지방에서 서쪽에서 동쪽으로 부는 바람이다. 북반구에서는 남서풍, 남반구에서는 북서풍으로 나타나며, 극 소용돌이의 세기에 따라 강도가 변한다. 편서풍은 파동 형태로 나타나기도 하며, 이동성 저기압과 고기압의 이동에 영향을 미친다. 또한 해류의 흐름에 영향을 주어 멕시코 만류와 같은 해류를 발생시키며, 열대 저기압의 이동 경로에 영향을 미쳐 재곡선 현상을 유발하기도 한다.
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| 편서풍 | |
|---|---|
| 지도 정보 | |
| 명칭 | |
| 영어 | Westerlies, prevailing westerlies 또는 anti-trades |
| 한국어 | 편서풍 |
| 일본어 | 偏西風 (헨세이후) |
| 정의 | |
| 설명 | 서쪽에서 동쪽으로 부는 바람 |
| 특징 | |
| 방향 | 서쪽에서 동쪽 |
| 위도 | 중위도 지역 (남북위 30~60도) |
| 영향 | 날씨 패턴에 큰 영향 |
| 계절 변화 | 여름에는 극지방으로 이동, 겨울에는 적도 쪽으로 이동 |
| 특징 | 제트기류 형성, 저기압과 고기압 시스템 이동에 영향 |
| 순환 | 남반구와 북반구 모두에서 발생 |
| 발생 원리 | |
| 원인 | 지구 자전으로 인한 전향력과 극지방과 적도 간의 온도 차이 |
| 관련 용어 | 전향력 |
| 관련 연구 | |
| 연구 분야 | 기후 변화 연구 기상학 지리학 |
| 역사적 관점 | |
| 관측 | 1863년 로버트 피츠로이가 편서풍에 대한 기록 작성 |
| 추가 정보 | |
| 참고 자료 | 코토뱅크 로버트 피츠로이의 저서 라구나 아줄의 키로노미드 군집에 대한 연구 |
2. 발생 원리
지구가 태양에 대해 조석 고정되어 있다면, 태양열은 아열대 고기압에서 멀어지는 극 방향으로 중위도의 바람을 불게 할 것이다. 그러나 코리올리 효과는 지구의 자전으로 인해 북반구에서는 북쪽에서 동쪽(오른쪽)으로, 남반구에서는 남쪽에서 동쪽(왼쪽)으로 극 방향 바람을 편향시킨다.[4] 따라서 북반구에서는 바람이 남서풍으로, 남반구에서는 북서풍으로 부는 경향이 있다.[5] 극지방의 기압이 낮을 때는 편서풍의 세기가 증가하여 중위도를 따뜻하게 한다. 이것은 북극 진동이 양일 때 발생하며, 겨울에는 극 근처의 저기압이 여름보다 강하다. 반대로 북극 진동이 음일 때와 극지방의 기압이 높을 때는 바람이 더욱 위도 방향으로 불어 극에서 적도 방향으로 차가운 공기를 중위도로 가져온다.[6]
편서풍은 일년 내내 극 소용돌이의 세기에 따라 변화한다. 소용돌이가 겨울에 최대 강도에 도달하면 편서풍의 세기가 증가하고, 여름에 최소 강도에 도달하면 약해진다.[7] 편서풍의 영향으로 고비 사막에서 발생한 먼지 기둥이 오염 물질과 결합하여 동쪽으로 북아메리카까지 먼 거리에 걸쳐 퍼지기도 한다.[8] 편서풍은 특히 남반구에서 강한데, 이는 서에서 동으로의 바람의 진행을 늦추는 육지가 적기 때문이다. 남반구에서는 폭풍우 치고 구름이 많은 조건 때문에 위도에 따라 '굉음의 40도', '격렬한 50도', '날카로운 60도'라고 부르기도 한다.[9]
2. 1. 발생 과정
열대 지역의 가열을 중심으로 하는 해들리 순환과 극 지역의 냉각을 중심으로 하는 극 순환이라는 두 가지의 자오면순환 사이의 층후(온도차)의 차이와 지구 자전의 영향(코리올리 힘)에 의해 편서풍이 발생한다.[23]남북 양반구의 회귀선 부근 상층에서는 적도 쪽에서 극을 향하는 기류와 적도를 향하는 기류가 수렴하여 하강 기류가 되어 고압대(아열대 고압대)가 된다.[24] 이 아열대 고압대에서 고위도 쪽으로 편서풍이, 저위도 쪽으로 무역풍이 불어 나온다.[24] 지구 자전의 영향으로 북반구에서는 남서 편서풍, 남반구에서는 북서 편서풍이 된다.[24]
편서풍은 고도와 함께 강해지며 대류권 계면 부근에서 풍속이 최대가 된다. 특히, 풍속이 강한 좁은 지역, 즉 '''제트 기류'''라고 불리는 띠를 형성한다.[23]
북반구에서는 편서풍이 겨울에 발달하여 평균 풍속이 초속 80m에 달한다.[23]
3. 특징
편서풍은 지구가 자전하기 때문에 발생하는 바람이다. 지구 자전의 영향(코리올리 효과)으로 북반구에서는 남서풍, 남반구에서는 북서풍으로 분다.[4][5][24] 극지방의 기압이 낮을 때는 편서풍이 강해져 중위도를 따뜻하게 하고, 기압이 높을 때는 극에서 적도 방향으로 바람이 불어 중위도로 차가운 공기를 가져온다.[6]
편서풍은 극 소용돌이의 세기에 따라 변화하는데, 겨울에 소용돌이가 강해지면 편서풍도 강해지고, 여름에 소용돌이가 약해지면 편서풍도 약해진다.[7] 편서풍의 영향으로 고비 사막의 먼지가 북아메리카까지 이동하기도 한다.[8]
편서풍은 고도가 높아질수록 강해지며 대류권 계면 부근에서 최대 풍속을 보이는 '''제트 기류'''를 형성한다.[23] 특히 남반구에서는 육지가 적어 편서풍이 더욱 강하게 나타나는데, 위도에 따라 '굉음의 40도', '격렬한 50도', '날카로운 60도' 등으로 불리기도 한다.[9] 북반구에서는 겨울철에 편서풍이 발달하여 평균 풍속이 초속 80m에 달하기도 한다.[23]
편서풍은 열대 지역의 해들리 순환과 극 지역의 극 순환 사이의 온도 차이와 지구 자전 때문에 발생한다.[23] 남북 양반구의 회귀선 부근 상층에서는 적도와 극 방향 기류가 수렴하여 하강하면서 아열대 고압대를 형성한다.[24] 이 아열대 고압대에서 고위도 쪽으로는 편서풍이, 저위도 쪽으로는 무역풍이 불어 나온다.[24]
3. 1. 편서풍 파동
편서풍은 남북으로 뱀처럼 구불구불하게 흐르는 경향이 있는데, 이를 '''편서풍 파동'''이라고 한다. 편서풍 파동에는 파장이 10,000 km 정도의 초장파, 3,000~8,000 km 정도의 장파, 3,000 km 이하의 단파가 있다.[23]이동성 저기압과 고기압은 일반적으로 편서풍에 의해 서쪽에서 동쪽으로 이동한다.[22] 북반구에서 편서풍이 가장 북쪽으로 치솟은 부분은 기압능, 가장 남쪽으로 내려온 부분은 기압골에 해당한다.[22]
3. 1. 1. 편서풍의 사행 (蛇行)
중위도 편서풍대에서 관측되는 편서풍의 곡류는 단기 예보나 주간 예보에서는 고기압이나 저기압과 관련된 경압 불안정파를 의미한다. 반면, 계절 예보에서는 1주일 정도로는 사라지지 않는 파장이 긴 현상을 가리킨다.[22] 동서 방향으로 규모가 큰 경우에는 편서풍이 남쪽으로 치우치거나 북쪽으로 치우친다고 표현하기도 한다.[22]파장이 길고 지속적인 편서풍 곡류의 예로, 2010년 여름 후반에 편서풍이 중국 대륙 동부에서는 남쪽으로, 일본 부근에서는 북쪽으로 곡류한 사례가 있다. 그 영향으로 일본에서는 태평양 고기압에 계속 덮여 기록적인 고온 현상이 발생했다.[22] (이는 한국의 경우도 유사한 영향을 받았을 가능성이 있다.)
4. 영향
지구가 태양에 대해 조석 고정되어 있다면, 극 방향으로 부는 바람이 생길 것이다. 그러나 코리올리 효과로 인해 북반구에서는 바람이 동쪽(오른쪽)으로, 남반구에서는 동쪽(왼쪽)으로 편향된다.[4] 이 때문에 북반구에서는 남서풍, 남반구에서는 북서풍이 분다.[5]
북극 진동이 양의 값을 가지면 극지방의 기압이 낮아져 편서풍이 강해지고, 중위도는 따뜻해진다. 반대로 음의 값을 가지면 바람이 위도 방향으로 불어 극에서 적도 방향으로 차가운 공기를 이동시킨다.[6]
편서풍은 극 소용돌이의 세기에 따라 강도가 변한다. 겨울에 극 소용돌이가 강해지면 편서풍도 강해지고, 여름에 약해지면 편서풍도 약해진다.[7] 고비 사막의 먼지가 북아메리카까지 이동하는 것은 편서풍의 영향 중 하나이다.[8] 남반구에서는 육지가 적어 편서풍이 더 강하게 나타나며, '굉음의 40도', '격렬한 50도', '날카로운 60도' 등으로 불리기도 한다.[9]
편서풍은 중위도 지방에서 저기압과 고기압을 서쪽에서 동쪽으로 이동시킨다.[22]
4. 1. 해류에 미치는 영향
편서풍은 해류의 흐름에 영향을 미친다. 남극 순환류는 편서풍의 영향을 받아 남극 대륙 주변을 서쪽에서 동쪽으로 흐르는 해류이다.[12] 멕시코 만류와 쿠로시오는 편서풍의 영향을 받아 형성되는 서안 강화 현상의 대표적인 예이다.[11]
대서양과 태평양에 위치한 아열대 고기압의 극쪽에서 서쪽에서 동쪽으로 부는 지속적인 바람으로 인해, 해류는 양반구에서 유사한 방식으로 발생한다. 북반구의 해류는 각 반구의 편서풍의 세기 차이로 인해 남반구의 해류보다 약하다.[10] 서안 강화 과정은 해양 분지의 서쪽 경계에 있는 해류가 동쪽 경계에 있는 해류보다 강하게 만든다.[11] 이러한 서쪽 해류는 따뜻한 열대의 물을 극지방으로 운반한다. 수세기 동안 양쪽 대양을 횡단하는 선박들은 해류를 이용해 왔다.
남극 순환류(ACC) 또는 서풍 표류는 남극 대륙 주변을 서쪽에서 동쪽으로 흐르는 해류이다. ACC는 남극해의 주요 순환 특징이며, 약 125Sverdrup으로 가장 큰 해류이다.[12] 북반구에서는 북대서양 아열대 환류의 일부인 멕시코 만류가 편서풍 기저부에서 모든 유형의 강한 저기압의 발달을 초래했는데, 이는 대기와 해양 모두에서 발생한다.[13][14][15] 쿠로시오(일본어로 "검은 조류"를 의미)는 멕시코 만류와 유사한 북서 태평양의 강력한 서쪽 경계류로, 해당 지역의 해양 폭풍의 강도에 기여했다.
4. 2. 열대 저기압과의 상호작용
열대 저기압이 아열대 고기압대 축을 가로지를 때, 일반적으로 편서풍을 가로지르는 시스템에 의해 발생하는 고기압 지역의 틈을 통해, 고기압 지역 주변의 일반적인 이동 경로는 북쪽의 일반적인 저기압 지역을 향해 이동하는 바람에 의해 크게 휘어진다. 저기압의 이동 경로가 동쪽 성분을 가진 강한 극 방향으로 이동하기 시작하면 저기압은 ''재곡선'' 현상을 시작하여 편서풍에 진입한다.[20] 예를 들어, 태평양을 가로질러 아시아를 향해 이동하는 태풍은 중국이나 시베리아 상공을 지나는 저기압계 주변의 남서풍(북동쪽으로 부는 바람)을 만날 경우 일본 해안 북쪽으로, 그리고 북동쪽으로 재곡선을 그린다. 많은 열대 저기압은 이러한 방식으로 아열대 고기압대 북쪽에서 서쪽에서 동쪽으로 이동하는 온대 저기압에 의해 결국 북동쪽으로 이동하게 된다. 재곡선 현상을 보이는 열대 저기압의 예로는 2006년 유사한 경로를 따라 이동한 아이오케 태풍이 있다.[21]4. 3. 한국에 미치는 영향
한국은 중위도 편서풍대에 위치하여 편서풍의 영향을 직접적으로 받는다. 봄철 황사는 편서풍을 타고 중국에서 한국으로 이동하여 대기 질에 영향을 미친다. 편서풍의 변동은 한국의 날씨 변화에 큰 영향을 미친다.[22]참조
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