해륙풍

3. 발생 조건 및 특징

해륙풍은 일반적으로 큰 고기압의 영향권 안에 있어 맑고 바람이 약한 날에 뚜렷하게 나타난다. 종관 규모의 강한 바람이 불거나, 해풍이 불어올 방향과 반대되는 강한 연안풍(시속 약 15km/h 이상의 바람)이 존재할 경우에는 해륙풍이 발달하기 어렵다.^[3][14]

해륙풍의 발생 원인은 육지와 바다의 열용량 차이에 있다. 바다는 육지보다 비열이 크고, 증발로 인한 잠열 방출이 많으며, 표층과 하층 간의 열 혼합도 활발하여 온도 변화가 느리다. 반면 육지는 상대적으로 빠르게 가열되고 빠르게 냉각된다. 낮 동안 일사에 의해 육지 표면이 바다보다 더 빨리 가열되면, 육지 위의 공기는 대류에 의해 데워져 팽창하고 상승한다. 이로 인해 상층에서는 육지 쪽 기압이 상대적으로 높아져 공기가 바다 쪽으로 이동하고(해풍 반류), 지표면 근처에서는 반대로 바다 쪽 기압이 높아져 공기가 바다에서 육지로 불어오게 되는데, 이것이 '''해풍'''이다.^[1][2] 해풍의 세기는 육지와 바다 사이의 온도 차이에 비례한다. 밤에는 반대로 육지가 바다보다 빨리 식으면서 육지 위 공기가 차가워지고 밀도가 높아져 가라앉는다. 이로 인해 지표면에서는 육지의 기압이 바다보다 높아져 바람이 육지에서 바다로 불게 되는데, 이를 '''육풍'''이라 한다. 상공에서는 바다에서 육지로 공기가 이동하는 육풍 반류가 형성된다.

일반적으로 해풍은 육풍보다 풍속이 강하고, 바람이 부는 대기층의 두께도 더 두꺼우며, 풍속이 최대가 되는 고도도 더 높다. 발달한 해풍은 지상 10m 높이에서 풍속이 1~10 m/s 정도이며, 보통 5~6 m/s 수준이다. 해풍이 육풍보다 강하고 두꺼운 이유는 낮 동안에는 지표면 가열로 인해 열 수송이 활발하고 난류 확산이 강해 혼합층이 높게 발달하는 반면, 밤에는 지표면 냉각으로 대기가 안정되어 열 수송과 난류가 억제되기 때문이다.

해륙풍 순환은 육지와 바다 사이의 수평적인 온도 차이에 의해 발생하는 일종의 대류 현상이다. 이는 수직적인 온도 차이로 발생하는 일반적인 열대류와는 달리, 대기가 안정된 상태에서도 발생할 수 있다. 해륙풍의 수평 규모는 메조 스케일에 해당한다. 또한, 해륙풍은 전향력의 영향을 받아 바람의 방향이 해안선에 완전히 수직이 아니라 약간 기울어지는 경향이 있다.

하루 중 아침과 저녁에는 육풍과 해풍이 전환되는 시간대가 있는데, 이 짧은 시간 동안 바람이 거의 불지 않는 상태를 '''나기'''라고 부른다.

호수와 그 주변 육지 사이에서도 유사한 원리로 바람이 발생하며, 이를 호수풍(또는 호륙풍)이라고 부른다. 건조 지역과 인접한 관개 농경지처럼 토지 이용 방식이 다른 경계 지역에서도 비슷한 국지적 바람이 생길 수 있다.

4. 해풍 전선

4. 1. 플로리다 반도의 해풍 전선

4. 2. 오스트레일리아 남동부의 해풍

5. 호수풍 및 기타 유사 현상

호수의 기슭에서도 해륙풍과 같은 원리로 바람이 불며, 이를 호풍(湖風)이라고 부르기도 한다. 또한, 건조지와 인접한 관개된 농지와 같이 서로 다른 특성을 가진 토지 이용의 경계에서도 유사한 바람이 발생할 수 있다.

6. 해륙풍과 관련된 현상

'''해륙풍 전선'''은 해풍에 의해 생성된 기상 전선으로, 수렴대라고도 한다. 바다에서 오는 차가운 공기가 육지의 따뜻한 공기와 만나 얕은 한랭 전선과 같은 경계를 형성한다. 이 전선이 강력할 경우 적운을 만들 수 있으며, 공기가 습윤하고 불안정하면 때때로 뇌우를 유발하기도 한다. 전선에서는 따뜻한 공기가 계속 위로 흐르고 차가운 공기가 밀려 들어오면서 전선은 점차 내륙으로 이동한다. 이동 속도는 상공의 바람 방향이나 육지와 바다 사이의 온도 차이 정도에 따라 달라진다. 해풍 전선의 연직 단면을 보면, 선단 부분은 솟아 있으며 그 뒤에 수평축을 가진 와류가 나타나기도 한다. 대기가 습하면 전선을 따라 적운이 줄지어 생길 수 있고, 대기가 불안정하면 뇌우로 발달할 수 있다. 예를 들어 미국의 플로리다 반도에서는 해풍 전선에 동반되는 뇌우가 자주 관찰된다. 특별한 지형적 장벽이 없다면 해풍 전선은 해안선에서 내륙으로 수십 킬로미터(km), 때로는 100km에서 200km까지 진행할 수 있다. 저녁이 되면 지표면 가열의 영향이 약해지고 중력류의 성질이 강해지면서 진행 속도가 빨라지는 경향이 있다.

오스트레일리아 남동부의 뉴사우스웨일스주와 빅토리아주에서는 '남풍 거센 바람'(southerly buster^eng)이라는 강한 해풍이 부는 현상이 나타난다.^[7] 이 현상은 시드니, 맬러쿠타, 빅토리아, 멜버른과 같은 해안 도시에서 갑작스럽고 돌풍을 동반한 남풍으로의 변화를 일으킨다. 주로 더운 날씨에 남동쪽에서 접근하며, 40kn 이상의 돌풍과 함께 시원하고 종종 악천후를 동반한다. 이 바람은 기온을 급격히 떨어뜨려 더위를 완화시킨다. 뜨겁고 차가운 기단 사이의 경계인 남풍 거센 바람은 때때로 해안에 수직인 아치 구름 형태로 나타나기도 한다.^[8] 이 현상은 얕은 한랭 전선이 해안을 따라 있는 그레이트 디바이딩 산맥과 상호 작용하여 발생하는데, 차가운 공기가 산맥에 갇히게 된다. 산맥은 남풍 강풍이 뉴사우스웨일스 해안을 따라 이동하면서 채널링 효과를 만들고, 육지와 해양 사이의 마찰 차이가 흐름을 분리시킨다.^{[9][10][11][12]} 기온 변화는 매우 극적이며, 몇 분 만에 10°C 에서 15°C 정도 떨어지는 경우가 흔하다.^[13]

하층의 해풍과 상공의 해풍 반류 사이의 밀도 경계면에서는 연직 시어가 발생할 수 있는데, 이로 인해 경계면에 켈빈-헬름홀츠파라고 불리는 난류가 생기기도 한다.

또한, 차가운 해풍이 육지를 덮으면 내부 경계층 또는 열적 내부 경계층(thermal internal boundary layer|TIBL^eng)이라고 불리는 독특한 대기 경계층이 형성된다.

일반적으로 해풍 전선은 밤이 되면 사라지지만, 특정 조건 하에서는 고립파처럼 계속해서 진행하는 경우가 관찰되기도 한다. 오스트레일리아의 모닝 글로리가 이러한 현상의 대표적인 예이다.

해륙풍과 유사한 바람은 호수 주변에서도 발생하며, 이를 호풍이라고 부르기도 한다. 또한 건조 지역과 인접한 관개 농경지처럼 서로 다른 특성을 가진 토지 이용의 경계에서도 유사한 바람이 생길 수 있다. 해륙풍은 단순한 바람 체계가 아니며, 해안선의 형태, 산악 지형, 종관 규모의 바람 등 다양한 요인의 영향을 받아 지역마다 다르게 나타난다. 예를 들어 일본에서는 해륙풍과 산곡풍이 결합된 복합적인 바람 체계가 관찰되기도 한다.

7. 해륙풍의 이용

풍력 발전소는 해륙풍으로 인해 주기적으로 변하는 풍속을 활용하기 위해 해안 근처에 위치하는 경우가 많다. 많은 육상 풍력 발전소나 해상 풍력 발전소가 반드시 해륙풍에만 의존하는 것은 아니지만, 특히 근해 풍력 발전소는 해상 풍력 발전소의 한 유형으로, 얕은 연안 해역에 설치되어 해풍과 육풍을 모두 이용한다. 현실적인 이유로, 다른 해상 풍력 발전소는 바다 멀리 떨어져 있어 주로 해륙풍보다는 탁월풍에 의존한다.

8. 한국에서의 해륙풍

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8. 1. 한국의 해륙풍 사례

9. 해풍과 육풍 용어의 사용

'해풍'과 '육풍'은 종종 해륙풍의 원리에 의한 것인지 여부와 관계없이 사용된다. 해풍은 단순히 바다에서 육지로 부는 바람을 지칭하거나, 풍향에 관계없이 해상이나 해안의 바람을 지칭하기도 한다. 육풍도 단순히 육지에서 바다로 부는 바람을 지칭하는 경우가 있다.

참조

_[1] 웹사이트 Sea and Land Breezes http://cimss.ssec.wi[...] University of Wisconsin 2023-10-12
_[2] 서적 Practical Meteorology: An Algebra-based Survey of Atmospheric Science https://www.eoas.ubc[...] Univ. of British Columbia 2023-07-31
_[3] 웹사이트 The Sea Breeze https://www.weather.[...] 2020-06-02
_[4] 웹사이트 Emergency Management - Lightning - How Bad Is Lightning In Florida? https://emergency.fs[...] 2020-06-02
_[5] 서적 Florida Weather University Press of Florida 2003
_[6] 서적 The Climate and Weather of Florida Pineapple Press (FL) 1998
_[7] 간행물 A Dictionary of Australian Colloquialisms 1978
_[8] 뉴스 SOUTHERLY BUSTER. https://nla.gov.au/n[...] National Library of Australia 1901-12-23
_[9] 웹사이트 Southerly Busters Explained http://www.bom.gov.a[...] The Australian Government Bureau of Meteorology 2012-02-21
_[10] 웹사이트 Southerly buster https://www.starpath[...] Marine Glossary
_[11] 웹사이트 Shallow Cold Fronts - Cloud Structure In Satellite Images http://www.eumetrain[...] EUMeTrain
_[12] 논문 Regeneration of the Southerly Buster of Southeast Australia 2000
_[13] 문서 THE DYNAMICS OF THE SOUTHERLY BUSTER CSIRO Division of Atmospheric physics, Aspendale 1980-06
_[14] 뉴스 猛暑でも涼しい千葉・勝浦に熱視線　観測史上一度も猛暑日がない理由とは？ https://www.tokyo-np[...] 東京新聞 2022-04-06