후지와라 효과
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1. 개요
후지와라 효과는 2개의 열대 저기압이 가까이 접근했을 때 서로의 진로에 영향을 미치는 현상이다. 두 열대 저기압은 서로의 회전에 의해 상호작용하며, 때로는 기형적인 진로를 보이기도 한다. 이 효과는 일반적으로 1,000km 이내의 거리에서 나타나며, 북서 태평양에서 가장 흔하게 관찰된다. 후지와라 효과는 겹치는 형, 지향형, 따라가는 형 등 6가지 유형으로 분류되며, 두 개 이상의 유형이 동시에 나타나기도 한다. 이 현상은 일본 기상학자 후지와라 사쿠헤이의 이름을 따서 명명되었으며, 기상청에서는 예보 용어로는 사용을 자제하고 있다.
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| 후지와라 효과 | |
|---|---|
| 현상 개요 | |
| 이름 | 후지와라 효과 (藤原効果) |
| 다른 이름 | 후지와라 상호 작용 (藤原相互作用) |
| 정의 | 두 개 이상의 사이클론성 저기압이 서로 접근하여 상호 작용하는 현상 |
| 설명 | 두 저기압이 특정 거리 내에 있을 때, 서로의 운동에 영향을 미치며, 때로는 두 저기압이 합쳐지거나 더 큰 저기압 중심으로 회전하는 현상 |
| 상세 설명 | |
| 상호 작용 조건 | 두 저기압 간 거리가 약 이내일 때 상호 작용이 시작됨 |
| 상호 작용 결과 | 두 저기압의 경로 변경 저기압의 강도 변화 두 저기압의 합병 |
| 회전 중심 | 두 저기압 사이의 질량 중심 |
| 합병 과정 | 두 저기압이 서로 접근하며, 더 큰 저기압의 중심으로 회전 충분히 가까워지면 하나의 저기압으로 합쳐짐 |
| 영향 요인 | |
| 크기 | 두 저기압의 상대적인 크기 |
| 강도 | 두 저기압의 상대적인 강도 |
| 거리 | 두 저기압 사이의 거리 |
| 환경 조건 | 주변의 기압 배치 및 바람 |
| 발생 사례 | |
| 2009년 태풍 | 2009년 제18호 태풍 멜로르 (Melor)와 제20호 태풍 파라 (Parma)의 후지와라 효과 https://www.jma.go.jp/jma/jma-eng/jma-center/rsmc-hp-pub-eg/besttrack.html |
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| 2022년 태풍 | 2022년 제17호 태풍 젤라왓 (Jelawat)과 제18호 태풍 말라카스 (Malakas)의 후지와라 효과 |
| 연구 | |
| 주요 연구자 | 후지와라 사쿠헤이 (藤原咲平) |
| 연구 내용 | 두 저기압의 상호 작용에 대한 메커니즘 연구 |
| 기타 정보 | |
| 관련 용어 | 이중 사이클론 (Binary cyclone) |
| 특이 사항 | 후지와라 효과는 때때로 두 저기압이 완전히 합쳐지지 않고 서로 주변을 공전하는 형태로 나타날 수도 있음 |
2. 상세 설명
두 사이클론이 서로 근접하면, 그 중심은 사이클론성(북반구에서는 반시계 방향, 남반구에서는 시계 방향)으로 서로의 주위를 돈다. 이는 두 시스템 사이의 한 점을 중심으로 하는 사이클론성 바람 순환 때문이다. 두 소용돌이는 서로에게 끌리고, 결국 중심점으로 나선형으로 들어가 합쳐진다. 두 소용돌이의 크기가 같지 않을 경우, 더 큰 소용돌이가 상호작용을 지배하고, 더 작은 소용돌이는 그 주위를 돈다. 이 효과는 1921년 물속 소용돌이의 움직임에 관한 논문에서 처음 기술한 일본 기상학자 후지와라 사쿠헤이의 이름을 따서 명명되었다.
기상청에서는 2007년 4월에 실시한 예보 용어 개정[12]에서, "날씨 예보 등에서는 사용하지 않지만 보도 자료 등에서 사용하는 용어"로서 "후지와라 효과"를 채택하였다. 그리고 "태풍이, 후지와라 효과에 의해 상호 작용하여 복잡한 움직임을 보인다"라는 표현을 예시로 들었다[13] . 그러나, 2014년 봄 무렵[14][15]에 운용이 변경되었고, 현재(2018년 8월 시점)는 예보 용어로는 "사용을 자제하는 용어"로 되어 있다[16] . 그 이유는 태풍의 움직임에 영향을 미치는 것이 다른 태풍뿐만 아니라 기압골, 고기압, 편서풍 등 다양하며, 개별 사례에 대한 상호 작용의 정도를 명확히 나타낼 수 없기 때문이다.[16]
2. 1. 정의 및 원리
열대 저기압은 보통 근처에 있는 고기압이나 기압골 때문에 생기는 바람에 의해 이동한다. 두 개의 열대 저기압이 가까워지면, 각 저기압의 회전 (북반구에서는 반시계 방향, 남반구에서는 시계 방향)으로 인해 발생하는 바람의 영향이 더해진다. 이로 인해 때때로 예측하기 어려운 기형적인 경로가 나타나기도 한다.두 사이클론이 가까이 있으면, 사이클론의 중심은 서로의 주위를 사이클론성(북반구에서는 반시계 방향, 남반구에서는 시계 방향)으로 회전한다. 이는 두 시스템 사이의 한 점을 중심으로 하는 사이클론성 바람 순환 때문이다. 두 소용돌이는 서로에게 끌려 결국 중심점으로 나선형으로 들어가 합쳐진다. 두 소용돌이의 크기가 다르면, 더 큰 소용돌이가 상호작용을 지배하고, 더 작은 소용돌이는 그 주위를 돈다.
이 효과는 1921년 물속 소용돌이의 움직임에 관한 논문에서 처음 기술한 일본 기상학자 후지와라 사쿠헤이의 이름을 따서 명명되었다.
후지와라 효과가 나타나려면 열대 저기압의 강도나 세기에 따라 다르지만, 보통 1,000km 이내에 접근해야 한다. 이처럼 가까운 거리에 열대 저기압이 2개 이상 존재하는 현상은 대서양이나 인도양에서는 드물고, 대부분 태평양, 특히 북서 태평양에서 자주 발생한다.
1993년에 그레그 홀랜드와 마크 랜더는 후지와라 효과를 분석하여, 단순히 반시계 방향으로 회전하며 접근하는 것이 아니라, 접근 - 포획 - 반시계 방향 회전 - 방출 - 이탈과 같은 과정을 거친다고 제시했다. 접근한 태풍이 복잡한 움직임을 보이는 이유는 서로의 바람의 영향 때문이라는 가설이 있지만, 자세한 것은 아직 밝혀지지 않았다.
후지와라 효과는 역학적으로 "두 개 이상의 소용돌이 사이에 작용하는 상호 작용"이 원인으로 여겨진다. 따라서, 오키노에라부 태풍이 태풍이 아닌 한랭 소용돌이와 후지와라 효과를 일으킨 것처럼, 태풍 이외의 저기압이나 기류의 소용돌이 등에서도 후지와라 효과와 유사한 현상이 나타날 수 있다. 하지만, 태풍이 관여하지 않는 경우에는 "후지와라(의) 효과"라고 부르지 않는다.
후지와라 효과는 다음과 같이 6가지 유형으로 분류할 수 있다.
- 상호 접근형: 약한 열대 저기압이 접근하면서 급격히 쇠퇴하고, 강한 열대 저기압에 흡수된다.
- 지향형: 한쪽 열대 저기압만 간섭을 받아, 다른 열대 저기압의 주위를 운동하는 것처럼 보인다.
- 추종형: 한쪽 열대 저기압이 먼저 이동하고, 그 뒤를 다른 열대 저기압이 따라간다.
- 시간 대기형: 동쪽 열대 저기압이 먼저 북상하고, 그 열대 저기압이 지나간 후에 서쪽 열대 저기압이 북상하기 시작한다.
- 동행형: 두 개의 열대 저기압이 나란히 이동한다.
- 이반형: 동쪽 열대 저기압이 가속하여 북동쪽으로 이동하고, 서쪽 열대 저기압이 감속하면서 서쪽으로 이동한다.
2. 2. 유형
후지와라 효과는 6가지 유형으로 분류할 수 있다.- 상호 접근형: 약한 열대 저기압이 접근하면서 급격히 쇠퇴하고, 강한 열대 저기압에 흡수된다.
- 지향형: 한쪽 열대 저기압만 간섭을 받아, 다른 열대 저기압의 주위를 운동하는 것처럼 보인다.
- 추종형: 한쪽 열대 저기압이 먼저 이동하고, 그 뒤를 다른 열대 저기압이 따라간다.
- 시간 대기형: 동쪽 열대 저기압이 먼저 북상하고, 그 열대 저기압이 지나간 후에 서쪽 열대 저기압이 북상하기 시작한다.
- 동행형: 두 개의 열대 저기압이 나란히 이동한다.
- 이반형: 동쪽 열대 저기압이 가속하여 북동쪽으로 이동하고, 서쪽 열대 저기압이 감속하면서 서쪽으로 이동한다.
이 후지와라 효과는 두 가지 이상이 함께 일어나는 경우도 있다.
| 유형 | 설명 |
|---|---|
| 상호 접근형 | 약한 열대 저기압이 접근하면서 급격히 쇠퇴하고, 강한 열대 저기압에 흡수된다. |
| 지향형 | 한쪽 열대 저기압만 간섭을 받아, 다른 열대 저기압의 주위를 운동하는 것처럼 보인다. |
| 추종형 | 한쪽 열대 저기압이 먼저 이동하고, 그 뒤를 다른 열대 저기압이 따라간다. |
| 시간 대기형 | 동쪽 열대 저기압이 먼저 북상하고, 그 열대 저기압이 지나간 후에 서쪽 열대 저기압이 북상하기 시작한다. |
| 동행형 | 두 개의 열대 저기압이 나란히 이동한다. |
| 이반형 | 동쪽 열대 저기압이 가속하여 북동쪽으로 이동하고, 서쪽 열대 저기압이 감속하면서 서쪽으로 이동한다. |
2. 3. 발생 조건 및 빈도
열대 저기압은 대개 가까이에 있는 아열대 고기압이나 기압골에 의해 생기는 바람으로 흘러가며 이동한다. 근처에 다른 열대 저기압이 존재할 경우, 그 열대 저기압으로 반시계 방향으로 불어 들어가는 바람에 의해 이동하는 효과가 더해진다. 따라서 두 개의 열대 저기압이 접근하면, 각각이 다른 열대 저기압의 주위를 반시계 방향으로 접근하면서 이동하게 된다. 여기에 더해 아열대 고기압이나 기압골의 바람에 의해 이동하는 운동이 더해지므로, 열대 저기압마다 상당히 다른 움직임을 보인다.후지와라 효과가 나타나기 시작하는 열대 저기압 간의 거리는 그 열대 저기압의 크기와 강도에 따라 다르지만, 대략 1000km 이내로 알려져 있다. 이러한 거리에 열대 저기압이 여러 개 존재하는 경우는 대서양이나 인도양에서는 드물고, 대부분 태평양, 특히 북서 태평양에서 많이 관찰된다.
후지와라 효과는 6가지로 분류된다.
| 유형 | 설명 |
|---|---|
| 상호 접근형 | 약한 열대 저기압이 접근하면서 급격히 쇠퇴하고, 강한 열대 저기압에 흡수된다. |
| 지향형 | 한쪽 열대 저기압만 간섭을 받아, 다른 열대 저기압의 주위를 운동하는 것처럼 보인다. |
| 추종형 | 한쪽 열대 저기압이 먼저 이동하고, 그 뒤를 다른 열대 저기압이 따라간다. |
| 시간 대기형 | 동쪽 열대 저기압이 먼저 북상하고, 그 열대 저기압이 지나간 후에 서쪽 열대 저기압이 북상하기 시작한다. |
| 동행형 | 두 개의 열대 저기압이 나란히 이동한다. |
| 이반형 | 동쪽 열대 저기압이 가속하여 북동쪽으로 이동하고, 서쪽 열대 저기압이 감속하면서 서쪽으로 이동한다. |
1993년에 그레그 홀랜드와 마크 랜더는 후지와라 효과를 분석하여, 이것이 단순히 반시계 방향으로 회전하면서 접근하는 운동이 아니라, 접근 - 포획 - 반시계 방향 회전 - 방출 - 이탈과 같은 과정을 거치는 운동임을 제시했다. 다만, 접근한 태풍이 서로 복잡한 움직임을 보이는 이유로, 서로의 바람의 영향이 아닌가 하는 대략적인 가설이 세워졌지만, 자세한 것은 현재 밝혀지지 않았다.
후지와라 효과의 실증 과정에서, 수조 내에 인공적으로 발생시킨 두 개의 물 소용돌이가 접근할 때 복잡한 움직임을 보이는 것 등이 나타난 것처럼, 역학적으로는 "두 개 이상의 소용돌이 사이에 작용하는 상호 작용"이 후지와라 효과의 원인으로 여겨진다. 따라서, 오키노에라부 태풍이 태풍이 아닌 한랭 소용돌이 (회전하는 차가운 공기 덩어리)와 후지와라 효과를 일으킨 것처럼, 태풍 이외의 저기압이나 기류의 소용돌이 등에서도 후지와라 효과와 같은 현상이 나타날 수 있지만, 태풍이 관여하지 않는 경우에는 "후지와라 (의) 효과"라고 부르는 경우는 거의 없다.
2. 4. 온대 저기압의 후지와라 효과
두 개의 인접한 온대 저기압이 서로 2000km 이내에 있으면 이진 상호 작용이 관찰되며, 저기압 영역이 서로 1100km 이내에 있으면 상당한 가속이 발생한다. 500 hPa (해발 약 5486.40m 상공)에서 순환 간의 상호 작용은 표면 순환보다 더 예측 가능한 방식으로 나타난다.[8] 이러한 상호 작용은 대부분 두 저기압 시스템이 단일 온대 저기압으로 합쳐지거나, 드물게는 하나 또는 두 저기압의 방향이 바뀌는 결과를 초래할 수 있다.[9] 이러한 상호 작용의 정확한 결과는 두 저기압의 크기, 서로 간의 거리 및 주변 대기 조건과 같은 요인에 따라 달라진다.
3. 사례
후지와라 효과가 나타난 사례는 다음과 같다.
| 발생 해역 | 사례 |
|---|---|
| 북서태평양 | |
| 북대서양 | |
| 북동태평양 | |
| 남태평양, 인도양 |
후지와라 효과는 북서 태평양(태풍)에서 가장 많이 나타나는데, 이는 연간 열대 저기압 발생 수가 많고, 동시에 가까운 곳에서 발생하는 경우가 많기 때문이다. 북동 태평양과 북대서양(허리케인), 남태평양과 인도양 북부·남부(사이클론)에서도 가끔 나타난다. 남대서양에서는 사이클론 발생이 거의 없어 후지와라 효과가 나타난 적이 없다.
참고로, 태풍이 서로 움직일 때 북서 태평양에서는 반시계 방향, 북대서양과 멕시코만에서는 시계 방향으로 회전하는 경우가 많다는 연구 결과가 있다.
3. 1. 대한민국
3. 2. 그 외
열대 저기압은 열대 수렴대 내의 더 작은 순환이 합쳐질 때 형성될 수 있다.[6] 이 효과는 두 폭풍의 최종적인 합병은 드물지만, 열대 저기압의 이동과 관련하여 자주 언급된다. 두 열대 저기압이 서로 1400km 이내로 접근하면 그 효과가 두드러진다. 열대 저기압이 서로 650km 이내로 가까워지면 쌍을 이루는 열대 저기압 내부의 회전 속도가 빨라진다.[8] 두 시스템의 합병 (또는 한 쌍의 전단 현상)은 서로 300km 이내에 있을 때 발생한다.[7]두 개의 인접한 온대 저기압이 서로 2000km 이내에 있으면 이진 상호 작용이 관찰되며, 저기압 영역이 서로 1100km 이내에 있으면 상당한 가속이 발생한다. 500 hPa (해발 약 5486.40m 상공)에서 순환 간의 상호 작용은 표면 순환보다 더 예측 가능한 방식으로 나타난다.[8] 이러한 상호 작용은 대부분 두 저기압 시스템이 단일 온대 저기압으로 합쳐지거나, 드물게는 하나 또는 두 저기압의 방향이 바뀌는 결과를 초래할 수 있다.[9] 이러한 상호 작용의 정확한 결과는 두 저기압의 크기, 서로 간의 거리 및 주변 대기 조건과 같은 요인에 따라 달라진다.
후지와라 효과로 상호 작용하는 열대 저기압의 예시는 다음과 같다. 2개보다 3개일 때가 약간 더 많으며, 동시에 태풍이 많이 발생할수록 후지와라 효과가 나타나기 쉽다고 할 수 있다.
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대서양에서는 허리케인이 많이 발생한 1995년에 몇 가지 후지와라 효과가 나타났다. 허리케인 Humberto와 허리케인 Iris가 서로 간섭하는 움직임을 보였고, 나중에 발생한 열대 저기압 Karen이 허리케인 Iris에 흡수되는 상호 접근형 간섭이었다. 또한 1994년에도 열대 저기압 Pat과 열대 저기압 Ruth가 서로 간섭하는 움직임을 보였다. 2004년에는 열대 저기압이 허리케인 Lisa에 흡수된 사례가 있다.
북서 태평양에서는 2005년에 허리케인 Lidia가 허리케인 Max에 흡수되었다.
후지와라 효과가 나타나는 건수는 북서 태평양(태풍)이 가장 많다. 이는 연간 열대 저기압 발생 수가 많고, 동시에 가까운 곳에서 발생하는 경우가 많기 때문으로 보인다. 북동 태평양과 북대서양(허리케인), 남태평양과 인도양 북부·남부(사이클론)에서도 후지와라 효과가 가끔 나타난다. 남대서양에서는 사이클론의 발생이 거의 없어 후지와라 효과가 나타난 적이 없다.
참고로, 태풍이 서로 움직일 때의 특징으로, 북서 태평양에서는 반시계 방향, 북대서양과 멕시코만에서는 시계 방향으로 회전하는 경우가 많다는 연구 결과가 있다.
4. 추가 정보
열대 저기압은 보통 가까운 아열대 고기압이나 기압골에 따른 상공의 바람에 의해 이동한다. 하지만 근처에 다른 열대 저기압이 있으면, 그 열대 저기압으로 반시계 방향으로 불어 들어가는 바람의 영향을 받아 이동 경로가 변한다. 두 열대 저기압이 접근하면 서로의 주위를 반시계 방향으로 돌면서 이동하게 된다. 여기에 아열대 고기압이나 기압골의 영향까지 더해져, 열대 저기압은 매우 복잡한 움직임을 보인다.
후지와라 효과가 나타나기 시작하는 거리는 열대 저기압의 크기와 강도에 따라 다르지만, 보통 1000km 이내로 알려져 있다. 이런 현상은 대서양이나 인도양에서는 드물고, 주로 태평양, 특히 북서 태평양에서 많이 관찰된다.
후지와라 효과는 6가지 유형으로 나뉜다.
| 유형 | 설명 |
|---|---|
| 상호 접근형 | 약한 열대 저기압이 접근하면서 급격히 약해져 강한 열대 저기압에 흡수된다. |
| 지향형 | 한쪽 열대 저기압만 영향을 받아, 다른 열대 저기압의 주위를 도는 것처럼 보인다. |
| 추종형 | 한쪽 열대 저기압이 먼저 이동하고, 다른 열대 저기압이 뒤따라간다. |
| 시간 대기형 | 동쪽 열대 저기압이 먼저 북상하고, 그 열대 저기압이 지나간 후 서쪽 열대 저기압이 북상한다. |
| 동행형 | 두 열대 저기압이 나란히 이동한다. |
| 이반형 | 동쪽 열대 저기압은 속도가 빨라져 북동쪽으로 이동하고, 서쪽 열대 저기압은 느려지면서 서쪽으로 이동한다. |
1993년 그레그 홀랜드와 마크 랜더는 후지와라 효과가 단순히 반시계 방향으로 회전하며 접근하는 것이 아니라, 접근 - 포획 - 반시계 방향 회전 - 방출 - 이탈의 과정을 거친다고 설명했다. 하지만 접근한 태풍이 왜 복잡하게 움직이는지는 아직 명확히 밝혀지지 않았다.
후지와라 효과는 수조 실험에서 인공적으로 만든 두 물 소용돌이가 접근할 때 복잡한 움직임을 보이는 것처럼, 역학적으로 "두 개 이상 소용돌이 사이의 상호 작용"이 원인으로 추정된다. 오키노에라부 태풍이 태풍이 아닌 한랭 소용돌이와 후지와라 효과를 일으킨 것처럼, 태풍 외 다른 저기압이나 기류 소용돌이에서도 비슷한 현상이 나타날 수 있다. 하지만 태풍이 없을 때는 "후지와라 효과"라고 부르지 않는다.
기상청은 2007년 4월 예보 용어 개정[12]에서 "태풍이 간섭한다" 대신 "후지와라 효과"를 사용하고, "태풍이 후지와라 효과로 복잡한 움직임을 보인다"라는 표현을 예시로 들었다.[13] 그러나 2014년 봄[14][15] 이후 현재(2018년 8월)는 예보 용어로는 사용하지 않는다.[16] 태풍의 움직임에 영향을 주는 것은 다른 태풍 외에도 기압골, 고기압, 편서풍 등 다양하고, 개별 사례에서 상호 작용 정도를 명확히 알 수 없기 때문이다.[16]
참조
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Subject: D3) Why do tropical cyclones' winds rotate counter-clockwise (clockwise) in the Northern (Southern) Hemisphere?
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気圧配置 台風に関する用語
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