기상학 - 위험한 구름에 대해(8)

Microburst

• Thunderstorm의 두세 번째 단계에서 발생하는 Microburst에 대해 알아보도록 하자. 먼저 결론부터 말하자면 Mircroburst의 정의는 CB, Thunderstorm 아래에 발생하는 강한 Downdraft를 말한다. 차근차근 Mircoburst가 어떻게 발생하게 되는지 알아보자. 두 번째 단계인 Mature Stage부터 Precipitation과 함께 Downdraft가 생기게 된다. 이때 물방울들이 구름의 Base를 지나 지상까지 도달하지 못하고 구름과 지상 사이에서 증발하는 물방울들도 있을 것이다. 이러한 물방울들이 증발을 할 때 주위의 열을 흡수하게 된다. 그렇게 되면 구름 아래의 온도는 주위의 온도보다 낮은 상태가 된다. 온도가 낮은 공기는 하강하려는 특성이 있는데 온도가 더 낮아지니 그 강도가 더 강해지게 되는 것이다. 이렇게 많은 물방울들의 증발에 의해 구름 아래 온도가 하강하고 더 강한 Downdraft(최대 6000fpm)가 발생한다. 강한 Downdraft가 지상과 만나게 되면 사방으로 퍼져나가게 된다. 수평적으로 최대 1~2마일 정도까지 영향을 미치게 되며 지속 시간은 5~15분 정도 지속된다.

  

  출처 : AC-00-6B

• 특히나 Microburst는 이륙이나 착륙할 때 치명적이다. 정확히 3도 Glide path를 유지하고 접근을 하던 항공기가 처음 Microburst를 만나면(위치 : X) 강한 정풍을 얻게 된다. 강한 정풍에 의해 항공기가 더 많은 양력을 얻어 Above Glide path(위치 : Y)가 된다. 이런 상태에서 조종사는 다시 On Glide path를 유지하기 위해 Power를 줄이고 하강을 하려 할 것이다. 하지만 Y에서는 Downdraft가 가장 강한 구간이라 항공기는 On Glide path를 지나 below Glide path가 될 수도 있다. 또한 위치 : Z에서는 강한 Headwind가 Tailwind로 바뀌면서 항공기가 더 아래로 하강하면 결국 추락하는 위험을 초래한다.

  

  출처 : AC-00-6B

• Microburst는 눈에 보이지 않기에 CB 구름 아래로 비행할 때나 Virga가 있다면 Microburst가 발생할 수 있다고 생각하고 주의해야 한다.

Gust Front

• Gust Front는 Thunderstorm의 앞쪽에 발생하는 Gust를 말한다. Gust Front가 발생하는 이유는 강한 Downdraft가 지상에 부딪히면 모든 방향으로 뻗어나가는데 이때 바람의 방향 더 길게 뻗어나가게 된다. Microburst에서 이야기했듯이 Downdraft는 주위보다 차가운 공기이다. 그래서 Downdraft의 공기는 원래 있던 따뜻한 공기의 아래를 파고들고 따뜻한 공기는 Thunderstorm 쪽으로 향하게 된다. 서로 다른 방향으로 향하게 되어 Gust가 발생하게 되는 것이다.
• Gust Front는 Thunderstorm으로부터 13~17nm까지 발생할 수 있고 Precipitation이 없이 발생하기에 Weather Radar로 탐지하기 어렵다. 그래서 Roll Cloud가 있다면 Gust Front를 의심해 봐야 한다.

출처 : CAE Oxford Aviation Academy - Meteorology

Lightning

• CB 구름 내에는 Hail, Water, Ice가 모두 존재한다. 이때 Hail은 무거워서 Downdraft를 만들며 아래로 떨어지고, Water와 Ice는 가벼워 Updraft에 의해 위로 상승한다. 하강하는 Hail과 상승하는 Water/Ice가 서로 만나게 되면 Hail에 있는 양이온이 Water/Ice로 이동하게 된다. 그렇게 되어 구름의 Top 부근에는 양이온이 많게 되고 구름의 Base에는 음이온이 많이 존재하게 되는 것이다. 이 차이가 3,000,000 V/m로 충전이 되게 되면 지상으로 방전이 일어나면서 Lighting이 발생하게 되는 것이다.

  

  출처 : CAE Oxford Aviation Academy - Meteorology

• Lighting을 직접적으로 항공기가 맞게 되면 Structural Damage, 계기 손상, 조종사 시야 손상 등을 초래할 수 있다.
• 그 밖에도 Thunderstorm 내 진입 시 Turbulence, Icing, 통신 장비 손상, 엔진 내 많은 물이 유입되어 Frame Out을 초래할 수 있기에 Thunderstorm으로부터 20nm 이상 떨어져서 비행하는 것을 추천한다.