기상학 - 기상현상은 왜 발생하는 걸까?(3)

Global Temperature Imbalance 해소 방법

• 이전 글에서 언급했듯이 조종사는 기상현상에 대해 알 필요가 있고 기상현상이 발생하는 이유는 Global Temperature Imbalance 때문이라고 했다. 더 정확하게 말하면 Global Temperature Imbalance를 해소하기 위해 지구에서 발생하는 여러 가지 현상(Global Circulation, Hydrologic Cycle)에 의해 기상현상이 발생한다고 볼 수 있다.
• 적도 지방은 극지방에 비해 태양열을 집중적으로 받기 때문에 시간이 흐를수록 적도 지방은 계속 뜨거워져야 말이 된다. 하지만 실제 그렇지 않다. 적도 지방은 극지방보다 어느 정도 뜨거운 상태를 잘 유지하고 있다. 어떻게 지구 각 지역들의 온도가 적절히 유지되는지에 대해 알아보고 그 과정에서 Water는 어떤 역할을 하는지에 대해 알아보자.

Global Circulation

• Global Circulation 이란 지구의 대기가 어떻게 순환하는지에 대한 이야기이다. 먼저 단순한 것에서 복잡한 것 순으로 이해해 보자. 그러기 위해 지구가 자전을 하지 않는다라고 가정하면, 적도 지역은 극 지역보다 더 뜨겁고 적도에 있는 대기의 온도가 증가한다. 온도의 증가는 대기가 팽창하게 만들고 밀도를 작아지게 한다. 이 부분이 어렵다면 양력 2편을 읽어보기를 바란다. 밀도가 작아진 대기는 상승한다. 다시 정리하면 적도 지역의 공기는 상승하려고 하고 반대로 극 지역은 하강하려고 한다. 적도에서 상승한 대기는 극 지역으로 북상하며 극 지역의 하강한 대기는 적도지역으로 남하하는 현상이 발생한다.

  

  출처 : AC-00-6B

• 만약 여기서 지구의 자전을 추가하면 어떻게 될까? 결론부터 이야기하면 지구의 자전으로 인해 Coriolis Force라는 것이 발생하게 된다. 이 힘에 의해 적도에서 출발한 대기가 극 지방까지 가지 못하고 점점 오른쪽으로 휘어지게 된다. Coriolis Force를 쉽게 이해하기 위해 빙글빙글 돌아가는 턴테이블의 중심에서 가장자리로 일직선으로 선을 긋는다고 해보자. 중심에서 출발해서 가장자리로 일직선으로 선을 그었지만 턴테이블은 빙글빙글 돌기 때문에 실제로는 곡선으로 선이 그어진다. 반대로 턴테이블 입장에서 본다면 선이 곡선으로 그려진 것이다. 이것을 지구에 대입하면, 지구가 자전하지만 평상시 지구의 자전을 우리는 느끼지 못한다. 그래서 우리의 입장에서 보면 공기는 일직선으로 갔지만 Coriolis Force에 의해 대기가 휘어진다고 해석이 된다.

  

  출처 : AC-00-6B

• 북반구에서는 공기가 오른쪽으로 휘어지며 위도가 올라갈수록 바람의 속도가 빨라질수록 Coriolis Force는 증가한다. Coriolis Force에 의해 적도에서 출발한 대기가 극지방까지 가지 못함으로써 지구의 북반구는 세 개의 Cell로 구역이 나누어진다. 이 부분을 다음 글에서 다루어보자.

출처 : AC-00-6B