안개
태평양 전쟁은 일본의 진주만 공격에서 시작되었다. 항공모함 6척을 포함한 일본의 대규모 기동함대는 본토를 출발, 12일을 항해하여 하와이의 진주만을 기습 공격했다. 미국은 엄청난 타격을 받았고, 전쟁 초반 위기에 빠지게 된다. 여기까지는 널리 알려진 사실이다. 그런데 여기서 한 가지 의문이 생긴다. 그런데, 일본의 함대가 어떻게 미국에 들키지 않고 항해할 수 있었을까? 그것은 그건 바로 안개 때문이었다. 일본 기습항모부대는 알류샨열도까지 진행할 때는 저기압의 뒤를 따라 이동했다. 전선 뒤에 발생하는 전선안개가 이들을 감춰주었다. 알류샨열도에서 하와이 방향으로 갈 때는 증기무가 짙게 끼어있는 바다를 통과했다. 안개가 세계 전사에 드문 기습공격을 가능하게 만든 것이다.
안개는 전쟁의 승패에만 영향을 주는 것이 아니다. 건강이나 경제에도 많은 영향을 주는데 특히 도로의 자동차나 바다의 선박, 공항의 항공기의 안전에 엄청난 영향을 준다. 2001년 2월 20일 발생한 경기도 자유로 35중 충돌사고와 2006년 10월 3일 발생하여 엄청난 인명피해 및 재산피해를 가져온 서해대교 29중 추돌사고는 대표적이다. 도로에서의 안개가 크게 문제가 되는 것은 차량의 주행속도가 102km일때 정지거리는 212미터, 93.5km 일때는 183.6미터, 85키로일때는 153.8미터나 된다는 것이다. 따라서 안개가 짙게 끼는 경우 정지거리를 확보할 수 없으므로 연쇄추돌이 발생하는 것이다. 안개로 인한 선박의 사고의 경우에는 자연환경에 대한 치명적인 영향 가능성이 높으며, 항공기의 경우 항공기 사고로도 엄청난 피해를 입지만 매년 항공기 지연으로 인한 피해만도 1,000억 원 이상일 정도로 안개는 자연재해 중 높은 사고 빈도를 보이는 기상현상이다. 특히 도로에서의 추돌사고의 경우 다른 기상현상에 비해 가장 높은 치사율을 보이는 것이 안개이다.
안개가 만들어지는 원리
안개의 정의
안개란 아주 작은 다수의 물방울들이 대기 중에 떠있는 현상으로, 수평시정이 1km 이하일 때를 말한다. 구름과 안개의 차이는 그 밑 부분이 지면과 접하고 있는가 또는 떨어져 있는가에 따라 결정한다. 밑부분이 지면과 접하여 있으면 안개(fog), 떨어져 있으면 구름(cloud)이라고 한다. 안개 속에서의 대기는 습하고 차갑게 느껴지며, 상대습도는 100%에 가깝다. 대체로 백색이지만, 공업지대에서는 연기와 먼지로 인해 회색이나 황색을 띠게 된다. 공업지대 등에서 안개와 연기가 섞인 것을 스모그(smog)라고 한다. 안개가 낮고 연직방향으로 엷어서, 하늘이 들여다보이는 것을 낮은안개(shallow fog)라고 하고, 눈높이의 수평시정은 1km 이상이 되지만, 지면부근에 낮게 깔린 안개를 땅안개(ground fog)라고 부른다.
중국 베이징의 스모그<출처 : (cc) Brian Jeffery Beggerly / Kevin Dooley>
안개가 만들어지려면?
안개는 대기 중의 수증기가 응결하여 생성된 것이므로, 응결이 일어나려면 다음과 같은 조건이 되어야 한다. 대기 중에 수증기가 다량으로 함유되어 있어야 하고, 공기가 이슬점온도 이하로 냉각되어야 하며, 대기 중에 응결을 촉진시키는 흡습성의 미립자, 즉 응결핵이 많이 떠 있어야 하고 대기 중으로 외부에서 많은 수증기가 공급되어야 한다.
안개를 구성하는 물방울을 초고속 카메라로 잡은 사진.
대기 중에 수증기가 다량으로 함유되어있다 하더라도, 공기의 온도가 이슬점온도 이하로 내려가지 않으면 응결이 일어나지 않는다. 그러나 온도는 내려가지 않아도 외부로부터 계속 수증기가 공급되면, 포화에 달하여 응결이 일어나며 또한 기압이 점점 내려가도 응결은 일어난다. 현재 함유되어 있는 수증기량을 증가시킬 수 있을 만큼 외부로부터 수증기의 공급이 없다고 해도, 기온이 이슬점온도 이하로 냉각되면 포화에 달하여 응결이 일어나지만, 다량의 수증기가 함유되어 있지 않으면 큰 안개는 발생하지 않는다. 그리고 다량의 수증기를 함유하고 이슬점온도 이하로 공기가 냉각된다고 해도, 응결을 촉진하는 응결핵이 없으면 응결은 일어나기 어렵다. 이와 같이 대기 중의 수증기는 미립자를 중심핵으로 하여 그 표면에 응결을 하는 것이다.
응결핵으로는 해면에서 대기 중으로 날아온 염분을 띤 작은 결정이나, 굴뚝에서 나오는 연기의 입자 등 흡습성의 미립자가 가장 좋은 응결핵이다. 이 밖에도 풍향‧풍속이나 기온의 역전도 중요하다. 특별한 경우를 제외하면, 바람이 약하고 상공에 기온의 역전이 있으면 안개발생에 유리하다. 그러나 상공에 기온의 역전이 있어도 바람이 강하면, 상하의 혼합으로 지표면 부근은 안개가 생기지 않고 낮은 구름만 만든다. 짙은 안개는 습도‧온도‧바람 및 응결핵의 종류나 양 등에 의하여 결정된다. 공장지대는 응결핵이 많으므로 습도가 80% 정도만 되어도 안개가 발생하지만, 일반적으로는 97% 이상의 습도에서 발생한다.
안개가 걷히려면?
안개는 지표면이 따뜻해져서, 지표 부근의 역전이 해소되면 소산된다. 지표 부근의 바람이 강하게 불면, 난류에 의한 연직방향의 혼합이 증가되어 역전이 해소되므로, 안개는 걷힌다. 또 경사면을 따라서 하강하면, 공기덩이의 온도는 단열적으로 상승하므로 안개입자들은 증발하여 소산된다. 차고 밀도가 큰 공기가 안개가 낀 구역으로 들어오면, 안개는 상공으로 올라가거나 증발하여 소산된다.
안개는 어떻게 구분하는가?
안개는 만들어지는 원인에 따라 다음과 같이 분류할 수 있다. 먼저 공기의 냉각으로 발생하는 안개가 있다. 복사안개의 종류로 가장 대표적인 것이 내륙지방에 아침에 자주 끼는 안개로 땅안개(ground fog)다. 지표면의 야간 복사냉각으로 만들어지는데 상대습도가 높고, 야간에 맑으며 대기가 안정할 때 끼는 안개로 주로 가을이나 봄에 자주 끼는 안개다.
땅안개. <출처 : (cc) Ian W. Fieggen>
두 번째가 공기가 이동해와 끼는 안개로 이류안개(advection fog)가 있다. 대표적인 것이 바다안개(sea fog)로 차가운 바다 위를 따뜻한 공기가 이동해 와 냉각되면서 만들어지는 안개로 바다와 공기의 기온차이가 클수록 많이 발생한다. 우리나라 해상에서는 6월부터 7월 사이에 서해상에서 자주 발생한다. 이류안개 중에 연안안개(coastal fog)도 있다. 연안지방에 발생하는 안개를 말한다. 수면 위의 습하고 따뜻한 공기가 연안의 찬 지면 위로 흘러갈 경우나, 지면 위의 따뜻한 공기가 찬 수면 위로 흘러갈 경우 또는 찬 해면 위에 발생한 바다안개가 침입할 경우 등에 나타나는 이류안개와 차고 안정된 공기가 비교적 따듯한 수면 위로 이동했을 때, 수면의 증발에 의하여 수증기의 공급을 받아서 발생하는 증발안개 두 가지로 나눈다. 연안안개의 발생이나 소산, 이동은 해륙풍과 밀접한 관계가 있다.
바다 안개 <출처 : 기상청 기상사진전>
세 번째가 이류복사안개(advection radiation fog)다. 해상에서 해안에 인접한 육상에 이동해온 온난습윤한 공기가 야간에 복사냉각 되어 만들어진다. 고기압 가장자리에서 바람이 약할 때, 해상의 수증기가 연안으로 침투한 후 복사냉각에 의해 안개가 일어난다.
바다 안개가 해안으로 밀려들고 있다. <출처 : 기상청 기상사진전>
네 번째가 활승안개(upslope fog)다. 습윤하고 안정한 공기가 경사진 지형을 상승할 때, 건조단열적으로 냉각되어 형성된다. 경사면을 따라 상승하는 바람이 멎으면 활승안개는 소산된다. 복사안개와 달리 흐린 날씨에서도 형성되고, 매우 짙으며 높은 고도까지 발생한다. 일본의 후지산에 낮에 자주 발생하는 안개의 형태로 우리나라에서는 비가 내리다가 그칠 경우 산중턱에서 산을 향해 올라가는 안개가 좋은 예이다.
물안개가 산중턱을 넘어가고 있다. <출처 : 기상청 기상사진전>
다섯 번째가 수증기의 증발로 발생하는 안개가 있다. 대표적인 안개로 김안개(steam fog)가 있는데 이것은 한랭한 공기가 상대적으로 높은 온도의 수면상을 이류할 때, 수면으로부터의 수증기 증발로 포화되면 발생한다. 겨울철 서해상에서 추운 공기가 내려올 때 서해 바다와의 온도 차이로 발생하는 안개의 형태가 대표적이다.
호수 위에서 물안개가 피어 오르고 있다. <출처 : 기상청 기상사진전>
마지막으로 얼음안개(Ice fog)가 있다. 대기 중에 무수히 많은 미세한 빙정들이 떠다니는 현상으로 수평시정이 1km 미만일 때를 말한다. 얼음안개는 대단히 저온이고, 바람이 없을 때 발생한다. 겨울에 북부산악지대에서 관측될 때가 있으며, 태양을 향한 방향의 시정이 대단히 나쁘다.
오스트리아 겨울의 얼음안개 <출처 : (cc) böhringer friedrich at Wikimedia.org>
박무와 연무
마지막으로 안개라 부르지는 않지만 안개의 성질을 가지고 있는 것이 있다. 바로 박무와 연무다. 안개, 박무, 연무는 시정을 악화시킨다는 점에서 공통점을 지닌다. 수평시정이 1km 미만이면 '안개', 그 이상이면 '박무'와 '연무'로 구분하며 각각의 기상현상을 다음과 같은 아이콘으로 표현한다.
주로 어떤 입자로 인해 기상현상이 나타나는 지에 따라서도 나누기도 한다. 안개와 박무는 물 현상, 연무는 먼지 현상이라는 점에서 차이가 있다. 따라서 상대습도 75% 이상, 시정 1km 미만이면 안개로 정의 내리며 박무는 안개와 상대습도 기준은 같지만 시정이 1km 이상 10km 미만일 때를 가리킨다.
|
박무. 옅은 안개다. 물현상이다. <출처 : (cc) Saperaud at Wikimedia.org> |
연무. 미세한 먼지로 생기는 현상이다. |
이에 반해 연무는 상대습도 75% 미만으로 습기나 먼지 등으로 시야가 확보되지 않는 기상 현상이며 시정은 1~10km로 박무와 같다. 연무는 대개 습도가 낮으면서 대기 중 연기·먼지 등 건조하고 미세한 입자가 떠 있어 육안으로 보이지 않는 경우가 많다. 화산의 분출물이나 바람에 날린 먼지·황사 등 천연 먼지가 공기와 섞이면서 발생하기도 한다. 도시나 공업 지대 등에서는 공장이나 주택 등으로부터 나오는 연기나 자동차의 배기가스 등 인간 활동에 따라 발생하는 인공 오염 물질을 포함하는 경우가 많다. 특히 연무를 구성하는 입자들은 1㎛(마이크로미터=m의 백만분의 1) 이하로 최대 18㎛인 황사보다 훨씬 작아 폐의 가장 깊은 곳까지 침투해 건강에 더 위험한 기상이다. 연무는 일 년 내내 일어날 수 있다. 따라서 수증기로 인해 봄, 가을, 일교차가 심할 때 나타나는 안개로 착각하면 안 된다.
글
반기성/케이웨더 기후산업연구소장
호칭·직책
연세대 천문기상학과 및 대학원 졸업하고, 공군기상전대장과 한국기상학회 부회장을 역임했다. 현재 케이웨더 기후산업연구소장이며, 연세대 지구환경연구소 전문연구원으로 연세대 대기과학과에서 강의를 하고 있다. 저서로는[워렌버핏이 날씨시장으로 온 까닭은?], [날씨가 바꾼 서프라이징 세계사]등 14권이 있다.
원본 위치 <http://navercast.naver.com/contents.nhn?rid=116&contents_id=40631&leafId=652>
Vortex
화면 캡처: 2013-02-27 오전 8:41
엘리뇨와 라니냐
활력충전 2016.01.25 19:36 Posted by 한국전력
2015년 가뭄으로 우리나라는 힘겨운 한 해를 보냈습니다. 우리나라뿐만 아니라 케냐, 중국, 미국 등 세계 곳곳에서 가뭄 현상을 겪었습니다. 이는 2015년 세계를 뜨겁게 만든 '엘리뇨'가 발생했기 때문입니다. 미국 국립해양대기청에 따르면 2015년 5월에는 세계 평균 기온 관측이 시작된 1880년 이후 엘리뇨지수가 사상 최고치를 기록했다고 합니다. 엘리뇨의 영향으로 농산물 가격 급등 등 여러 문제들이 야기되었습니다. 제가 살고 있는 대구는 12월에도 따뜻한 날의 최고기온은 10도를 기록하는 등 전년 보다 따뜻한 겨울이라는 느낌을 받고 있습니다.
하지만 2016년에는 엘리뇨의 반대현상인 '라니냐' 현상이 시작된다는 예측이 나오고 있습니다.
월스트리트저널은 인터넷판에서 '겨울이 오고 있다'는 기사로 라니냐에 대비해야 한다고 경고했습니다. 농산물시장에서는 엘리뇨보다 라니냐가 훨씬 더 큰 결과를 초래한다며 라니냐에 대비해야 한다고 목소리를 냈습니다.
그렇다면 엘리뇨와 라니냐는 어떤 원리로 이러한 현상들을 야기시키는 것일까요?
1. 엘리뇨
남미 페루 근처 해역은 난류보다는 한류의 흐름이 강한 지역으로 페루 한류가 흐르기 때문에 수온이 낮습니다. 하지만 이 지역에 북쪽으로부터 난류인 적도 해류가 강하게 밀고 들어와 해수 온도가 비정상적으로 높아지게 됩니다. 이처럼 동태평양의 수온이 비정상적으로 높아지는 현상을 '엘리뇨'라고 합니다. 엘리뇨로 인해 비정상적으로 높아진 수온은 기후에도 영향을 주게 됩니다.
따뜻해진 표층수가 연안풍에 의한 용승류를 억제하게 되어 표층수의 영양이 부족해져 연안 생태계가 평소처럼 풍부한 어족 자원을 유지할 수 없게 됩니다. 따라서 어획량이 감소하게 되고, 적도 반류에 의해 하강해야할 부근이 공기가 상승함으로써 이 지역 강우량이 몇 배로 늘어나 홍수가 발생하게 됩니다. 반대로 오스트레일리와 같은 태평양 서쪽지역은 가뭄이 발생하는 현상이 나타나게 됩니다.
2. 라니냐
반 엘리뇨라고도 하며 엘리뇨와 반대 개념으로 쉽게 이해할 수 있습니다. 주로 엘리뇨 현상의 전, 후에 발생하며 적도 무역풍의 세력이 강해져서 서태평양의 해수 온도는 상승하고 동태평양의 해수 온도가 낮아지는 현상입니다. 엘리뇨 현상과는 반대로 적도 무역풍의 힘이 강해지면서 서태평양의 온수층이 두꺼워지고 동태평양의 온수층은 얇아지게 됩니다. 따라서 동태평양 해수의 수온이 평년보다 낮아지는 현상이 5개월이상 지속됩니다. 라니냐 현상이 발생하면 인도네시아와 필리핀과 같은 동남아시아에서는 극심한 장마가 나타나고, 페루 등 남아메리카에서는 가뭄이, 북아메리카에서는 강추위가 나타납니다. 따라서 엘리뇨가 발생했을 때와 반대 기온 현상을 일으키게 됩니다.
라니냐가 발생하면 남미 대륙과 미국 곡창지대에 가뭄이 들고 동남아와 호주지역에선 사이클론이 많이 발생해 농작물 수확이 크게 줄어들게 됩니다. 그러면 콩과 옥수수, 밀, 설탕, 면화, 커피 같은 작물 가격이 껑충 뛰어오르게 되며 엘리뇨가 발생했을 때 타격을 받은 농산물로는 설탕, 팜유, 낙농제품 등이 꼽힙니다. 실제로 2010년 라니냐가 발생했을 때 시카고상품시장에서 설탕 가격은 67%, 콩은 39% 상승했으며 전반적인 농산물 가격이 21%나 올랐다고 합니다.
※ 사이클론이란?
인도양, 아라비아해, 벵골만에서 발생하는 열대 저기압입니다. 태풍, 허리케인처럼 열대저기압의 지방에 따른 이름으로서 1년에 평균 5~7회 발생하며 그 규모는 작은 편이지만, 방글라데시의 인구 밀집지역에 홍수를 일으켜 피해를 주고 있습니다.
<!--[if !supportEmptyParas]--> <!--[endif]-->
라니냐의 충격은 농산물 분야에 국한되지 않습니다. 라니냐가 발생하면 한국을 포함한 북태평양 지역 국가들에는 추운 겨울이 찾아오기 때문에 연료비 인상을 초래할 수 있습니다. 1998~2000년의 라니냐로 인해 미국과 캐나다에 예년보다 추운 겨울을 몰고와 천연가스 가격이 상승했던 적이 있고, 내년 상반기 인도네시아, 말레이시아의 팜오일과 인도의 유채생산이 저조할 것으로 예상되어 미국 중서부지역 오일시드(oil seed) 작황에 영향을 줄 라니냐가 겹친다면 식물성 식용유 가격이 뛰는 등 물가 상승률에도 큰 영향을 미칠 것으로 예상되고 있습니다.
올해 슈퍼 엘리뇨가 지구촌 평균 기온을 3.6도 이상 상승시킨 것을 감안하면 내년 라니냐는 강한 추위를 몰고 올 것으로 예측되어 준비가 필요할 것으로 생각됩니다.
지구 온난화 현상 중 하나인 엘리뇨와 라니뇨 현상은 당장 피할 수는 없지만, 지금부터 다가올 미래를 위해서 지구 환경을 위해 더 적극적으로 나서야 할 때가 아닌가 하는 생각이 듭니다. 감사합니다!
엘리뇨
엘리뇨 현상
- 엘니뇨의 뜻
엘니뇨란 페루나 에콰도르 해안가의 어부들이 그들의 어업 활동과 관련하여 지역적으로 쓰던 용어로 스페인말로어린 남자아이 또는 어린 예수라는 뜻을 갖고 있다. - 엘니뇨 어원의 변천
동태평양의 남아메리카 근해의 해류를 엘니뇨라 하였으나 지금은 어류의 격감과 먹이 사슬의 파괴를 야기하고 주변 해역 생태계를 파괴하고 그 같은 기간 동안에 해안가에는 집중호우나 폭우를 그리고 내륙지방에는 심한 가뭄 을 일으키는 비 정상적인 현상이 엘니뇨를 일컫는 말로 변천되었다. - 엘니뇨의 정의
엘니뇨는 태평양상의 적도 해류와 기압의 진동에 기인한다. 적도 태평양의 해수면 온도가 평년보다 섭씨 0.5도 이상이 되는 상태가 6개월 이상 지속될 때를 엘니뇨라 한다. 또한 요즘 돌아올 겨울에 발생 여부를 놓고 또 한번 우리를 긴장시키는 라니냐(La Nina)는 반대로 적도 태평양 해수면 온도가 평년보다 0.5도 낮은 상태가 6개월 이상 지속될 때로 정의 한다. - 작용 기전
엘니뇨 기간 동안에는 적도 중앙 태평양의 수온이 약 2-10 도 정도 상승하며 이로 인해 적도 중앙태평양에 소나기 구름의 활동이 증가하고 구름에서 방출되는 열은 대기에 충격을 가하게 된다. 이 충격의 여파는 곧바로 미국이나 유럽, 인도, 중국 등의 지역에 연쇄적으로 전달되며 이로 인해 전 지구는 이상 기온과 이상 강수 현상에 시달리게 된다. 전형적인 엘니뇨인 경우 적도 태평양상에 이상 수온이 봄부터 나타나기 시작해서 이듬해 봄에서 여름까지 이어진다. 많은 이론이 있지만 현재까지 엘니뇨의 발생원인은 정확하게 규명되어 있지 못하다. 단지 이 현상은 단순한 대기나 해양 현상이 아니라 대기와 해양이 에너지 등의 교환을 통해 서로 불안정하게 상호 작용함으로써 나타난 자연 현상이라는 것은 알려져있다. -
엘니뇨의 형태
엘니뇨는 일반적으로 대단히 다양한 형태로 나타난다. 즉 적도 태평양 상에서 발생하는 엘니뇨들은 그 발달 강도나 진행해 나가는 양상과 형태, 그리고 시기 등이 모두 제각기 다르기 때문에 어느 해에 엘니뇨가 발생하였다 하더라도 세계의 기후에 미치는 영향도 제각기 다르다. 그러나 그럼에도 그 영향을 비교적 뚜렷하게 받는 지역들이 있는데 가령 서태평양에 있는 인도네시아, 말레이지아, 필리핀, 호주 같은 나라들은 극심한 가뭄을 겪고 동태평양에 있는 페루, 에쿠아도르, 칠레 같은 나라들은 예외 없이 홍수를 겪게 된다. 또한 미국과 유럽, 중국, 인도 등은 가뭄과 폭설과 혹한 그리고 집중호우 등으로 비교적 영향을 뚜렷하게 받는 지역으로 알려져 있다.
인간의 입장에서 보면 엘니뇨는 전세계에 기상 이변을 일으키는 주범으로 비난받지만, 자연의 입장에서 보면 엘니뇨는 괴물과 같은 현상이 아니라 적도에 뜨거워진 열을 다른 곳으로 전파하는 지극히 자연스러운 현상일 뿐이다.원본 위치 <http://home.sunchon.ac.kr/~bioenvlab/data2/ham3/3-33.htm>
