태풍과 날씨

태풍의 기압과 풍속분포

1. 태풍과 날씨 변화

[평가원 출제 Code]
• 목표
태풍의 발생, 이동, 소멸 과정을 이해하고 태풍이 통과할 때의 날씨 변화를 일기도와 위성 영상 해석을 통해 설명할 수 있습니다.
• 출제 Point
최근에 발생한 사례를 중심으로 태풍이 우리나라에 준 피해와 영향 및 위력을 간략하게 다루면서, 태풍의 발생 시기, 진로, 대기와 해수의 상호 작용, 대기와 육지의 상호 작용 등을 설명합니다.

1-1. 태풍의 발생과 이동

1) 태풍의 발생

열대 저기압은 대부분 위도 5°에서 25°, 그리고 수온이 약 27°C 이상인 열대 해상에서 수증기가 공급되어 발생합니다. 그 중에서도 북태평양의 서쪽에서 발생하여 중심 부근의 최대 풍속이 17m/s 이상으로 발달한 열대 저기압을 태풍이라고 합니다. 태풍은 기권과 수권의 상호 작용으로 형성되며 에너지원은 수증기의 응결로 발생한 숨은열입니다.

 

① 저위도의 따뜻한 열대 해상에서 열과 수증기를 공급 받은 공기가 상승을 시작합니다.
② 수증기의 응결로 방출되는 숨은열에 의해 가열된 공기가 상승하고, 주변의 공기가 회전하면서 중심 방향으로 수렴하여 상승 기류가 강화됩니다.
③ 더욱 많은 양의 수증기가 응결하여 적란운이 발달하고, 주변에서 더 많은 양의 공기가 모여들어 강한 풍속을 갖는 태풍이 됩니다.

 

[ConFer]
• 적도 부근에서 태풍이 발생하지 않는 이유
적도에서부터 위도 5° 이내의 해역에서는 전향력이 약하여 태풍이 회전 운동을 하는 데 필요한 힘을 얻지 못하므로 태풍이 발생하기 어렵습니다.

• 전향력
지구 자전에 의한 가상의 힘으로, 움직이는 물체에 대하여 북반구에서는 오른쪽으로, 남반구에서는 왼쪽으로 편향시킵니다. 전향력의 크기는 적도에서 0이고 고위도로 갈수록 위도의 sin값에 비례하여 증가합니다.

• 숨은열
물질의 상태가 변할 때 출입하는 열이며, 잠열이라고도 합니다.

• 태풍의 성장
태풍은 '하층 수증기 공급' → '상승에 의한 숨은열 방출' → '상층 발산'의 과정을 거쳐 성장합니다.

1-2. 태풍의 구조와 날씨

(1) 지름은 200km에서부터 1500km로 다양하며(평균 500km 정도) 평균 높이는 약 15km입니다.
(2) 태풍의 중심 쪽으로 빠르게 회전하면서 모여든 공기가 상승하여 거대한 탑 모양의 적란운이 생성됩니다.
(3) 태풍의 중심으로부터 반지름 20km에서 30km 정도까지는 약한 하강 기류가 있어 날씨가 맑고 바람이 약한 구역인 태풍의 눈이 발달합니다.
(4) 기압은 태풍의 눈에서 가장 낮으며, 태풍의 눈 주위의 구름 벽에서 가장 강한 풍속과 강우가 나타납니다.

 

[ConFer]
• 적란운
수직으로 크게 발달한 구름으로 천둥이나 번개, 돌풍을 일으키며, 우박이나 폭우, 폭설 등을 동반하는 경우도 있습다.

1-3. 태풍의 이동

1) 태풍의 이동 경로

① 태풍의 이동 경로는 대기 대순환과 북태평양 고기압의 영향을 받습니다.
② 발생 초기에는 서쪽이나 북서쪽으로 진행하다가 북위 25에서 30° 부근에 도달하면 진행 방향이 크게 바뀌어 포물선을 그리며 북동쪽으로 진행하는 경우가 일반적입니다.
③ 우리나라에 영향을 주는 태풍은 주로 7월에서 9월 사이에 발생하며, 7, 8월에 통과하는 경우보다 9월에 통과하는 경우에 더 동쪽으로 치우쳐서 진행하는 경향을 보입니다. 이는 9월로 접어들면서 북태평양 기단의 세력이 약화되어 남쪽으로 수축되기 때문입니다.

[ConFer]
• 열대저기압의 발생 해역과 이름
열대 저기압은 발생 해역에 따라 태풍, 허리케인, 사이클론으로 분류합니다. 태풍은 북태평양에서 발생하여 우리나라를 비롯한 중국, 일본 등의 지역에 영향을 주고, 허리케인은 북대서양 적도 부근과 멕시코만 등에서 발생하여 북아메리카 대륙에 영향을 줍니다. 사이클론은 인도양, 뱅골만 연안, 남태평양에서 발생하여 주변 지역에 영향을 줍니다.

2) 위험 반원과 안전 반원(북반구 기준)

• 위험 반원
태풍이 진행하는 방향에 대하여 오른쪽 지역입니다.
위험 반원에서는 태풍 내 바람이 태풍의 이동 방향 및 대기 대순환의 바람 방향과 모두 같은 방향이므로 풍속이 강해집니다.
위험 반원에서는 태풍이 통과하는 동안 시계 방향으로 풍향이 변합니다.

• 안전 반원(가항 반원)
태풍이 진행하는 방향에 대하여 왼쪽 지역입니다.
안전 반원에서는 태풍 내 바람 방향이 태풍의 이동 방향 및 대기 대순환의 바람 방향과 반대 방향이므로 상쇄되어 풍속이 약해집니다.
안전 반원에서는 태풍이 통과하는 동안 시계 반대 방향으로 풍향이 변합니다.

1-4. 태풍의 소멸

태풍이 진행하다가 육지에 상륙하면 태풍에는 지면과의 마찰력이 작용하게 되고 태풍의 에너지원인 수증기의 공급이 줄어들기 때문에 태풍의 세력이 약해집니다. 태풍이 수온이 낮은 해역을 통과할 때도 수증기와 열을 충분히 공급 받기 어려우므로 태풍의 세력이 약해집니다. 이처럼 태풍은 수권으로부터 에너지를 충분히 공급 받지 못하면 세력이 약해져서 열대 저압부 또는 온대 저기압으로 변하여 소멸합니다.

1-5. 태풍, 해양, 육지의 상호 작용

① 태풍의 생성 및 발달 과정에서는 주로 기권과 수권의 상호 작용이며, 진행 과정에서 다른 기단 등과 영향을 주고 받으므로 기권과 기권의 상호 작용이 되기도 합니다.
② 태풍은 해일을 유발하여 수권과 상호 작용을 하기도 하며, 육지로 상륙하면 지권과 상호 작용합니다.
③ 강한 바람과 강수 현상으로 인해 인간을 비롯한 생물권과 상호 작용합니다.

[ConFer]
• 태풍의 이점
짧은 기간 동안 대규모의 에너지 순환을 일으키며 저위도의 과잉 에너지를 고위도로 수송하여 지구의 열적 균형을 유지하도록 돕습니다. 가뭄과 더위를 해소할 뿐만 아니라 수질과 대기의 질 개선, 적조 제거 등의 긍정적인 영향을 줍니다.

1-6. 기상 관측소의 위치 파악

1) 관측소와 저기압의 위치에 따른 풍향

• 관측소보다 저기압 중심이 북쪽에 위치할 때, 관측소에는 주로 남풍 계열의 바람이 붑니다.
• 관측소보다 저기압 중심이 남쪽에 위치할 때, 관측소에는 주로 북풍 계열의 바람이 붑니다.

2) 온대 저기압이 통과할 때의 풍향 변화

(조건 : 관측소가 북반구에 위치할 경우)
• 온대 저기압의 중심이 관측소의 북쪽을 통과할 때는 풍향이 시계 방향으로 변합니다.
• 온대 저기압의 중심이 관측소의 남쪽을 통과할 때는 풍향이 시계 반대 방향으로 변합니다.

3) 저기압이 관측소를 통과할 때의 기압 변화

• 저기압의 중심이 관측소에 접근할 때,  관측소에서의 기압은 점차 낮아집니다.
• 저기압의 중심이 관측소에서 멀어질 때, 관측소에서의 기압은 점차 높아집니다.

4) 관측소에서 측정한 풍속과 태풍과의 거리

• 태풍의 중심과 관측소 사이의 거리가 가까울수록 관측소에서의 풍속은 대체로 크게 나타납니다.
• 태풍의 중심과 관측소 사이의 거리가 같을 때는 위험 반원에 위치한 관측소에서의 풍속이 안전 반원에 위치한 관측소에서의 풍속보다 대체로 크게 나타납니다. 태풍의 눈에 관측소가 위치할 때 관측소에서의 풍속은 약하게 나타납니다.