[이동인의 기상記] 태풍형성요인, 물리적구성요소 및 감시

태풍은 저위도 지방의 따뜻한 공기가 바다로부터 수증기를 공급받으면서 강한 바람과 많은 비를 동반하며 고위도로 이동하는 기상현상으로 열대성 저기압을 말한다. 이는 북서태평양에서는 태풍, 북,중미에서는 허리케인, 인도양에서는 사이클론이라고 표현한다.

지금까지 알려진 열대성 저기압의 형성 조건으로는, 1) 최소 50m 수심까지 최소 26.5° C의 수온으로 인해 대기가 불안정해지고 대류와 뇌우가 지속될 때, 2) 수직으로 빠른 냉각으로 인해 열대성 저기압의 잠열 방출이 일어날 때, 3) 높은 습도, 특히 중대류권에서의 습도가 높을 때, 4) 낮은 바람 시어로 인해 열대성 저기압에서의 대류가 활발해질 때, 5) 적도로부터의 거리와 연관된 저기압 중심에서의 코리올리 힘의 정도가 강해질 때, 6) 기존 날씨 시스템 상 저기압 중심과 같은 순환이 존재할 경우 등이 있다.

일반적으로 열대성 저기압은 4가지 유형의 시스템을 통해 형성되는데, 몬순 troughs, 열대성 파장, 비열대성 저기압, 전선의 경계가 약해지는 시스템으로 나뉘고, 이 중에서도 두 반구에서 수렴하는 넓은 지역에서 일어나는 몬순 troughs가 태풍 형성의 주 요인 시스템이고, 열대 저기압형성의 또 다른 매커니즘은 easterly waves로 바람이 수렴하는 지역이 서쪽으로 움직이는 것이다. 이는 대서양 및 북동태평양에서의 허리케인을 형성하는 주 요인으로 강한 뇌우를 동반한다.

태풍의 수직 구조를 살펴보면 그림 1과 같이 중심을 향해서 수증기를 많이 함유한 열대기류가 모여 중심부근에서 강한 상승기류가 생기고, 이는 적란운을 형성시켜 강한 비를 내리게 한다. 또한 태풍의 물리적 구성요소는 다음과 같다.
 

그림 1. 태풍의 수직구조. 지료=기상청

 
1) 지표면 저기압 : 모든 열대성 저기압은 지표면 근처의 낮은 기압 주변으로 회전하고, 이 때 측정된 중심기압은 해수면을 기준으로 지표면에서 발생하는 최저기압을 기록한다.

 2) Warm core : 열대성 저기압은 습한 공기가 상승하고 수증기가 응축되면서 많은 잠열을 방출하는 특성을 가지고 있다. 이 열은 태풍 중심 주변에 수직으로 분포하여 태풍 내부의 온도는 외부보다 따뜻하다.

3) 태풍의 눈 : 강한 열대성 저기압은 순환 중심에 공기가 가라앉게 되는데, 이 곳은 일반적으로 구름이 없고 원형으로 직경 3 ~ 320 km 사이의 크기를 가진다.

4) Eye wall : 태풍의 눈 주위로 구름이 가장 많이 존재하고 가장 풍속이 강한 구역으로 내륙 유입 시, 많은 피해를 발생시키는 곳이다. 5) 강수밴드 : 태풍 중심을 기준으로 소나기와 뇌우, 강한 돌풍과 폭우를 동반한 나선형으로 형성된 밴드이다.

근대 기상관측을 통해 우리나라에 영향을 미친 태풍의 수는 최근 30년 평균, 매해 3개가 넘는 태풍이 한국에 상륙하여 피해를 주었고, 최근 10년 사이 북태평양에서 발생한 태풍의 수뿐만 아니라 한국에 영향을 끼친 태풍의 수 역시 매해 4-5개로 늘고 있는 추세이다.

우리나라 기상청에서는 해수면온도를 통한 대류에너지 감시, 하층유선을 통한 대류유발 감시, 바람시어를 통한 대류안정화 감시, 위성 구름영상을 통해 대류조직화 감시 등으로 태풍발생감시를 실시간 하고 있고, 태풍이 발생하였을 때, 수치예보모델을 이용하여 태풍의 예측진로와 강도 등을 예보하여 태풍으로 인한 피해를 줄이는데 힘쓰고 있다.
 

미 항공우주국이 촬영한 제19호 태풍 하기비스. 사진=미 항공우주국(NASA)