건조 수송대

6.2.4.1 건조 수송대와 경압성 구름의 발달

만약 상층골 풍상측의 제트 기류(J1)가 극 전선 구름 밴드를 침범해 들어오 면 구름은 극 방향으로 볼록하게 부푼 형태(Convex-poleward Bulge)로 발달해서 극 방향의 구름이 S자 형태를 가지는 길게 늘어진 층운형 구름을 의미하는 경압성 구름(Baroclinic Leaf Cloud)을 형성하게 된다(그림 6.11 참조).

잎 모양의 경압성 구름은 상층 기압골 전면부에 풍상측 제트기류(J1)와 평 행한 방향으로 형성되며, 형태는 대체로 잎 모양이지만 제트 기류의 방향에 따라서 변형적인 형태를 가지기도 한다. 풍상측의 제트기류(J1)에 의해서 경압성 구름이 형성되는 동안 상층 기압골의 풍하측에 형성되는 제트기류 (J2)에 동반되는 건조 수송대(건조공기 침입)가 접근해서 경압성 구름의 후 방까지 도달하게 된다.

이때 건조 수송대는 하강 기류의 형태를 가지며 경압성 구름에 도달한 후에 는 제트 출구에서 양쪽으로 분리되는 형태를 가진다. 제트 출구의 왼쪽에 위치한 공기는 저기압성 순환을 하면서 약 4hPa/h의 비율로 상승하게 된다.

이 상승 운동은 한랭 이류 지역에서의 강한 양의 와도 이류에 의한 강제력 에 의해서 이루어진다. 제트 축의 북쪽에 해당하는 이 기류는 원래 성층권 에 근원을 두고 하강하던 기류이다.

[그림 6.11] 경압성 구름 주변의 수송대 분포 모식도

반면 제트 출구의 오른쪽에 위치한 공기는 고기압성 순환을 하며 7hPa/h의 비율로 하강하는데 음의 와도 이류 구역에 놓인 결과로 분석된다. 제트 축 의 남쪽에 해당하는 이 기류의 근원은 대류권 상층으로 알려져 있다. 건조 수송대와 관련된 기류의 분리는 망치 머리(Hammer-head) 형태의 구름을 형성하는데 보통 경압성 구름의 형태가 완성된 이후에도 수 시간 동안 존재 할 수 있는 것으로 관측되고 있다.

건조 수송대가 발달하는 기압골의 후면에 건조 공기를 침입시키는 정도는 기압골 발생 시기에 상층 기압골의 풍상측 제트(J1)와 풍하측의 제트(J2)의 강도가 얼마나 강했는지에 의해서 결정된다. 빠르게 발달하는 저기압은 보 통 저기압 발생 초기 단계에서부터 건조 수송대를 따라 건조 공기 침입이 시작된다. 따라서 저기압 발생 초기에 두 개의 제트기류의 상대적인 강도를 통해서 저기압 발달 단계에서의 악성 정도를 추정할 수 있다.

온난 수송대가 발달하는 동안 500hPa 고도의 와도 중심이 경압성 구름의 차가운(좌측) 구역에 위치하게 되면 구름 밴드는 소용돌이 치는 형태를 가 지게 된다. 지상 저기압은 경압성 구름의 하부에 위치하게 되는데 보통 경 압성 구름의 따뜻한(우측) 구역에 놓이게 된다. 상층 단파골과 관련되어 형 압성 구름의 따뜻한(우측) 구역에 놓이게 된다. 상층 단파골과 관련되어 형 성되는 2차 경압 불안정 구역을 따라 작은 규모의 경압성 구름이 형성되는 경우도 발생한다.

6.2.4.2 건조 수송대 발달과 전선 분열

콤마 형태 구름이 더욱 발달하기 위해서는 풍하측 제트(J2)의 존재가 필수 적이다. 일반적으로 풍상측 제트에 의존하는 전선 파동 저기압은 개념 모형 들에서 제시하는 형태의 저기압으로 발달하기에는 역학적으로 강제력이 부 족한 것으로 알려져 있다. 풍하측 제트(J2)가 존재하는 곳에서 한랭 전선이 후방으로 구부러지는 형태로 발달한다. 한랭 전선이 후방으로 구부러진 단 계에서도 한랭 전선의 북단은 온난 전선 그리고 상층 제트(J2)의 남동 구역 에 붙어있는 형태를 유지한다(그림 6.12 좌측 참조).

[그림 6.12] 전선 분열 단계에서의 온난, 한랭, 건조 수송대 위치와 건조공기 침입 모식도

이러한 전선 분리(Frontal Fracture)가 발생하는 저기압은 지상 저기압이 뚜렷한 형태를 가지고 그 주변에서는 온난 수송대와 관련되어 선형 대류가 발생한다. 전선 분리가 발생함에 따라 저기압성 순환은 더욱 강화되고 건조 공기 침투를 유도하는 풍하측 제트(J2)는 저기압 중심부를 향해 빠르게 하 강한다.

이 건조 공기 침투의 효과에 의해서 저기압 중심을 향하는 순환은 깊어지고 콤마 구름 헤드와 콤마 구름 꼬리 사이에는 구름이 없는 지역이 발생하는데 이를 '건조 통로(Dry Slot)' 혹은 '건조 혀(Dry Tongue)'라고 부른다.

그림 6.12의 오른쪽 그림은 콤마 형태 구름 내부에서의 3개의 수송대에 상 대적인 건조 공기 침입을 잘 묘사해 주고 있다. 건조 통로는 건조 수송대의 상승 구역의 전단부의 위치를 가리키는데 그림 6.12에서 좌측 출구(J2)를 따라 움직이는 기류를 나타내며, 이 기류는 전선 분리가 발생하는 지역에서 구름 헤드를 극-전선 구름 밴드로부터 분리시킬 만큼 발달할 수 있다(그림 6.13 참조).

건조 통로의 전단은 상층 한랭 전선의 위치를 보여준다. 그림 6.13의 오른 쪽 그림은 좌측 그림의 붉은 선을 따라 콤마 형태 구름을 가로지르는 연직 단면에서의 온난, 한랭, 건조 수송대의 3차원 분포를 보여주고 있다.

수송대들은 포화된 상태에서 등온위선(검은 실선)을 가로질러 습윤 등온위 면을 따라 상승하게 된다. 구름 헤드는 한랭 수송대와 2차 온난 수송대(W2) 의 에너지 공급에 의해서 만들어지는 반면 콤마 형태 구름의 본체는 1차 온 난 수송대(W1)에 의해서 만들어 진다. 건조 통로는 콤마 구름 덮개 속으로 의 건조 공기 침투에 의해서 만들어 진 것이다.