온난 수송대

온난 수송대(WCB; Warm Conveyor Belt)는 중위도 저기압에서 구름을 형성하는 가장 중요한 기류이다. 온난 수송대는 중위도 저기압계의 한랭 전 선 전면에서 방대한 양의 열과 수증기 그리고 운동량을 극지방과 연직으로 수송하는 기류를 의미한다.

온난 수송대의 습구 온위는 여름에는 , 겨울에는

분포를 보이는데, 특이한 경우 극전선과 관련되어 있는 경 우에는 인 경우도 존재한다. 그러나 모든 경우에 온난 수송대의 상대적인 온도는 저기압 전체와 뚜렷하게 구별될 정도로 높은 값을 가진다.

온난 수송대는 저기압의 남단 대류권 하층에서 북단의 대류권 상층으로 상 승하는 구조를 가진다. 이러한 운동은 열적 직접 순환의 일부분으로 따뜻한 공기를 상승시키고 차가운 공기를 하강시키는 역할을 한다. 기류는 상승하 면서 점차 가속되어 대기 상층에서 제트 기류의 최대풍을 만들어 낸다.

상승 기류의 흐름이 매우 빨라서 빠르게 포화되면 강수의 강도가 증가하게 되는데 보통 온난 수송대 구역의 대류권 하층과 중층에서 뚜렷한 강수가 발 되는데 보통 온난 수송대 구역의 대류권 하층과 중층에서 뚜렷한 강수가 발 생한다. 따라서 온난 수송대는 하층운과 중층운을 주로 만들어 내고 북단에 도달하면 권운 띠를 형성한다.

온난 수송대와 관련된 구름 띠들은 수송대의 서쪽과 극 방향에 뚜렷한 끝단 을 가지는 상층운으로 구분된다. 구름의 뚜렷한 끝단은 대류권 상층이나 성 층권 하부로 부터의 하강 운동에 대응하는 역할을 하는 온난 수송대의 진출 에 의해서 상대적으로 형성되는 변형 구역의 형성 결과로 만들어 진 것이다.

이러한 이유 때문에 변형 구역은 온난 수송대 내에서 최대 풍속 구역과 일 치하게 된다.

온난 수송대의 왼쪽 끝단의 뚜렷한 구름 경계는 지상 한랭 전선의 바로 뒤 쪽이거나 전면에 형성되는데 이것은 온난 수송대의 기류가 한랭 전선에 상 대적으로 후방을 향하는지(활승 한랭 전선 : Ana Cold Front) 혹은 전방을 향하는지(활강 한랭 전선 : kata Cold Front)에 따라서 구분된다.

6.2.2.1 온난 수송대의 후방 상승

온난 수송대의 공기가 지상 한랭 전선의 운동에 비해서 상대적으로 후방(극 방향)으로 향하는 성분을 가지게 되면 온난 수송대의 공기는 상대적으로 차 가운 한랭 전선 부근의 공기 위로 상승하게 되는데(그림 6.5 참조), 이것은 4장에서 설명한 전형적인 활승 한랭 전선의 구조와 잘 일치한다.

[그림 6.5] 온난 수송대 후방 상승에 의한 활승 한랭 전선 평면(위)와

온난 수송대를 이루는 공기 중에서 지표면과 접촉되어 있는 부분은 지상 한 랭 전선의 바로 전면에서 하층 제트와 같은 역할을 수행하게 된다.

이러한 하층 제트의 최대 풍속은 30 (강한 경우 40 이상) 부근이고 약 900hPa 고도에서 발생한다. 따라서 온난 수송대와 관련되어 나타나는 하층 제트는 지상 한랭 전선의 전면의 좁은 영역에서 7 이상의 상승 운 동을 유도한다. 이 강한 상승 운동은 지상 한랭 전선을 따라서 수직으로 발 달하는 선형 대류 구역을 만들고 강한 강수의 발생을 유도한다. 수직으로 선 대류선의 약 2~3km 후방에는 0.2 내외의 상승 속도를 가지면서 기 지 후방으로 한랭 전선 후방에 쐬기 모양으로 형성되어 있는 한랭 공기 경 사면을 따라 기울어진 경사면을 따라 상승하는 기류가 형성된다.

온난 수송대 내부의 대부분의 수증기가 일찍 제거되기 때문에 한랭 공기 경 사면을 따라 이동하는 온난 수송대와 관련된 구름은 층운 형태를 가지는 경 우가 많으며 강수 강도도 매우 약한 특성을 가진다.

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6.2.2.2 온난 수송대의 전방 상승

온난 수송대의 전방 상승 운동은 그림 6.6와 같이 대기 중층 공기가 빠르게 이동해서 지상 한랭 전선을 지나 중층 공기의 전단이 온난 수송대로 넘어 들어온 경우에 발생한다. 온난 수송대를 침범한 공기는 매우 건조하기 때문 에 낮은 습구 온위( )를 갖는 특성을 가진다.

그러나 습윤 온위가 낮다는 것이 온난 수송대에 비해서 실제 온도가 낮다는 것을 바로 의미하지는 않는다. 왜냐하면 건조한 공기가 하강하면서 단열 승 온해서 더워질 수 있기 때문이다. 대류권 중층의 공기가 온난 수송대의 공 기 위를 덮으면 수송대 지역은 잠재 불안정 상태에 놓이게 되어 온난 수송 대의 따뜻한 공기가 충분히 불안정해져서 한랭한 공기 위로 충분히 들어 올 려 질 수 있게 된다.

충분한 역학적 강제력이 주어지게 되면 낮은 습구 온위( )를 가지는 공기 층 상부에 대류 발생에 유리한 조건이 형성되게 되고 결과적으로 지상 한랭 전선의 전면에 강한 강수 구역이 형성된다. 대류 활동이 발생하는 지역은 건조한 습구 온위( )의 전단 구역이 되고 ‘상층 한랭 전선’을 형성하게 된

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건조한 습구 온위( )의 전단 구역이 되고 ‘상층 한랭 전선’을 형성하게 된 다. 이 상층한랭 전선은 지상 한랭 전선과 뚜렷하게 구분되고 지상 한랭 전 선의 약 100km 전방에 형성되는 경향을 가진다.

이 상층 한랭 전선은 뚜렷한 습도 차이를 가지기 때문에 ‘상층 습도 전선’이 라고 부르기도 한다. 상층 한랭 전선의 후방에는 전형적으로 얕은 습윤 구 역(Shallow Moist Zone)이 형성되는데 이 지역에서는 산발적인 비나 이슬 비가 내리고 지표면 부근에는 하층운이나 시정 저하가 발생한다.

온난 수송대에서 이러한 형태의 운동을 유도하는 구조를 가지면 이것을 활 강 한랭 전선(Kata Cold Front)이라고 부른다. 활강 한랭 전선은 정상적인 경우 그 전면에 지상 온난 전선이 위치하게 되는데 상층 한랭 전선의 이동 속도가 충분한 경우에는 지상 온난 전선을 지나치는 경우도 드물게 발생한

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[그림 6.6] 온난 수송대 전방 상승에 의한 활강 한랭 전선 평면(위)와 한랭 전선에 수직한 연직 단면도(아래)