종관기상학의 정의

다는 점에서 종관기상학이 다른 이론 기상학과 확연히 구분되는 기준이 된 다.

종관기상학(기상 예보의 관점에서)은 여러 기상관측소에서 지정된 시간에 관측한 기상요소를 통보받아 일정한 양식에 따라 일기도에 기입하여 일기 도를 작성한 후에 시간적 ·공간적 기상상태를 분석 종합하여 일기변화의 법 칙을 연구하는 귀납적(歸納的) 기상학이다. 종관기상학은 대기운동과 대기 열역학 등의 물리법칙을 다루는 이론기상학과 서로 연관시켜 일기예보의 기초가 된다.

종관이란 용어는 그리스어에서 유래되었으며, syn은 ‘종합’ 또는 ‘동시’ 등 의 의미를 지니고 있고, optic은 ‘눈의’ 또는 ‘시각의’라는 의미를 지니고 있 다. 그러므로 많은 요소를 동시에 관찰한다는 의미를 가지고 있다. 이와 같 이 종관기상학은 일기도를 중심으로 주로 기단, 전선, 고기압, 저기압 등을 주된 연구내용으로 하고 있다.

결론적으로 고기압, 저기압, 전선, 제트기류 등 일기도 상에 나타나는 여러 현상과 그 동향을 분석하여 대기의 상태를 종합적으로 연구해서 밝히는 기 상학의 한 분야로 종관기상학을 총관(總觀)기상학이라고도 부르는 이유가 여기에 있다. 앞에서 언급했듯이 일기현상들은 특유의 공간적 크기와 수명 을 가지는데 그 연구의 하나를 예로 든다면, 각지에서 관측한 다양한 기상 요소를 한 장의 지도로 가능한 한 기입하여 종합적으로 다루는 분야이다.

이와 같이 넓은 범위에 걸친 같은 시각의 대기상태를 나타낸 지도를 R. 피 츠로이는 종관일기도(Synoptic Chart)라고 불렀다.

이 종관기상학의 기본적인 기법이 나온 뒤 반세기 이상 지나서 노르웨이학 파의 저기압모델과 기단이론이 나왔다. 이것은 일기계의 구조에 관한 최종 적인 답이라기보다는 종관관측값을 체계적으로 처리하는 논리적인 방법을 처음으로 제시했다는 점에 의미가 있으며, 관측된 기상요소의 모든 것이 논리정연하게 하나의 3차원 개념 속에 자리 잡게 되었다.

이에 대하여 S.P. 크로모는 “종관일기도를 날짜에 따라 해석하면 시간과 함께 변화하는 일기에 대하여 어떤 개념을 얻을 수 있다. 이 일기도에 의하 여 기단·전선·대기요란상태의 과거에서부터 현재까지의 경과가 추적되며, 원하는 장소의 일기를 일정한 확실성으로 예측할 수 있다”고 정의했다. 그 리고 편서풍대의 역학의 발달은 종관도, 특히 고층일기도가 나타내는 대기 상태의 역학·열역학적 해석을 가능하게 했으며, 수치예보의 발달은 종관기 상학과 대기역학의 차를 최소로 하는 노력을 촉구하기에 이르렀다.

오늘날 종관기상학은, 어떤 역학 이론을 전제로 하여 종관상황 속에서 가 장 중요한 특징을 찾아내어 대기의 여러 과정을 체계적으로 기술하려고 시 도하고 있다. 새가 높은 곳에서 넓은 구역을 내려다보듯이, 또 대규모적으 로는 기상위성이 지구의 넓은 구역을 내려다보듯이 어떤 시점의 대기 모습 을 한 장의 그림으로 그려 이를 끊임없이 늘어놓음으로써 대기의 동태를 비치어 나가는 기상학 특유의 방법을 종관법이라 한다.

기상 예보는 대기과학적 이론과 다양한 기술을 적용하여 주어진 장소에서 의 미래의 대기 상태를 예측하는 것이다. 인간이 기상 현상들을 예측하기 위한 노력은 인간의 문명이 시작되면서부터 시작되었다고 할 수 있지만 과 학적 접근을 통해 정확한 미래의 상태를 예측하기 위한 공식적인 노력은 대 기가 일정한 법칙에 따라서 움직인다는 사고가 다양한 관측 실험들을 통해 서 증명된 이후인 19세기에 이르러 시작되었다고 할 수 있다.

기상예보는 대기의 현재 상태에 대한 정량적인 자료들을 수집하여 기상 흐 름에 대한 과학적인 이해를 바탕으로 대기가 어떻게 움직일 것인지 예측하 는 것이라고 할 수 있다. 최근 일기예보에서 기상역학에 기반을 둔 수치예 보 모델이 기압 변화, 구름과 강수의 변화 등에 대한 객관적인 정보를 제공 하고 있지만 모든 현업 예보기관에서 기상예보 정확도 향상을 위한 가장 기 본적인 요소로 예보관의 전문성을 제시하고 있다는 점을 주목해야 한다.

예보관들의 전문성은 기상 패턴을 해석하는 기술, 다양한 규모 기상현상들 사이의 상관관계, 수치예보 모델들의 장단점 등에 대한 이해 정도를 의미한 다. 대기의 흐름이 비록 일정한 법칙에 따라서 움직이는 것처럼 보이지만 그 내부에 역학 모델로는 도저히 풀어낼 수 없는 카오스적 운동을 포함하고 그 내부에 역학 모델로는 도저히 풀어낼 수 없는 카오스적 운동을 포함하고 있기 때문에 예보관의 다양한 경험과 분석 능력이 반드시 필요하다. 따라서 종관기상학의 중요성은 종관규모 기상 분석이 기상 예보 생산의 시발점이 라는 데에서 찾을 수 있다.

집중호우, 태풍, 뇌우, 돌풍, 중규모대류계 등과 같이 자연재해와 직접 관련 되는 기상 현상은 주로 중규모 기상현상이지만, 이러한 중규모 기상현상들 은 대기불안정과 같은 열역학적 요소와 상하층 기압계와 같은 종관규모 환 경이 적절하게 주어지지 않으면 발생하기 어렵다. 결국 종관규모 기상 현 상들에 대한 정확한 이해와 분석이 선행되지 않은 상태에서 기상예보의 정 확성을 기대하는 것은 불가능 한 것이라고 할 수 있다.

종관규모 환경과 중규모 기상현상 사이의 관계는 나무를 다듬는 과정에서

「망치와 끌」의 관계로 설명할 수 있다. 나무로 조각을 만드는 것을 상상 해 보자. 나무에 정교한 모양을 내기 위해서는 날카로운 끌이 필요하다. 그 렇지만 끌 자체만으로는 나무에 깊은 모양을 낼 수 없고 반드시 망치로 원 하는 모양이 나오도록 두드려 주어야 한다. 이를 기상 예보에 적용하면 망 치는 중규모 기상현상들을 예측하도록 가이던스를 제공하는 역할로 끌을 보다 정교한 중규모 현상에 대한 예보하는 도구로 본다면 종관규모 환경에 대한 정확한 분석과 이해를 전제하지 않으면 제대로 된 기상 예보를 할 수 없다는 것을 의미한다. 그리고 여기에서 놓치지 말아야 하는 것이 사람의 눈이다.

망치와 끌을 이용해서 정확한 모양을 내기 위해서는 이를 다루는 사람의 눈이 정확해야 한다. 이것이 바로 종관기상학과 중규모기상학에 대한 예보 관의 전문적인 지식과 능력을 의미한다.

일반적으로 사용되는 관련 용어들과 간단한 설명을 아래 (표 3.1)에 정리하 였다.

[표 3.1] 종관기상학에서 사용되는 주요 용어들

용 어 설 명

◇ 대상류(Zonal Flow)

◇ 높은 대상지수(High Zonal Index)

◇ 동에서 서로 흐르는 대상순환을 말하고, 특히 동서 이동성분이 탁 월하고 남북이동 성분이 매우 약한 흐름이며, 대상류와 관련된 지상 현상들은 빠르게 동진함

◇ 높은 대상지수는 위도권에 따른 대상류의 강도가 클 때를 나타냄

◇ 자오면류(Meridional Flow)

◇ 낮은 대상지수(Low Zonal Index)

◇ 남북이동 성분이 특히 탁월한 기류를 말하며, 어떤 흐름의 경도(남 북)성분을 가리키는 경우도 있음

◇ 낮은 대상지수는 위도권에 따른 대상류의 강도가 약할 때를 나타냄

◇ 장파(Long Wave)

◇ 로스비파(Rossby Wave)

◇ 대규모 기압골/마루 패턴의 진폭을 설명하는데 사용됨

◇ 개개의 고ㆍ저기압의 규모보다는 크고, 지구를 둘러싸고 편서풍대 에 있는 파동으로, 그 파수가 최소 2~3 즉 2,000㎞이거나 보통 4~6 정도인 파장 6,000㎞ 가량임

◇ 단파(Short Wave) ◇ 로스비파보다 작은 진폭을 가진 기압골/마루를 설명하는데 사용됨.

저기압 규모의 파동으로 구를 둘러싼 파수가 7~12 정도를 차지하 는 파동을 말함

◇ 증폭(Amplification)

◇ 확장(Extension)

◇ 파동 패턴이 남북 방향으로 확장하는 것

◇ 통상적으로 마루는 증폭, 골은 확장으로 표현함

◇ 완화(Relaxation)

◇ 쇠약(Declining)

◇ 확장의 반대개념임

◇ 통상적으로 마루는 쇠약, 골은 완화로 표현함

◇ 분열(Disruption) ◇ 대상류가 대규모 기압골/마루의 목 부분을 가로지르기 때문에, 자 오면 패턴이 닫힌 저기압성이나 닫힌 고기압성 소용돌이로 분리될 때를 의미하며, 저지현상의 발달을 파악하는데 유리함

◇ 분리/절리(Cut off) ◇ 대기 상층에 있는 위도권 길이의 1/7 ~ 1/3 정도의 파장을 가진 행 성파가 그 진폭이 발달하여 기압골/마루가 있는 곳에서 고기압이나 저기압이 분리되어 독립된 소용돌이를 만드는데 새롭게 형성된 고 기압이나 저기압은 분리/절리 현상으로 일컬음

◇ 저지(Blocking) ◇ 때때로 패턴이 종관 현상의 동쪽으로의 진행이 멈춤으로써 찌그러 지게 되는데, 동쪽으로의 이동이 방해를 받으면 고기압과 저기압이 한 자리에서 오랜 기간 길게는 일주일주 정도 유지되도록 함

◇ 유출저지(Effluent Block) 또는 오메가 저지(Omega Block)가 대 표적임

용 어 설 명

◇ 경압(Baroclinic)

◇ 등밀도면과 등압면이 일치하지 않는 상태를 가리키며, 수평 온도/습도 의 경도(기울기)가 강한 지역으로 이런 큰 기울기는 전선 경계와 연관이 있을 때가 많음

◇ 순압(Barotropic) ◇ 등밀도면이 동시에 등압면과 같은 상태를 의미하며, 수평 온도/습도의 경도가 약한 지역임. 이들 지역은 전선으로부터 훨씬 멀리 떨어져 있음

◇ 분류곡(Diffluent Trough) 분류능(Diffluent Ridge)

◇ 분류곡/능은 동쪽에서의 지균류 강도가 서쪽보다 약할 때 나타나는 층 현상

◇ 북반구에서 기압골 축은 남서/북동쪽의 경사를 가지는 경향이 있음

◇ 합류골(Confluent Trough) 합류능(Confluent Ridge)

◇ 합류곡/능은 후면보다 전면에서의 지균류 강도가 강할 때 나타나는 상 층현상

◇ 북반구에서 기압골 축은 북서/남동쪽의 경사를 가지는 경향이 있음

◇ 강제 상승(Forced Ascent) ◇ 상승의 강제력으로 기압골축의 전면의 지상 저기압 발달, 하강의 강제 력으로 후면의 고기압 발달이 있을 때를 말함

◇ 모든 기압골/마루에 대한 상승 강제력은 하강 강제력에 비해 평균적으