지오포텐샬 고도와 기온 분석

가. 850 hPa

해발고도가 1,000 m 이상의 고원지대인 황사의 발원지에 혼합층이 2∼3 km 성 장한다면 황사는 해발 고도 3.2 ∼4.2 km 까지 고루 분포할 수 있다(정관영과 박순 웅, 1995). 이와 관련하여 황사발원지에서의 기압골의 위치와 이동 그리고 발달, 그 후면의 강풍대 형성과 이동, 대륙고기압의 발달과 이동에 중점을 두고 살펴보기 위 해 지오포텐샬 고도와 온도장의 합성도를 분석하였다. Case 1의 850 hPa 면에서 지오포텐샬 고도와 온도장의 공간분포 분석에서 3월 17일 03 KST에 위도 42°N ∼ 53°N, 경도 90°E ∼ 110°E 지역에서 기압경도와 온도경도의 교차가 강해지면서 경 압불안정으로 강풍대가 형성되어 이 지역에서 황사가 발원하였을 것으로 판단된다 (Fig. 31(a)). 황사 발원지의 1.5 km 상공(대략 850 hPa 등압면)에서는 등압선과 등 온선이 서로 교차하여 경압 불안정을 유발하며 이것은 황사 발원지에서 황사가 공 중으로 부유할 수 있는 좋은 조건을 제공한다(Chun et al., 2001). 18일 03 KST에 저기압 중심이 만주지역으로 북동진 하면서 후면에 대륙고기압이 발달하였다. 이 고기압은 점차 남동진하였고, 19일 15 KST에 우리나라와 북한은 북서풍의 영향을 받았다(Fig. 31(k)). 이 때 몽골 내륙과 고비사막에서 발원한 황사는 북서풍의 기류 에 의해 북한으로 이동되었을 것으로 사료된다(Fig. 31(o)). 대륙고기압이 점차 남 하 하고, 중국 남서지역에서는 강한 저기압이 발달하여(Fig. 31(s)), 우리나라는 대 륙고기압에 의한 북서기류의 영향을 받았고, 북한에서 관측된 황사는 북서풍에 의 해 우리나라 전역에 관측된 것으로 보인다(Fig. 31(v)).

Case 2의 850 hPa 면의 지오포텐샬 고도와 온도장의 공간분포에서는 4월 28일 09 KST에 몽골 서쪽지역에서 기압경도와 온도경도가 교차하면서 경압불안정이 증 가하여 강풍대가 형성되었다.(Fig. 32(b)). 28일 15 KST에는 저기압 중심이 점차 동진하여 몽골 북쪽에 위치하였고, 그 후의 강풍대에 의해 황사가 발원했을 것으로 판단된다(Fig. 32(c)). 29일 09 KST에는 저기압이 동진함에 따라 그 후면에 고기압 이 발달하여 몽골 내륙과 중국 중부지역으로 확장되었고(Fig. 32(f)), 발원한 황사는

고기압의 기류에 의해 중국 중부지역으로 이동되었을 것으로 판단된다(Fig. 32(k)).

1일 03 KST에는 저기압 중심이 연해주 지역에 위치하고 그 후면으로 고기압이 계 속 남동진하여 우리나라는 북서기류가 유입되었다(Fig. 32(m)). 중국 중부지역으로 이동되었을 것으로 판단되는 황사는 고기압의 발달과 함께 북서기류에 의해 우리 나라로 이동되었을 것으로 판단되며(Fig. 32(q)), 우리나라 주변은 고기압권에 들면 서 대기가 안정되었다(Fig. 32(w)). 이 후, 고기압의 침강역에 의해 대기의 흐름이 정체되었다가 점차 고기압이 동진하였고, 우리나라도 황사의 영향권에서 점차 벗어 났을것으로 판단된다(Fig. 32(z2)).

Case 3의 850 hPa 면의 지오포텐샬 고도와 온도장의 공간분포에서는 5월 10일 09 KST에 몽골 내륙에 저기압이 발달하면서 그 후면으로 기압경도와 온도경도가 교차하여 경압불안정이 증가하였다(Fig. 33(b)). 저기압 후면의 강풍대가 점차 몽골 남부지역으로 이동하면서 이 지역에서는 황사가 발원했을 것으로 판단되며(Fig.

33(d)), 저기압은 점차 동진하여 몽골 동쪽지역으로 이동하였고, 후면의 고기압이 발달하면서 발원한 황사는 몽골 남쪽지역과 중국 북쪽지역으로 이동되었을 것으로 사료된다(Fig. 33(f)). 몽골 동쪽지역에 위치하던 고기압은 동진하여 그 중심이 만주 지역에 위치하였고(Fig. 33(k)), 우리나라는 후면의 고기압에 의한 북서기류가 유입 되었다(Fig. 33(l)). 중국 북부지역으로 이동한 황사는 북서기류에 의해 우리나라에 유입되었을 것으로 판단되고(Fig. 33(n)), 13일 21 KST에 고기압이 남동진하여 우 리나라도 황사의 영향권에서 벗어났을것으로 사료된다(Fig. 33(p)).

2011년 봄철 3개 사례의 850 hPa 등압면의 지오포텐샬 고도와 온도에서는 몽골 내륙 지역에서 기압경도와 온도경도가 교차하여 경압불안정으로 인한 강풍대에 의 해 황사가 발원되었고, 그 후면의 고기압이 점차 발달하면서 남동진하여 우리나라 에 강한 북서풍이 유입되었고, 이 기류는 황사가 우리나라로 유입이 되기 좋은 조 건을 형성하였다. 이러한 기압 패턴은 황사일기도상에 나타난 지상의 기압패턴과 일치했다.

(a) 2011. 3. 17. 03 KST (d) 2011. 3. 17. 21 KST

(b) 2011. 3. 17. 09 KST (e) 2011. 3. 18. 03 KST

Fig. 31. Analyses of 850 hPa composited goepotential height (m) (dash line) and temperature (k) (color line) from 17 to 22 March, 2011.

(g) 2011. 3. 18. 15 KST (j) 2011. 3. 19. 09 KST

(h) 2011. 3. 18. 21 KST (k) 2011. 3. 19. 15 KST

(i) 2011. 3. 19. 03 KST (l) 2011. 3. 19. 21 KST

Fig. 31. Continued.

(m) 2011. 3. 20. 03 KST (p) 2011. 3. 20. 21 KST

(n) 2011. 3. 20. 09 KST (q) 2011. 3. 21. 03 KST

(o) 2011. 3. 20. 15 KST (r) 2011. 3. 21. 09 KST

Fig. 31. Continued.

(s) 2011. 3. 21. 15 KST (v) 2011. 3. 22. 09 KST

(t) 2011. 3. 21. 21 KST (w) 2011. 3. 22. 15 KST

(u) 2011. 3. 22. 03 KST (x) 2011. 3. 22. 21 KST

Fig. 31. Continued.

(a) 2011. 4. 28. 03 KST (d) 2011. 4. 28. 21 KST

(b) 2011. 4. 28. 09 KST (e) 2011. 4. 29. 03 KST

Fig. 32. Analyses of 850 hPa composited goepotential height (m) (dash line) and temperature (k) (color line) from 28 April to 4 May, 2011.

(g) 2011. 4. 29. 15 KST (j) 2011. 4. 30. 09 KST

(h) 2011. 4. 29. 21 KST (k) 2011. 4. 30. 15 KST

(i) 2011. 4. 30. 03 KST (l) 2011. 4. 30. 21 KST

Fig. 32. Continued.

(m) 2011. 5. 1. 03 KST (p) 2011. 5. 1. 21 KST

(n) 2011. 5. 1. 09 KST (q) 2011. 5. 2. 03 KST

(o) 2011. 5. 1. 15 KST (r) 2011. 5. 2. 09 KST

Fig. 32. Continued.

(s) 2011. 5. 2. 15 KST (v) 2011. 5. 3. 09 KST

(t) 2011. 5. 2. 21 KST (w) 2011. 5. 3. 15 KST

(u) 2011. 5. 3. 03 KST (x) 2011. 5. 3. 21 KST

Fig. 32. Continued.

(y) 2011. 5. 4. 03 KST (z1) 2011. 5. 4. 15 KST

(z) 2011. 5. 4. 09 KST (z2) 2011. 5. 4. 21 KST

Fig. 32. Continued.

(a) 2011. 5. 10. 03 KST (d) 2011. 5. 10. 21 KST

(b) 2011. 5. 10. 09 KST (e) 2011. 5. 11. 03 KST

Fig. 33. Analyses of 850 hPa composited goepotential height (m) (dash line) and temperature (k) (color line) from 10 to 13 May, 2011.

(g) 2011. 5. 11. 15 KST (j) 2011. 5. 12. 09 KST

(h) 2011. 5. 11. 21 KST (k) 2011. 5. 12. 15 KST

(i) 2011. 5. 12. 03 KST (l) 2011. 5. 12. 21 KST

Fig. 33. Continued.

(m) 2011. 5. 13. 03 KST (o) 2011. 5. 13. 15 KST

(n) 2011. 5. 13. 09 KST (p) 2011. 5. 13. 21 KST

Fig. 33. Continued.

나. 500 hPa

Case 1의 500 hPa 면의 합성된 지오포텐샬 고도와 온도장에서는 3월 17일 03 KST에 몽골 남서쪽에서 강한 상층 기압골 뚜렷하게 형성되어 위치하고 있으며 몽 골 동쪽으로는 상층 기압능이 위치하고 있다(Fig. 34(a)). 상층기압골은 점차 동진 하면서 몽골 내륙으로 이동하여 상층기압골 축 우측의 발산 및 양의 와도이류가 강화되어 하층의 강한 저기압 발달과 강풍대를 형성했을 것으로 사료된다(Fig.

34(b)). 상층 기압골이 몽골 내륙에 위치하면서 기압능은 요동반도와 만주지역에 위치하였다.(Fig. 34(e)). 18일 21 KST에 등고선은 대체로 동서방향으로 형성되었 고 우리나라 동쪽에는 상층기압능이 위치하고 있다. 상층기압능은 점차 동진하여 후면의 상층기압골이 만주지역에 위치하였고 북한과 우리나라에 황사가 관측된 19 일에 상층기압골은 강화되었다(Fig. 34(i)). 우리나라 중부를 지나는 지오포텐샬 등 고선 값은 5,500 gpm이고, 우리나라 등고선 간격이 조밀하여 다른 지역에 비해 편 서풍이 강하게 분다는 것을 알 수 있다(Fig. 34(r)). 등온선도 지오포텐셜 등고선과 마찬가지로 우리나라 주변에 대체적으로 동서방향으로 놓여 있다. 우리나라를 지나 는 등온선들의 간격이 다른 지역에 비해 간격이 보다 조밀한 편이고, 우리나라 중 부지방을 지나는 등온선 값은 252 °K이다(Fig. 34(w)). 캄차카반도 동쪽의 기압능 이 약화되면서 기압계의 흐름이 빨라지고 있고, 몽골 중부지방의 상층 기압골은 지 속적으로 발달하면서 남동진하여 앞으로 우리나라 남부 지방을 통과하면서 지상 저기압의 발달을 강화할 것으로 사료된다(Fig. 34(x)).

Case 2의 500 hPa 면의 합성된 지오포텐샬 고도와 온도장에서는 4월 28일 03 KST에 만주지역에 상층기압골이 위치하고 있으며 만주에서 우리나라로 상층 기압 골이 위치하고 있다(Fig. 35(a)). 29일 03 KST에 몽골 내륙에 점차 상층 기압골이 발달하면서 기압골 동쪽 지역에 양의 와도 이류가 강해지고, 상승류가 유발되어 지 상의 기압을 떨어트렸을 것으로 판단되고, 하층의 저기압 발달과 강풍대를 형성하 여 황사가 발원하기 좋은 조건을 만들었을 것으로 사료된다(Fig. 35(e)). 21 KST에 는 만주에 위치하던 상층 기압골이 일본 홋카이도 지역으로 이동하였고, 우리나라 는 점차 상층 기압능이 위치하게 되었다(Fig. 35(f)). 30일 03 KST에 몽골내륙에 위치한 상층 기압능이 점차 동진하여 몽고 남동쪽지역에 위치하였고, 그 후면으로 상층 기압능이 발달하였다(Fig. 35(i)). 1일 09 KST에 상층기압골은 북한 지역에

위치하였고, 우리나라를 지나는 등온선들의 간격이 조밀하다. 특히, 우리나라 중부 지방을 지나는 지오포텐샬 등고선 값은 5,500 gpm 이고, 중부지역에 등고선 간격 이 조밀하여 편서풍이 강하게 분다는 것을 알 수있다(Fig. 35(n)). 2일 21 KST에 지오포텐샬 등고선은 우리나라 주변에 대체적으로 동서방향으로 놓여 있으며(Fig.

35(t)), 우리나라 중부지방을 지나는 등온선 값은 258 °K이다(Fig. 35(u)). 3일 21 KST에 사할린 지역에 상층 기압골이 발달하면서 우리나라 서해상으로 상층 기압 능이 약하게 발달하고 있으며, 우리나라 주변에 조밀했던 등고선의 간격이 점차 넓 어지면서 편서풍이 약해졌다(Fig. 35(x)). 이 후 사할린 지역에 상층기압골이 동진 하여 우리나라는 상층기압능이 약하게 발달하였다(Fig. 35(z2)).

Case 3의 500 hPa 면의 합성된 지오포텐샬 고도와 온도장에서는 5월 10일 03 KST에 몽골 북서쪽지역에서 강한 상층 기압골이 형성되었다(Fig. 36(a)). 이 상층 저기압은 점차 발달하여 몽골 서쪽으로 남하하였고(Fig. 36(b)), 중국 북동지역과 우리나라 주변으로 상층기압능이 약하게 발달하였다(Fig. 36(d)). 11일 03 KST에는 몽골 내륙에 상층 기압골이 위치하여 기압골 우측에 양의 와도이류가 강화되어 하 층의 저기압을 강화하였을 것으로 판단된다(Fig. 36(e)). 21 KST에는 몽골 내륙의 상층기압골이 점차 동진하여 그 중심이 몽골 동쪽에 위치하였고(Fig. 36(h)), 이 상 층기압골의 중심이 만주지역에 위치하여 우리나라는 서해상에는 기압골이 형성되 었다(Fig. 36(k)). 13일 03 KST에는 상층기압골이 강하게 발달하여 우리나라는 기 압골의 영향을 받았고(Fig. 34(m)), 지오포텐샬 등고선도 주변에 비해 조밀하였다.

2011년 봄철 3개 사례의 500 hPa 등압면의 지오포텐샬 고도와 온도에서는 몽 골 내륙지역에서 강한 상층 기압골이 발달했다. 특히, 상측 기압골 우측에는 발산 및 양의 와도 이류가 강하게 나타나 지상 저기압을 강화시켜 강한 상승류가 유발 되어 황사가 발원되기 좋은 기압패턴을 보였다. 특히, 동아시아 지역의 기압골이 강화되거나 500 hPa 등압면 순환지수가 음의 값을 보일 때, 중국과 몽골지역에서 는 공기의 아노말리 값이 더 따뜻한 지수를 보였고, 열대태평양 지역에서는 더 차 가운 지수를 나타냈으며 이럴 경우 황사의 발생빈도는 많다고 했다(Yoshino, 2002).

(a) 2011. 3. 17. 03 KST (d) 2011. 3. 17. 21 KST

(b) 2011. 3. 17. 09 KST (e) 2011. 3. 18. 03 KST

Fig. 34. Analyses of 500 hPa composited goepotential height (m) (dash line) and temperature (k) (color line) from 17 to 22 March, 2011.

(g) 2011. 3. 18. 15 KST (j) 2011. 3. 19. 09 KST

(h) 2011. 3. 18. 21 KST (k) 2011. 3. 19. 15 KST

(i) 2011. 3. 19. 03 KST (l) 2011. 3. 19. 21 KST

Fig. 34. Continued.

(g) 2011. 3. 20. 03 KST (j) 2011. 3. 20. 21 KST

(h) 2011. 3. 20. 09 KST (k) 2011. 3. 21. 03 KST

(i) 2011. 3. 20. 15 KST (l) 2011. 3. 21. 09 KST

Fig. 34. Continued.

(g) 2011. 3. 21. 15 KST (j) 2011. 3. 22. 09 KST

(h) 2011. 3. 21. 21 KST (k) 2011. 3. 22. 15 KST

(i) 2011. 3. 22. 03 KST (l) 2011. 3. 22. 21 KST

Fig. 34. Continued.

(a) 2011. 4. 28. 03 KST (d) 2011. 4. 28. 21 KST

(b) 2011. 4. 28. 09 KST (e) 2011. 4. 29. 03 KST

Fig. 35. Analyses of 500 hPa composited goepotential height (m) (dash line) and temperature (k) (color line) from 28 April to 4 May, 2011.

(g) 2011. 4. 29. 15 KST (j) 2011. 4. 30. 09 KST

(h) 2011. 4. 29. 21 KST (k) 2011. 4. 30. 15 KST

(i) 2011. 4. 30. 03 KST (l) 2011. 4. 30. 21 KST

Fig. 35. Continued.

(m) 2011. 5. 1. 03 KST (p) 2011. 5. 1. 21 KST

(n) 2011. 5. 1. 09 KST (q) 2011. 5. 2. 03 KST

(o) 2011. 5. 1. 15 KST (r) 2011. 5. 2. 09 KST

Fig. 35. Continued.

(s) 2011. 5. 2. 15 KST (v) 2011. 5. 3. 09 KST

(t) 2011. 5. 2. 21 KST (w) 2011. 5. 3. 15 KST

(u) 2011. 5. 3. 03 KST (x) 2011. 5. 3. 21 KST

Fig. 35. Continued.

(y) 2011. 5. 4. 03 KST (z1) 2011. 5. 4. 15 KST

(z) 2011. 5. 4. 09 KST (z2) 2011. 5. 4. 21 KST

Fig. 35. Continued.

(a) 2011. 5. 10. 03 KST (d) 2011. 5. 10. 21 KST

(b) 2011. 5. 10. 09 KST (e) 2011. 5. 11. 03 KST

Fig. 36. Analyses of 500 hPa composited goepotential height (m) (dash line) and temperature (k) (color line) from 10 to 13 May, 2011.

(g) 2011. 5. 11. 15 KST (j) 2011. 5. 12. 09 KST

(h) 2011. 5. 11. 21 KST (k) 2011. 5. 12. 15 KST

(i) 2011. 5. 12. 03 KST (l) 2011. 5. 12. 21 KST

Fig. 36. Continued.

(m) 2011. 5. 13. 03 KST (o) 2011. 5. 13. 15 KST

(n) 2011. 5. 13. 09 KST (p) 2011. 5. 13. 21 KST

Fig. 36. Continued.

2. 상대습도 분석

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