Influence of Large-Scale Environments on Tropical Cyclone Activity over the Western North Pacific: A Case Study for 2009

†Corresponding author : E-mail: [email protected] 접수일자: 2010. 7. 23 / 채택일자: 2010. 9. 20 Vol. 1, No. 2, 2010, pp. 133～145

대규모 순환장이 북서태평양 태풍활동에 끼치는 영향: 2009년의 예 Influence of Large-Scale Environments on Tropical Cyclone Activity over the Western North Pacific: A Case Study for 2009

최우석․허창회^†․김형석

Choi, Woosuk, Ho, Chang-Hoi^†and Kim, Hyeong-Seog 서울대학교 자연과학대학 지구환경과학부

School of Earth and Environmental Sciences, Seoul National University, Seoul, Korea

요 지

이 연구에서는 2009년 북서태평양 태풍활동의 특성과 이에 영향을 끼친 대기 순환장을 분석하였 다. 2009년에 북서태평양에서는 평년(1979～2009 평균값: 25.8개)보다 적은 22개의 태풍이 발생했 는데, 7～10월에 집중적으로 발생하였다. 태풍의 발생은 필리핀 북쪽 해역과 북서태평양 동쪽 지역 에서 많았고, 발생한 태풍은 대기순환 흐름에 의해서 대부분 남중국해와 일본 동쪽으로 향했다. 상 대적으로 동중국해와 우리나라로 접근하는 태풍은 적었다. 대기대순환 관점에서 보았을 때, 2009년 태풍활동은 엘니뇨 현상과 서태평양 지역의 평년보다 활발한 대류활동에 의해 유도된 대기순환에 의해 영향을 받았다. 잘 알려진 바와 같이, 엘니뇨 시기에는 열대 해수면 온도의 동서 경도에 의해 서태평양 적도 지역에서는 강한 서풍 아노말리가 유도되는데, 2009년에도 이들의 영향으로 북서태 평양 몬순 기압골이 동쪽으로 크게 확장되었고, 태풍의 발생 위치도 평년보다 동쪽으로 치우쳤다.

또한, 서태평양 지역의 강한 대류활동으로부터 유도된 로스비파가 남중국해로부터 중위도로 전파되 면서 남중국 지역에서는 지향류의 동풍 아노말리, 동중국해 및 한국 근처에서는 북서풍 아노말리, 일본 동쪽에서는 남서풍 아노말리가 연이어 나타났다. 이로 인해 태풍의 진로가 동중국해 및 한국 으로 진행하지 못하고 남중국해와 일본 동쪽 해상으로 유도되었다. 결과적으로 우리나라는 최근 21 년 만에 직접적으로 영향을 준 태풍이 없는 무태풍년으로 기록되었다. 2009년의 예와 같이 평년과 크게 다른 태풍의 활동과 관련 대규모 순환장 패턴을 분석하는 연구를 통해 앞으로 기후변화에 따 른 동아시아에서 지역별 태풍 영향에 대한 예측성 향상에 도움을 줄 것으로 기대한다.

키워드 : 2009년, 태풍, 북서태평양, 엘니뇨, 대규모 순환

ABSTRACT

This study examined the characteristics of tropical cyclone(TC) activity over the western North Pacific(WNP) in 2009. Twenty-two TCs formed in 2009, which is slightly below normal(1979～

2009 average: 25.8) and most of these occurred during the months of July to October. Most TCs in 2009 was formed over the northern Philippines and the eastern part of the WNP and they mo- ved towards the South China Sea and the east of Japan, resulting in less TC affecting the East China Sea and Korea. The TC activity in 2009 is modulated by the large-scale circulations in- duced by the El Niño and vigorous convection activity over the WNP. As the general characteris- tics of El Niño year, the difference in sea surface temperature between the central Pacific and the eastern Pacific causes an anomalous westerly winds, expanding the WNP monsoon trough farther eastward. Accordingly, TC formation has relatively increased in the east part of the WNP. Active convection activities over the subtropical western Pacific excite a Rossby wave propagating from the South China Sea to mid-latitudes, resulting in an anomalous easterly steering flow in the South China, anomalous northwesterly over the East China Sea and Korea, and anomalous southwesterly over the east of Japan. Summing up, the TCs cannot enter the East China Sea and Korean region and instead they move towards the South China Sea or south-east of Japan. There were no effects of TCs in Korea in 2009. It is anticipated that this study which analyzed unusual TC activity and large-scale circulations in 2009 would help the predictability of TC effects to increase according to climate change in the East Asia

Key words : 2009, Tropical Cyclone, Western North Pacific, El Niño, Large-Scale Fields

1. 서론

태풍은 열대지방에서 발생하여 발달한 강한 저 기압으로서 저위도의 남는 에너지를 비교적 에너 지가 모자라는 고위도로 수송하는 역할을 한다.

태풍은 다른 기상현상과 비교해서 대개 엄청난 세기의 돌풍과 호우 등의 위험기상을 동반하여 많은 에너지를 상대적으로 짧은 시간에 수송하는 특징을 갖고 있다. 태풍활동이 활발한 여름철 북 서태평양에 인접한 동아시아 국가들은 태풍에 의 해 많은 인명피해와 재산피해를 입고 있다. 여러 예의 여름철 태풍활동을 분석함으로써 향후 태풍 의 예측성 향상에 기여하고, 궁극적으로 태풍의 피해를 줄일 수 있다.

북서태평양에서는 매년 25.8개(1979～2009년 평균)의 태풍이 발생하고, 그 중 상당수가 육지에 직접적, 간접적으로 영향을 끼친다. 태풍으로 인 한 북서태평양 각 지역의 피해를 예방하고 최소 화 시키기 위해 많은 연구자들이 노력하고 있다.

이들 노력의 결과로서 내륙에 상륙하거나 접근하 는 태풍의 예측을 위해 여러 통계 및 역학 관계 식을 이용한 모델들이 개발되었다(Chan, 1995;

Chu et al., 2007; Ho et al., 2009; Kim et al., 2010). 그러나, 2009년의 경우, 이들에 기초한 북 서태평양의 태풍 예측 결과는 실제와 매우 다르 게 나타났다. 우리나라 기상청에서는 여름철 한 국에 영향을 끼칠 태풍이 2개라고 예보하였으나, 영향 태풍이 하나도 없었다. 반대로 홍콩에서는 남중국해에 영향을 미칠 태풍이 4개라고 예보하 였으나, 7개나 영향을 끼쳤다. 이러한 결과들은 계절간 태풍활동 예측 연구를 위해 많은 노력을 해야 하며, 특히 2009년 태풍활동을 자세히 연구 할 필요가 있음을 일러준다.

태풍활동은 대기/해양의 여러 기후인자들에 의 해 영향을 받는 것으로 알려져 있다. 이 기후인 자들은 크게 열역학적 인자와 역학적 인자로 나 누어 생각할 수 있다. 열역학적 인자로서 해수면 온도와 대기 습도, 역학적 인자로서 중층 지위

고도, 하층 와도, 연직 바람 시어, 지향류, 대류활 동을 예로 들 수 있다(Gray, 1979). 여름철 북서 태평양 지역에서는 따뜻한 해수면 온도를 보이는 지역이 북쪽으로 팽창하고, 여름 몬순 골의 축과 북서태평양 고기압이 북상한다. 아울러 엘니뇨 남방 진동과 대류권 상층 로스비파의 전파 등 여 러 대기 현상이 존재한다. 이러한 대기 및 기후 현상의 변화에 의해 태풍활동이 영향을 받는다 (Wang and Chan, 2002; Chan and Liu, 2004;

Chu and Zhao, 2004; Chen et al., 2009). 이 연 구에서는 2009년 북서태평양 지역으로 초점을 맞 춰서 여러 대규모 순환장들을 분석하고, 이들이 태풍활동에 어떻게 영향을 끼쳤는지 살펴보았다.

이 연구에서 사용된 자료에 관한 내용을 2장에 서 언급하고, 3장에서는 평년값과의 비교를 통해 2009년 태풍의 특징에 대해 이야기한 후, 4장에 서 2009년 태풍 활동관 관련된 대기/해양 순환장 을 살펴보고, 5장에서 요약 및 전체적인 토의로 마무리한다.

2. 자료

태풍활동에 대한 정보로써 Regional Specialized Meteorological Centers-Tokyo Typhoon Center의 best track 자료를 사용하였다. 이 자료에서는 연 도별 북서태평양 열대 저기압의 지표면 최저기압 을 비롯한 위도와 경도, 열대 저기압의 유형, 최 대 풍속 등이 6시간 간격으로 정리되어 있다. 대 개 열대저기압을 중심 부근의 최대 풍속(vmax)을 기준으로 해서 tropical depressions(TD: vmax<17 m s⁻¹), tropical storms(TS: 17 m s⁻¹≤ vmax<34 m s⁻¹), typhoons(TY: vmax≥34 m s⁻¹)으로 구분 한다. 세계기상기구에서는 TS 등급을 좀 더 세분 화시켜 중심 부근 최대 풍속이 24 m s⁻¹ 이상의 TS급 열대저기압을 severe tropical storm(STS)으 로 따로 구분한다. 이 연구에서는 열대 저기압이 이름을 갖기 시작하는 TS 등급 이상의 경우를 일괄적으로 ‘태풍’이라고 정의하였다. 이때, 정의

된 태풍이 고위도로 북상하면서 그 세력이 약해 져 중위도 저기압으로 변질되는 시점이 되면 태 풍의 일생이 끝났다고 간주하였다. 자료는 1951 년부터 현재까지 정리되어 있지만, 위성 관측이 시작된 1970년대 후반부터 중심 최대 풍속을 포 함함으로써 신뢰성을 높일 수 있었다. 또, 뒤에서 언급할 대규모 순환장과의 일관성을 위해 1979년 부터 2009년까지 기간의 자료 만을 분석하였다.

태풍의 활동과 관련 지어 생각할 대규모 순환 장 분석을 위하여 미국 National Centers for En- vironmental Prediction-Department of Energy에서 배포하는 Reanalysis 2월별 자료를 사용하였다.

이 자료는 위도-경도의 수평 해상도가 2.5°×2.5°

격자이며, 수직으로는 총 17개의 층을 갖고 있다.

자료의 사용 가능한 기간은 1979년부터 현재까지 인데, 이 연구에서는 앞서 태풍 자료와의 일관성 을 위해 1979년부터 2009년까지의 자료를 분석 하였다. 이용한 변수는 850 hPa부터 200 hPa까 지 동서 및 남북 바람, 500 hPa 지위 고도, 850 hPa 상대와도이다. 바람변수로부터 지향류와 연 직 바람 시어를 계산했다. 한편, 태풍 발생에 영 향을 끼치는 중요한 요인으로서 해수면 온도와 대류활동의 세기를 들 수 있다(Gray, 1979). 이 연구에서는 미국 National Oceanic and Atmos- pheric Administration의 월별 자료 중 해수면 온 도로 Extended Reconstructed Sea Surface Tem- perature version 3 자료를, 대류활동의 여부를 판 단하는 변수로서 지구장파복사량(Outgoing Long- wave Radiation: OLR) 자료를 분석하였다. 대류 권에서는 고도에 따라 온도가 낮아지기 때문에 대류활동이 활발하여 운정(cloud top)이 높은 고 도에 위치할수록 지구장파복사량이 작아지는 특 성이 있다. 자료의 수평 해상도는 해수면 온도가 2°×2° 격자, 지구장파복사량도 2°×2° 격자이다.

두 개 자료 모두 태풍 자료와 같은 기간인 1979 년부터 2009년까지 분석에 사용되었다.

3. 2009년 태풍활동의 특성

0 2 4 6 8

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

Number

Month

Climatology 2009

Fig. 1. The monthly distribution of the number of typhoons in 2009 and their climatology.

북서태평양 태풍을 연구한 기존 연구들은 많은 수의 태풍이 발생하는 기간인 태풍계절을 6월부 터 10월까지의 기간으로 정의하였다. 그런데 우 리나라와 일본을 포함한 중위도 지방에까지 영향 을 주는 태풍은 7월부터 9월까지 기간에 주로 발 생하기 때문에, 우리나라에서는 이 기간을 태풍 계절로 부르기도 한다. 먼저 2009년에 북서태평 양에서 발생한 태풍들의 월별 분포를 기후값과 비교하였다(Fig. 1). 그림에서 보는 바와 같이 태 풍의 발생은 여름철에 집중되어 있고, 겨울철에 매우 적다. 2009년의 경우도 기후값과 비슷하게 모든 태풍이 5월부터 11월 사이에서 발생하였다.

월별로 살펴보면, 9월에 예년보다 많은 수의 태 풍이 발생했고, 7월보다 10월에 더 많은 수의 태 풍이 발생했다. 7월부터 10월까지 발생한 태풍이 2009년 태풍의 77%(22개중 17개)나 되기 때문 에, 이 연구에서는 2009년 태풍계절을 7월부터 10월까지의 기간으로 정의하고, 이후 분석에서는 이 4개 달의 자료 만을 사용하였다.

Fig. 2는 북서태평양에서 1979년부터 2009년 까지 각각의 태풍의 세기에 따른 발생 개수를 나 타낸다. TS등급 이상의 강도를 가졌던 태풍은 31 년간 평균 25.8개 발생했지만, 2009년에는 22개 발생했다. STS 등급 이상의 강도를 가졌던 태풍 은 평균적으로 19.8개가 발생했지만, 2009년에는 16개가 발생했다. TY의 강도를 가지는 태풍은 평균적으로 13.1개 발생하였지만, 2009년에는 10 개가 발생했다. 이처럼 2009년은 태풍의 강도

0 5 10 15 20 25 30 35 40

1979 1984 1989 1994 1999 2004 2009

Number

Year

TS STS TY Ave TS Ave STS Ave TY

Fig. 2. Time series for 1979～2009 of the num- ber of tropical storm(TS), severe tropical storm (STS), typhoon(TY), and their averages.

변화에 상관없이 발생 개수가 전체적으로 평년보 다 적었다. 차은정 등(2009)에 의하면 최근 수년 간 북서태평양에서 나타난 태풍의 발생 감소가 태풍활동의 약 10년 주기 변동성에 의해 설명된 다고 한다.

북서태평양에서 발생한 태풍 중에서 중위도 지 역으로 북상하는 경우, 저위도와 중위도 사이 동 서바람대의 차이로 인해 그 진로가 북태평양 고 기압의 가장자리를 따라 북서 방향에서 북동 방 향으로 휘면서 이동한다(Ho et al., 2004; Kim et al., 2005). 반면에 태풍이 저위도에서만 머무는 경우, 무역풍과 여름철 몬순의 흐름의 영향을 받 아 북서 방향으로 이동한다(Harr and Elsberry, 1991). 2009년 태풍의 진로는 위에서 언급한 일 반적인 경향을 잘 따른 것으로 나타났다. Fig. 3 은 2009년 태풍 각각의 발생 지점과 진로 및 유 지 시간을 나타낸다. 그림에서 태풍계절(7～10 월)에 발생한 태풍은 그 진로를 월에 따라 색깔 을 달리 했다(7월: 노랑, 8월: 빨강, 9월: 파랑, 10 월: 초록). 태풍계절이 아닌 시기에 발생한 태풍 은 회색으로 표현하였다. 태풍의 발생 지점 옆의 숫자는 해당 태풍이 2009년에 몇 번째로 발생했 는가를 나타낸다. 7월에 발생한 태풍은 2개로서, 필리핀 근해에서 발생하여 북상하지 못하고 무역 풍과 몬순의 흐름을 따라 서진하여 남중국해로

진행했고, 그곳에서 소멸하였다. 8월에 발생한 태 풍은 5개로서, 북위 20도 부근에서 동서로 넓게 발생하였으며, 진로에는 특이한 형태가 나타나지 않았다. 주로 먼 바다에서 발생하였기 때문에 유 지 시간은 7월에 발생한 것보다 대체로 길었다.

9월에 발생한 태풍은 7개로서, 8월과 비교해서 저위도에서 발생하였다. 그 진로는 남중국해로 진입하거나 북상하여 북태평양 고기압의 가장자 리를 따라 진로가 북동쪽으로 휘어진 후 일본 동 쪽 해상으로 움직이는 형태를 보였다. 10월에 발 생한 태풍은 3개로서, 낮은 해수면 온도의 영향 으로 북위 10도 부근에서 발생하였다. 그 진로는 남중국해로 진입하거나 북위 20도 부근에서 전향 하여 북동쪽으로 진행하는 형태를 보였다. 9월부 터 10월까지의 태풍들의 유지 시간은 태풍의 발 생 장소와 그 진로에 따라 2주 넘게 생존한 태풍 도 있고, 5일도 안되어 소멸한 태풍도 있다. 태풍 계절에 발생한 태풍 모두를 살펴보았을 때, 먼 바다에서 발생한 태풍들은 따뜻한 바다로부터 에 너지를 계속 공급받을 수 있어 오랜 시간 태풍의 강도를 유지할 수 있었다. 반면에, 필리핀 근해에 서 발생해 남중국해로 향하는 태풍들은 상대적으 로 빨리 소멸하였다.

2009년 북서태평양의 태풍 발생과 진로 경향 성을 살펴보기 위해 태풍의 발생과 진로의 빈도 수를 위/경도 5°×5°로 격자화시킨 기후값과 2009 년 아노말리를 표현하였다(Fig. 4). 2009년 아노 말리 그림에서 실선은 양의 값을 나타내고, 점선 은 음의 값을 나타낸다. 태풍 발생 빈도수의 기 후값(Fig. 4(a))을 살펴보면, 대부분의 태풍이 경 도 110°E～170°E, 위도 5°N～20°N 지역에서 발 생한다. 특히 필리핀 동쪽 해상인 경도 130°E～

140°E, 위도 10°N～15°N 지역에서의 값이 가장 크므로, 이 지역이 태풍의 주요 발생지임을 확인 할 수 있다. 태풍 진로의 빈도수는 필리핀 동북 쪽 해상인 경도 130°E, 위도 20°N 지역에서 가 장 높은 값을 나타내며, 이 지역에서 멀어질수록

56 78 109 1211 1314 1516 1718 1920 21

Jul Aug Sep Oct Nov

TC sequence

Month

Fig. 3. Tracks of tropical cyclones in 2009(top).

The numbers indicate the sequence of TC ge- nesis. Lifetime of tropical cyclones in 2009(bo- ttom). Colors are same according to the each tro- pical cyclone.

값이 낮아진다(Fig. 4(b)). 그 이유는 이 지역에 남중국해로 직진하는 태풍과 중위도로의 북상 및 전향하는 태풍이 많기 진입하고, 태풍 발생이 많 기 때문이다. 또한, 북서태평양 태풍의 주요 진로 인 필리핀해로부터 남중국해와 일본열도 방면은 태풍 진로의 빈도수가 주변 지역보다 상대적으로 높은 값을 보이며, 그림에서 능으로 나타난다. 그 러나 2009년의 경우, 특이하게도 예년에 가장 많 이 태풍이 발생했던 필리핀 동쪽 해상 지역에서 는 한 개의 태풍도 발생하지 않았다. 결과적으로 태풍 발생 빈도수의 2009년 아노말리를 나타낸 Fig. 4(c)에서는 그 지역에 강한 음의 값이 나타 났다. 반면, 상대적으로 필리핀과 매우 근접한 해 상에서의 발생이 크게 두드러져 강한 양의 아노 말리가 나타났고, 2009년 태풍계절일 때의 엘니

뇨 영향으로 태풍 발생이 북서태평양의 남동쪽에 서 예년보다 많아져 역시 양의 아노말리가 나타 났다(경도 160°E, 위도 15°N 지역). 태풍 진로 빈도수의 2009년 아노말리를 나타낸 Fig. 4(d)를 살펴보면 양의 아노말리 값이 남중국해와 일본 먼바다 해상으로 크게 두 갈래로 확연하게 나뉘 어져 있다. 반면, 중국 동부와 우리나라를 비롯한 동중국해에는 음의 아노말리가 나타난다. 이것은 2009년에 남중국해와 일본 먼 해상의 태풍 진입 이 예년보다 늘어난 반면 중국 동부와 우리나라 를 비롯한 동중국해에는 태풍 진입이 예년보다 감소했다는 것을 의미한다. 이러한 이유는 필리 핀 근해에서 많이 발생한 태풍들이 세력을 유지

Climatology

(a) TO genesis (b) TO passages 2009 A nomaly

(c) TO genesis (d) TO passages

Fig. 4. Tropical cyclone genesis and passages frequency in each 5°×5° latitude-longitude grid. (a) and (b) are their climatology, (c) and (d) are their anomaly for 2009.

한 채 남중국해로 진행하였고, 북서태평양의 남 동쪽에서 상대적으로 많이 발생한 태풍들이 일본 을 포함한 중위도 지역까지 세력을 유지하며 북 상하였기 때문이다.

4. 2009년 태풍활동과 연관된 대규모 순 환장 특성

태풍활동과 대규모 순환장과의 연관성을 알아 보기 위해 태풍활동에 영향을 끼치는 대기/해양 인자들을 살펴보았다. 아래에서 구체적으로 보이 겠지만, 예년과 비교해서 2009년의 대규모 순환 장은 매우 달랐고, 이에 따라 태풍활동에도 큰 변

(a) SST and 850-hPa wind (b) OLR

(c) Vorticity (d) Wind shear

Fig. 5. The large-scale environmental anomaly fields in TC season of 2009, which are significant at the 95% confidence level for (a) sea surface temperature [K, shading] and 850-hPa wind [m s^–1, arrow], (b) outgoing long wave radiation(OLR) [W m^–2], (c) vorticity [10^–6 s^–1], (d) vertical wind shear [m s^–1].

화가 있었다.

Fig. 5는 2009년 태풍계절 동안 해수면 온도와 850 hPa 바람장 벡터, OLR, 850 hPa 상대와도, 연직 바람 시어의 2009년 아노말리를 각각 나타 낸다. Fig. 5(a)는 해수면 온도 아노말리와 850 hPa 바람장 벡터(95% 신뢰수준으로 유의미한 지 역만 나타냄)를 동시에 표현한 그림이다. 해수면 온도를 살펴보면 평년보다 열대 중태평양과 일본 동쪽 해상의 해수면 온도가 높았다. 동시에 850 hPa 바람장은 저위도 서태평양 지역에서 서풍 아

노말리가 매우 강했으며, 남중국해와 필리핀에서 저기압성 바람장 아노말리가 유의미하게¹⁾나타났 고, 일본 동쪽 해상에서 북태평양 고기압의 바람 장이 강했다. 우리나라와 동중국해 부근에는 북 서풍 내지는 북풍 아노말리가 나타났다. Fig. 5(a) 의 해수면 온도 아노말리 분포를 보고 예상할 수 있듯이, 2009년 여름은 중․동태평양 해수면 온 도가 평년보다 크게 높아지는 엘니뇨 현상이 나 타나는 시기였다. 엘니뇨의 상태는 중․동태평양 해수면 온도의 편차를 알려주는 Niño 지수¹⁾들로 1) Niño 지수들은 다음의 지역에서 평균된 해수면 온도의 평년과의 편차로 정의된다. Niño 3: 5°N-5°S, 150°W-90°W,

Niño 3.4: 5°N-5°S, 170°W-120°W, Niño 4: 5°N-5°S, 160°E-150°W(Trenberth, 2001).

확인할 수 있는데, 2009년 태풍 주 활동시기의 Niño 지수들 모두 높은 양의 값을 보이고 있다 (Niño 3: +0.9, Niño 3.4: +0.89, Niño 4: +0.86).

널리 알려진 사실로서 엘니뇨 기간에는, 열대 태 평양에서의 동서 방향의 해수면 온도 차이의 변 화로 인하여 서태평양 적도 지역에서 서풍 아노 말리가 강해지고, 결과적으로 이 지역에서 몬순 골이 동쪽으로 확장된다(Wang and Chan, 2002).

이러한 엘니뇨 시기의 대기 순환장의 특징을 850 hPa 바람장에서도 볼 수 있는데, 서태평양 적도 지역의 서풍 아노말리가 매우 크게 나타났다. 서 태평양 적도 지역의 강한 서풍 아노말리는 뒤에 서 살펴볼 하층 상대와도와 연직 바람 시어에 영 향을 주어 결과적으로 태풍 활동에 영향을 끼친 다. 한편, 예년보다 필리핀해 동쪽 지역(140°E～

160°E, 5°N～15°N)에서 하층바람의 수렴현상이 두드러졌다. 이것은 2009년 태풍 계절 동안 이 지역에서 강한 상승기류가 있었음을 의미한다.

Fig. 5(b)는 OLR 아노말리를 표현한 그림이다.

2009년 태풍계절에 중국 남부지역 및 인도네시아 지역에서는 양의 OLR 아노말리가 나타났지만, 저위도인 열대 서태평양 지역에 음의 OLR 아노 말리가 넓게 분포했다. 즉, 열대 서태평양 지역에 서 대류활동이 평년보다 매우 활발하였다. 이렇 게 강해진 서태평양 대류 활동으로 인해 앞에서 언급했듯이 하층바람 아노말리가 이 지역으로 강 하게 수렴했다. 수렴하는 바람은 필리핀과 남중 국해 및 필리핀 북쪽 지역에서 저기압성 흐름을 유도하여 그 지역에서의 태풍 발생을 위한 호조 건을 형성하였다.

Fig. 5(c)는 2009년 태풍 주 활동시기의 850 hPa 상대와도 아노말리를 나타낸다. 평년과 달리 2009년 태풍계절에는 필리핀해 동남부 지역에 양 의 상대와도 아노말리가 강하게 형성되었고, 필 리핀 근해 지역과 남중국해 지역, 일본 남쪽 해 상에 양의 상대와도 아노말리가 나타났다. 태풍 의 활동이 그 지역의 상대와도에 영향을 미칠 수

있기에 7월부터 10월까지 태풍이 존재하는 지역 의 값을 제거하여 평균한 상대와도 아노말리를 살펴보았는데(그림 생략), 일본 남쪽 해상의 양의 아노말리를 제외하고 모두 동일하게 나타나고 있 음을 확인하였다. 즉, 일본 남쪽 지역의 양의 상 대와도 아노말리는 태풍의 영향으로 나타난 것이 지만, 남중국해와 필리핀해 동남부 지역의 양의 상대와도는 태풍과 무관하게 대규모 순환장에 의 해 유도된 것이라 생각할 수 있다. 특히 필리핀 해 동남부 지역에서 나타나는 강한 양의 상대와 도 아노말리는 앞서 설명한 엘니뇨와 관련된 서 태평양 적도 지역의 강한 서풍 아노말리에 의해 유도되었는데, 이는 그 지역에서의 태풍 발생을 위한 호조건을 형성한다(Wang and Chan, 2002;

Chen et al., 2004). 결과적으로 북서태평양 지역 에서 태풍 발생이 상대적으로 남동쪽에서 많았 다. 필리핀과 남중국해에서는 하층 바람의 저기 압성 아노말리가 양의 상대와도 아노말리를 유도 하였다. 이러한 경향은 태풍 발생에 유리한 조건 을 형성하고 남중국해 해상에서의 강도 유지에도 크게 기여하여, 이 지역의 활발한 태풍 활동에 주요한 요인이 되었다.

Fig. 5(d)는 연직 바람 시어 아노말리를 나타낸 그림이다. 연직 바람 시어는 200 hP의 동서 바람 과 850 hPa의 동서 바람의 차이의 절대값으로 정 의한다. 이 값이 크면 태풍의 순압적인(barotro- pic) 수직구조를 유지하기 힘들어지기 때문에 태 풍 발달을 저해하는 요소로 작용한다고 알려져 있다(Gray, 1979). 2009년 태풍계절의 연직 바람 시어 아노말리는 저위도 서태평양과 중위도 지역 에서 평년보다 유의미하게 매우 컸다. 북서태평 양 태풍의 주 발생지역인 필리핀해에서의 양의 연직 바람 시어 아노말리는 태풍 발생에 불리한 조건으로 작용하여, 이 지역 태풍 발생 개수가 상당히 줄어들었다. 반면, 북서태평양의 남동쪽 지역은 연직 바람 시어가 음의 아노말리 값을 나 타내서 태풍 발생에 상대적으로 유리한 조건을

갖추고 있었다. 우리나라와 일본을 포함한 중위 도 지역에서는 전체적으로 연직 바람 시어 값이 예년보다 커져 태풍 세력 유지나 북상을 방해하 는 요인으로 작용하였다.

태풍의 진로에 영향을 끼친 대기 순환장을 살 펴보기 위해 태풍의 진로를 좌우하는 500 hPa 기 압 분포와 대류권 평균류로 대표되는 지향류의 흐름을 분석하였다(Fig. 6). Fig. 6(a)에서 2009년 태풍계절 동안의 500 hPa 지위 고도 아노말리를 음영으로 표시하였고, 이와 함께 북서태평양 고 기압의 세력을 대표하는 500 hPa의 5,880 gpm

(a) 500-hPa hgt

(b) Steering flow

Fig. 6. The large-scale environmental anomaly fie- ld in TC season of 2009 (a) 500-hPa geopoten- tial height, (b) steering flow. Solid line is 5,880 gpm in 2009 and dashed line is average 5,880 gpm for 1979～2009.

지위고도 선의 기후값과 2009년 평균값을 각각 점선과 실선으로 표시하였다. 2009년 태풍계절 동안 일본 동남쪽의 북서태평양 고기압이 위치하 고 있는 지역의 500 hPa 지위고도가 평년보다 큰 값을 보이고 있었으며, 이에 따라 북서태평양 고 기압의 세력도 평년보다 크게 확장하였다. 북태 평양 고기압이 크게 확장하였을 때에는 남중국해 로 향하는 태풍이 증가하며, 반대의 경우에는 중 위도로 북상하는 태풍이 증가한다(Harr and Els- berry, 1995). 이러한 관련성은 계절 내 시간 규 모에서부터 10년 이상의 시간 규모까지 다양하게 나타나고 있다(Ho et al., 2004, 2009; Tu et al., 2009). 그림으로 보이지는 않았지만 7월부터 9월 까지 이러한 북태평양 고기압의 확장이 강해지다 가 10월이 되면 서서히 풀리는 것을 볼 수 있었 다. 이러한 이유로 7월부터 9월까지 발생한 태풍 중에 상당히 많은 태풍들이 북상하지 못하고 남 중국해로 서진하였고, 10월에 발생한 태풍들은 일본 남쪽 먼 해상으로 북태평양 고기압의 가장 자리를 따라 북상하였다.

Fig. 6(b)는 2009년 태풍계절의 지향류 아노말 리를 나타낸 그림이다. 지향류는 850 hPa부터 200 hPa까지의 대류권 평균 바람장을 의미하는데, 태 풍의 움직임의 70～90%를 설명하는 주요 인자로 알려져 있다(Holland, 1993). 앞서 850 hPa 바람 장 아노말리(Fig. 5(a))와 비슷하게, 2009년 태풍 계절의 지향류는 서태평양 적도 지역에서의 강한 서풍 아노말리와 함께 남중국해와 필리핀 지역에 서의 강한 저기압성 흐름에 의해 대만과 남중국 해 북쪽 지역에서는 지향류의 동풍 아노말리가 존재하였다. 이와 더불어 우리나라와 동중국해 부근에서는 북서풍 아노말리가 존재했으며, 일본 동남쪽 해역에서의 북서태평양 고기압을 나타내 는 고기압성 아노말리 회전도 강했다. 필리핀 및 남중국해 북쪽 지역의 지향류의 동풍 아노말리는 필리핀 근해에서 발생한 태풍들 중 많은 수를 남 중국해로 진행시키는 역학적인 메커니즘을 제공

한 것으로 여겨진다. 이와 비슷하게 일본 동쪽에 서의 남풍 계열의 지향류는 예년에 비해 북서태 평양 남동쪽에서 발생한 태풍들의 진로를 일본 남동쪽 먼 해상으로 유도하였으며, 동중국해 상 공에서의 북서풍 아노말리는 태풍이 이 지역으로 들어오는 것을 방해하는 요인으로 작용하였다.

이러한 2009년 태평계절의 지향류의 흐름은 열대 지역의 대류활동으로 인하여 저위도로부터 중위도로 전파되는 로스비파와 유사한 형태를 가 지고 있다(Nitta 1987, Kim et al., 2008). Fig.

6(b)에서 열대 대류가 활발한 지역(즉, 음의 OLR 아노말리가 나타나는 필리핀해 동쪽 지역)의 서 북쪽(남중국해)에서부터 동중국을 거쳐 한반도와 일본이 위치하고 있는 중위도 방향으로 저기압성 아노말리-고기압성 아노말리-저기압성 아노말리의 연속적인 패턴을 가지며 전파되는 로스비파 형태 가 나타났다. 이러한 로스비파가 전파는 우리나 라와 동중국해 상공에서 북서풍 내지는 북풍 아 노말리를 유도해 태풍이 이 지역으로 들어오는 것을 방해하는 결정적인 요인으로 작용한 것으로 여겨진다. 이로 인해 한국에서의 2009년은 1988 년 이후 21년 만에 태풍이 한반도에 영향을 주지 않은 “무태풍년”으로 기록되었다.

우리나라에 영향을 끼치는 태풍과 관련된 일반 적인 대기 순환장의 특징을 알아보고 2009년의 대기 순환장과 비교하기 위해, 2009년을 제외한 1979～2008년 사이 우리나라에 영향을 주는 태 풍이 많을 경우와 적을 경우의 지향류 차이를 Fig.

7에서 나타내었다. 평균적으로 한 해에 약 3.35개 의 태풍이 우리나라에 영향을 주기 때문에, 이 분석에서 5개 이상의 태풍이 영향을 주었던 해들 과 2개 이하의 태풍이 영향을 주었던 해들의 차 이를 비교하고 분석하였다. 5개 이상의 많은 태 풍이 영향을 주었던 해들은 총 9개년(1981, 1985, 1991, 1994, 1997, 1999, 2000, 2004, 2007년)이 었고, 2개 이하의 적은 태풍이 영향을 주었던 해 도 총 9개년(1979, 1983, 1988, 1989, 1992, 1996,

Fig. 7. The difference in steering flows between the vigorous years and inactive years of TCs affec- ting Korea(i.e., steering flows in the many TC years minus those in the few TC years affecting Korea). Shading indicates statistically significant regions at the 95% confidence level.

1998, 2001, 2008년)이었다. 그림에서 볼 수 있듯 이 한국에 많은 태풍이 영향을 주었던 해에는 한 국과 일본 쪽으로 강한 동남풍 계열의 지향류 흐 름이 나타나고, 남중국해 지역에서는 태풍의 진 입을 방해하는 서풍 계열의 흐름이 나타났다. 즉, 한국과 일본 주변 지역에서 지향류의 동남풍 흐 름이 강하고 남중국해 해상에서 서풍의 흐름이 강할 때, 태풍이 흐름을 따라 그 진로를 한국으 로 향한다. 반대로 서북풍의 흐름이 강할 때는 한국으로 향하는 태풍이 줄어들게 된다. 앞서 2009년 태풍계절 동안 지향류 분포에서 보았듯이 한국 주변 지역에 강한 북서풍의 흐름이 나타났 고, 이것은 과거의 예와 같은 방식으로 우리나라 로 향하는 태풍의 진로를 방해하는 요소로 작용 하였다고 여겨진다.

5. 요약 및 토의

이 연구는 2009년 북서태평양 태풍활동을 정 리하고, 예년과 다른 특이한 모습을 보였던 원인 을 규명하였다. 전체적인 태풍 발생의 개수는 태 풍의 강도와 관계없이 예년보다 줄어들었지만,

태풍계절 막바지인 9월과 10월에 예년보다 태풍 활동이 왕성했다. 필리핀과 대만 등 남중국해 주 변국들과 일본에는 예년보다 태풍이 많이 몰려와 재산 피해와 인명 피해가 컸던 반면, 동중국해 주변의 중국 동부와 우리나라는 예년보다 태풍의 진입이 적어 상대적으로 평온한 해였다.

이런 특이한 2009년 태풍활동을 분석하기 위 해 대규모 순환장과 연관지어, 이 연구에서는 두 가지 가능한 메커니즘을 제안하였다. 첫 번째로 엘니뇨의 영향을 제시하였다. 2009년 태풍계절은 태평양의 해수면 온도로부터 구해지는 엘니뇨 및 남방진동을 나타내는 여러 지수들이 높은 수치를 보였던 엘니뇨 시기였다. 엘니뇨 시기가 되면 북 서태평양에서 태풍의 발생이 남동쪽에서 많아 지 는 경향이 있고, 2009년 역시 그 경향을 잘 따르 고 있었다. 태풍 발생 위치가 예년과 비교해 달 라지게 되면서 태풍의 진로 및 강도가 달라지고, 결과적으로 전체적인 태풍활동이 평년과 비교해 특이한 모습을 보인다. 두 번째로 서태평양 지역 의 예년보다 강한 대류활동을 제시하였다. 이 지 역 강한 대류활동으로 인해 서쪽 지역의 하층 바 람 아노말리가 강하게 수렴할 수 있었다. 이것은 남중국해 해상에서 저기압성 회전의 모습을 유도 하였고, 결과적으로 태풍 발생과 유지에 좋은 조 건으로 작용하였다. 한편, 태풍의 주 발생지역인 필리핀해를 비롯해 적도 근처 저위도 지역에서는 바람의 수렴이 서풍 아노말리를 유도하고, 이 때 문에 연직 바람 시어가 매우 커져 태풍 발생이 상당히 줄어들었다.

남중국해 하층에서의 저기압성 회전 바람장 아 노말리는 상대 와도 아노말리에도 영향을 끼쳐, 이 지역 태풍 발생과 세력 유지에 호조건으로 작 용하였다. 이것은 상층까지 연결되어 로스비파 전파의 형태로 중국 동남부의 고기압성 바람 아 노말리를 간접적으로 유도하였다. 이러한 패턴이 중위도까지 계속 되어 지향류에서 우리나라와 동 중국해 부근의 강한 북서풍 아노말리를 생성하였

고, 일본 동쪽에서는 북태평양 고기압과 함께 그 것의 가장자리로 강한 유선의 흐름을 발생시켰 다. 또한, 북태평양 고기압의 세력이 예년보다 강 해지고 중국쪽으로 확장하며, 우리나라와 동중국 해 부근으로의 태풍의 북상을 방해하고 일본 먼 바다로 태풍을 유도하였다. 결국 이러한 영향들 이 종합적으로 나타나 2009년 태풍의 진로는 남 중국해와 일본 동쪽으로 크게 나뉘어졌다고 생각 한다.

이 연구에서는 특이했던 2009년 태풍 활동과 그에 따른 대규모 순환장을 분석하였고, 태풍 활 동의 종합적인 해석을 제시하였다. 이렇게 태풍 활동에 직접적 영향을 주는 대규모 순환장의 분 석을 통해 현업에서는 태풍활동의 계절 예측과 태풍 피해 예방에 도움을 줄 수 있고, 학계에서 도 이러한 내용을 토대로 태풍활동의 다양한 측 면들을 연구할 수 있을 것이다. 후속 연구에서는 기후변화와 관련된 특이한 태풍활동 사례로부터 태풍에 영향을 주는 북서태평양 대규모 순환장의 변동성을 좀 더 살펴보고 이를 기반으로 태풍활 동의 더 정확한 예측을 위한 모델 연구를 할 필 요가 있다.

감사의 글

본 연구는 기상청 기상지진개발사업단(CATER 2006-4204)의 지원으로 수행되었습니다. 논문을 자세히 읽어주시고, 조언해 주신 심사위원들께 감사드립니다.

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