1) 전향력

전향력에 관해서는 이 게시판의 "대기의 운동을 일으키는 힘"을 참고하시기 바랍니다. 

2) 지구의 온도 기울기와 편서풍

지구의 온도 기울기와 편서풍의 발생에 관해서는 이 게시판의 편서풍과 제트류 편을 참고하세요.

3) 파동의 발생

온대 지방에서 나타나는 남북간의 심한 온도 기울기로 인해 남쪽의 대기를 북쪽으로 이동시키게 하는 큰 기압경도력이 발생합니다. 이것은 편서풍과 제트류 편에 언급되어 있습니다. 이 기압 경도력에 의해 북쪽으로 이동하는 대기에는 진행 방향의 오른쪽(북반구)으로 전향력이 작용하여 편서풍이 지속적으로 서에서 동으로 불게 합니다.

그런데, 이러한 편서풍이 형성되는 과정에서 남북으로 크게 굽이치는 파동이 만들어집니다. 그 원리는 이렇습니다.남북간 기압경도력에 의해 북쪽으로 이동하던 대기는 전향력에 의해 진로를 진행 방향의 오른쪽으로 꾸준히 편향시킵니다. 그러면서도 여전히 북쪽으로 조금씩 이동을 합니다. 그런데, 북쪽으로 진행하면서 위도가 증가할수록 전향력은 더욱 커집니다. 그래서 대기는 진행 방향의 오른쪽으로 더 심하게 편향합니다. 대기의 운동의 관성으로 인해 대기는 기압경도력과 전향력의 평형점을 지나쳐 남쪽으로 향하기 시작합니다.

그런데, 남쪽으로 갈수록 위도가 작아지므로 전향력이 감소합니다. 반면, 기압경도력은 여전히 변함없이 대기를 북쪽으로 이동시키려 합니다. 따라서, 남쪽으로 갈수록 대기는 진행 방향의 오른쪽으로 "덜" 편향되고, 결국 어느 지점에서 편향하여 도로 북쪽을 향하게 됩니다. 이렇게 하여 남북으로 크게 요동치는 파동이 발생하는 것입니다.

흔히 편서풍은 서에서 동으로 부는 바람으로 잘 알려져 있지만, 이러한 파동의 영향으로 때로는 북서에서 남동으로, 때로는 남서에서 북동으로 불게 됩니다. 태풍의 진로도 편서풍 파동이 그 지역에서 어떠한 형태를 띠는가에 따라서 달라질 수도 있습니다. (물론 북태평양 고기압등의 기압 배치와 세력에 의해서도 영향을 받습니다.)

다음 그림은 모형을 이용한 설명입니다.

기압이 남쪽에서 더 높은 것을 실물화하기 위해 그림처럼 기울어진 나무도막을 가정했습니다. 이 나무도막은 남쪽에서 더 높고 북쪽에서 낮습니다. 따라서, 구슬이 이 나무도막 위의 판에 놓여있을 때 구슬은 북쪽으로 굴러가게 됩니다.

관성으로 인해, 기압경도력과 전향력이 평형을 이룰 수 있는 점인 A점을 지나쳐 남쪽으로 향하게 된 구슬을 생각해 보기로 하겠습니다. 구슬은 남쪽으로 향하면서 전향력은 덜 받게 되지만 나무도막은 북쪽으로 꾸준하게 기울어져 있으므로(기압경도력) 진로를 도로 북쪽으로 틀게 됩니다(B점). 북쪽으로 이동하면서도 구슬은 계속 오른쪽으로 진로를 변경합니다. 전향력 떄문이지요. 그래서 C 지점을 지나게 됩니다.

푸른행성의 과학, http://www.skyobserver.net