북미대륙 한파와 중위도 에너지 순환

최근 북미 대륙의 한파는 중위도에서 일어나는 에너지 순환의 과정에서 일어나는 현상의 하나입니다. 먼저 이 에너지 순환에 대해 살펴보겠습니다. 

중위도에서는 뚜렷한 대기대순환 동력이 없어서 남과 북의 에너지 순환이 쉽게 일어나지 않습니다. 북반구의 대류권에서 등압면은 남쪽에서 높고 북쪽에서 낮아 기압경도력이 북쪽으로 작용하며, 이것이 전향력과 힘의 평형을 이루는 과정에서 바람은 동쪽으로 붑니다(편서풍). 편서풍의 속력은 대기 상층으로 갈수록 증가하는데 이것은 대류권에서 상층으로 갈수록 남북 사이의 등압면 기울기가 더 크기 때문입니다. 급기야 대류권계면에 이르러 편서풍의 속력은 매우 커지며 이중에서도 특히 속력이 큰 편서풍을 제트류라고 합니다. 

중위도 지방에서 남과 북의 대기대순환이 미약하므로 남북 북 사이의 온도 차이는 증가하고 남북방향 기압면은 더욱 기울어지면서 기압경도력이 커지고 편서풍은 더욱 강하게 불게 됩니다. 이러한 경우 북극 주변의 찬 공기는 마치 강력한 편서풍의 병풍에 가로막힌 듯 남쪽으로 진출하지 못하고 북극 주변에 머물러 있게 됩니다. 

이러한 대기의 남북 경계 영역이 불안정성해져서 편서풍이 남북으로 크게 굽이치게 되면 북극 주변에 머물던 찬 공기가 남쪽으로 빠져나오면서 남쪽 지역에 한파를 일으키게 됩니다. 이것은 미국 뿐 아니라 우리나라와 같은 중위도 지방의 겨울철에 일어날 수 있는 현상입니다. 다만 이번에는 찬 공기가 남쪽까지 멀리 뻗어나오면서 상대적으로 덜 추운 겨울을 보내고 있던 지역에 북극권의 기온이 몰아닥친 것입니다. 

참고 문헌

"에너지 순환, 중위도는 훼방꾼?", 조영우, Do! 과학동아, 2012년, 8월

"캐나다 한파 항공 대란…토론토 공항 한때 착륙 동결", SBS, 2014년 1월 8일

"美 영하 51도 '살인 한파'…지구촌 이상기온 '몸살'", 한국경제, 2014년 1월 7일

조영우

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