제 7장 태 풍(열대저기압) <7조> 김 은영 박 소연 안녕하십니까. 7장 태풍에 대해 발표하게 된 박소연입니다.

<Contents> 7-1 연직 구조 7-2 관측 7-3 이동 7-4 강도 변화 7-5 수치예상도의 종합 활용 저는 태풍의 연직구조, 관측 이동에 관하여 발표하겠습니다.

우리나라의 태풍 - 우리나라 기상 재해의 원인 중 가장 피해 규모가 큰 것 중에 하나. - 태풍에 의한 피해는 특히 6월 ~ 10월에 집중됨. - 1904년 ~ 2002년까지 총 296개의 태풍이 우리나라 연해에 영향을 미침. (연 평균 2~3개) - 강한 바람과 비와 해일을 몰고 와, 해안지역을 중심으로, 시설물과 농작물에 심각한 손실을 가져오기도 함. 먼저 태풍은 우리나라 기상 재해의 원인 중 가장 피해 규모가 큰 것 중에 하나로 여름, 초가을에 집중됩니다. 강한 바람과 비, 해일을 몰고 와 해안지방을 중심으로 피해를 줍니다.

우리나라로 접근하는 태풍 북태평양 고기압 우리나라로 접근하는 태풍은 주로 필리핀 동쪽 해상이나 북서태평양에서 발달하여, 북태평양 고기압의 남쪽 가장자리를 따라 활 모양으로 시계방향으로 이동하다가 중국, 우리나라, 또는 일본으로 접근하는 것이 보통입니다.

1. 연직 구조 태풍의 중심부 눈으로 불리는 잔잔하고 맑은 구역이 자리잡고 있음. 기압이 가장 낮음. 주변 적운으로 둘러싸인 동심원 형태의 구름조직이 자리잡고 있음. 그 사이로 나선형 강수띠가 분포. 강수띠는 강풍이 부는 지역으로 폭이 통상 50Km 내외. 바람 - 하층에서 반시계 방향으로 중심을 향하여 불어 들어와 구름 꼭대기 부근에서 시계방향 으로 불어나감. 태풍의 연직구조에 대해 살펴보겠습니다. 태풍의 중심부에 눈으로 불리는 잔잔하고 맑은 구역이 자리잡고 있고, 주변에 깊은 적운으로 둘러 쌓인 동심원 형태의 구름조직이 자리잡고 있습니다. 그 사이로 나선형 강수띠가 분포하고 있고, 태풍의 눈에서 기압이 가장 낮습니다. 하층에서는 주변에서 유입된 공기들이 눈 주위의 구름하부로 유입되고 상층에서는 다시 바깥쪽으로 유출됩니다.

태풍의 세력 유지 또는 강화 열대해상에서 지속적인 수증기공급 → 숨은열을 대기중에 방출→ 세력 유지. 상층의 발산장을 만남 → 상승류가 추가로 지원됨 → 태풍의 세력 강화. 중위도로 태풍이 북상 → 편서풍 제트류의 에너지나 상층골의 운동량을 흡수 → 세력강화. 육지에 태풍이 상륙했을 때 이미 젖어있는 지면의 수분을 흡수 또는 주변의 대류성 소용돌이도 조직을 흡수 → 세력을 오래도록 유지하기도 함. 태풍은 ~~~~하여 세력을 유지 또는 강화합니다.

2. 관측 위성 가시채널 영상 원형 구름 대 중심의 검정색 점으로 태풍의 중심 또는 눈이 쉽게 식별됨. 태풍의 세력이 약화되거나, 온대저기압화 과정이 진행되면 눈을 찾기 쉽지 않음. 기상 레이더 중하층의 소용돌이 중심을 찾는데 도움이 됨. 위성 마이크로파 채널 구름을 투과하여 강수띠의 분포를 원격으로 탐측. 태풍에 동반된 강수띠의 구조와 강도, 바람장을 탐측에 유용. 태풍은 위성 가시채널 영상으로 관측할 수 있는데, 태풍 ‘매미’영상을 보시는 것과 같이, ~~~하는 것을 볼 수 있습니다. 또 기상 레이더로 관측할 수 있는데, 이는 중하층의 소용돌이 중심을 찾는데 도움이 됩니다. 그리고 위성 마이크로파 채널은 구름을 투과하여 강수띠의 분포를 원격으로 탐측할 수 있고, 태풍에 동반된 강수띠의 구조와 강도, 바람장을 탐측하는데 유용하기 때문에 태풍을 관측하는데 이용됩니다. ’태풍나비’의 위성영상 (좌) 2003년 9월 10일 21시 관측한 TRMM 위성의 85GHz 채널의 밝기 온도로 나타난 태풍 주변의 강수 분포 (우) 2003년 9월 11일 18시 관측한 QuikScat 위성 추정 해상풍 ‘태풍매미’의 레이더영상

3. 이동 태풍이 통과하는 위치에 따른 이동 메커니즘 북태평양 고기압의 남단 베타효과 + 비선형 효과 북서진 북태평양 고기압의 서단 전향점 부근 이동속도 느림. 뚜렷한 상층골을 만나지 못하면 전향하지 못하고 느리게 북진. 북태평양 고기압의 북단 편서풍대를 만나 빠르게 동진. 종종 상층골과 상호작용하여 온대저기압화. 태풍은 통과하는 위치에 따라 이동 메커니즘이 달라집니다. 먼저 태풍이 북태평양 고기압의 남단을 지날 때는 ~ 여기서 베타효과와 비선형효과에 대해 살펴보겠습니다. 서단을 지날 때는 ~ 북단을 지날 때는 ~ 2002년 태풍 루사가 북상 시, 전면에 뚜렷한 상층골을 찾아볼 수 없고, 중위도 편서풍은 만주에 위치해 있어서 이 태풍은 전향점을 찾지 못하고 계속 느리게 북진함으로써, 강원 동해안을 중심으로 지속적인 지형성 강수가 내려 큰 홍수가 난 적이 있었습니다.

베타효과 베타효과 : 지구 자전의 영향력에 의해 태풍이 서진하는 효과. 태풍의 초기 와도 이류는 없음(이류항 = 0) 북쪽에서 내려오는 공기의 흐름 - 지구와도 감소, 양의 상대와도 이류 남쪽에서 올라오는 공기의 흐름 - 지구와도 증가, 음의 상대와도 이류 상대적으로 서쪽이 양의 와도가 큼 - 태풍 중심이 서쪽으로 이동 : 서진 -bv > 0 - Bv < 0 서 동 일반류가 없는 축대칭의 소용돌이로 가정하여 순압 와도 방정식을 쓸 수 있다.

비선형 효과 비선형 효과 : 이류항에 의해 상대 소용돌이도가 북향으로 이류되는 효과 베타효과에 의해 오른쪽 반원의 등압선이 조밀해짐 - 태풍의 동서 비대칭 구조로 비선형 효과 발생 태풍 중심에선 외곽보다 양의 와도가 큼 - 남쪽 : 외곽에서 중심으로 공기 이동 : 음의 와도 이류 - 북쪽 : 중심에서 외곽으로 공기 이동 : 양의 와도 이류 상대적으로 북쪽이 양의 와도가 큼 - 태풍 중심이 북쪽으로 이동 -> 북진 ζ + Δ ζ ζ + Δ ζ 이류 - Δ ζ 이류 북 남 와도선 유선

태풍의 이동경로에 따른 강수량의 분포 서해안을 따라 북상 시. 제주도와 호남, 충청지방에 많은 비. 남해안으로 상륙 시. 남해안과 영남지방에 많은 비. 동해상으로 북상 시. 동풍의 영향. 동해안지방에 많은 비. 태풍의 이동 경로에 따라 강수량의 분포도도 달라지게 됩니다.

태풍의 이동경로를 좌우하는 기압배치 (a) S - 패턴 오른쪽 아열대고기압의 주변을 따라 서진하다가 고기압의 세력이 약한 지역을 뚫고 전향하여 시계방향으로 이동하는 정상적인 패턴. (b) P - 패턴 아열대고기압이 남쪽으로 길게 세력을 확장하여 저위도부터 지속적인 북진을 유도하는 패턴. 이것들은 태풍이 북상할 때, 아열대 고기압의 세력과 구조, 주변 몬순기류나 다른 태풍의 간섭으로 인해 태풍의 진로가 조정되는 과정을 단순화한 것들인데, 북서 태평양에서 태풍의 이동경로를 좌우하는 기압배치는 크게 S, P, G, M 4가지 패턴으로 나누어 볼 수 있습니다. S 패턴은 ~이고 P패턴은 ~입니다. 주로 S패턴과 P패턴이 우리나라에 접근하는 태풍의 이동에 영향을 줍니다. G 패턴은 ~이고 M패턴은 ~인데, 여기서 후지와라 효과란 근접해 있는 두 열대 저기압이 서로 영향을 주고 받는 현상으로, 6개의 유형으로 분류 할 수 있는데, 여기서는 반대로 떨어지는 형으로 동쪽에 있는 열대저기압이 속도를 올려 빨리 북동쪽으로 이동하면, 서쪽에 있는 열대저기압은 속도가 떨어지면서 서쪽으로 이동하는 유형입니다. (c) G - 패턴 몬순기압골 지역의 저기압성 순환이 태풍의 이동에 영향을 주는 패턴. (d) M - 패턴 여러 개의 태풍이 후지와라 효과로 인해 서로 상대방의 진로에 영향을 미치는 패턴. - 반대로 떨어지는 형.

7.4 강도 변화 태풍의 주 에너지 - 바다의 수증기 태풍의 주 동력 - 수증기가 깊은 적운으로 발달하며 방출하는 숨은 열 태풍의 발달 여부 - 에너지 공급 환경, 적운발달 조건 ① 높은 해면온도 (27도 이상) - 인접 경계층 대기의 기온이 높음 → 대기가 함유할 수 있는 수증기 절대량 증가 - 대기-해수간 기온 차가 커져 바다로부터 대기로 유입되는 수증기량 많아짐. ② 하층에 저기압성 순환기류or 상층에 발산기류 - 대규모상승기류 유도, 적운 대류활동 촉진 역할(∵경계층 공기 쉽게 포화, 상승응결고도 하강) ③ 연직시어가 작을 때 - 구름이 연직으로 발달하기에 유리 먼저 해면온도가 높을수록 인접한 경계층 대기의 기온이 높고, 그만큼 대기가 함유할 수 있는 수증기의 절대량이 늘어난다. 또한 대기-해수간 기온차가 커져 바다로부터 대기로 유입되는 수증기량도 많아진다.

7.4 강도 변화 마리아 보파 사오마이 계절풍의 영향으로 인도차이나 반도에서 필리핀 동쪽해상으로 이어진 몬순기압골과 열대수렴대가 지속적으로 세력을 뻗치고 있어 2006년 7월 말부터 8월 초까지 쁘라삐룬(6호), 사오마이(8호), 보파(9호) 가 연달아 이지역에서 발달. 특히 일본 남쪽 해상의 수온(29도) 이 평소보다 1-2도 높아, 태풍 마리아(7호)는 고위도에서 발달. Fig. 7.4.1 위성 적외채널 영상과 850hpa 유선(녹색)을 통해본 태풍과 주변기압배치도 (2006.8월 초)

7.4 강도 변화 상층 발산장이 태풍의 발달을 지원한 사례 A : 상층능의 중심 C : 상층골의 중심 열대상층대기권 기압골(TUTT) 화살표 : 태풍의 주변에서 흩어지는 시계방향의 바람이 주변기류에 의해 강화되는 통로 Fig.7.4.2. 상층의 발산장으로 인해 하층에서 수렴한 기류가 강화되어 발달하는 단계에 있는 태풍 임부도 ( 중상층 바람장 )

7.4 강도 변화 태풍 중위도 접근시 ▪ 약화 : 경압성이 강한 지역, 연직 시어 강한 지역 → 적운발달 불리 ▪ 약화 : 경압성이 강한 지역, 연직 시어 강한 지역 → 적운발달 불리 ▪ 강화 : ① 상층 기압골과 상호작용시 각운동량 공급 → 태풍의 일시적 발달 ② 육지의 젖어있는 지면의 수분 흡수 ③ 주변 대류성 소용돌이도 조직 흡수 → 태풍세력 유지

7.4 강도 변화 온대저기압으로 변질중인 태풍에 대한 모식도 한랭건조 공기의 흐름으로 대칭적 구조에 변형 남서방향의 태풍구름 조직이 와해됨 남풍 하층제트를 타고 온습한 공기의 유입을 통해 태풍의 동쪽 반원에서 대류활동 남풍하층 제트의 일부는 중위도 전선대 (경압성지역)을 만나 상승 상승기류일부는 상승, 일부는 하강 남풍하층 제트는 계속 북쪽으로 상승하다 편서풍제트를 만나 잎모양의 상층운 형성

7.4 강도 변화 변질 후 온대저기압화 과정의 태풍 : 실제사례 온대저기압화 과정의 태풍 : 실제사례 남서쪽 구름대에 건조역 파고 들어옴 → 태풍의 대칭성 잃어져 구조가 변형 → 태풍의 북동쪽에 온난전선이 강화 → 이미 폐색된 온대저기압과 유사한 비대칭적으로 변형된 태풍의 구름대 변질 후 가용위치에너지(중위도 제트류) 공급으로 다시 발달 (풍속 증가) 마찰과 찬 해수온도로 세력이 약화되어 열대저압부로 남게 됨.

7.4 강도 변화 태풍의 구조변화 - 전선지수(front parameter) B - 연직열지수(warm core parameter) –VTL 전선지수(B) : 태풍의 진행방향을 기준으로, 태풍 중심에서 500km 반경을 가진 우측반원과 좌측반원에서 각각 얻은 900-600hpa의 두께 (또는 하층 기온)의 차이. - 우측반원 두께>좌측반원 두께 : (+)값 - 값이 커질수록 전선의 구조가 뚜렷하여 온대저기압에 가까운 구조적 특징을 가짐. 연직열지수 (–VTL ) : 900-600hpa기층에서 중심 부근과 바깥의 기온의 차이 또 는 접선방향 풍속의 연직 시어. - (+)값 : 중심부근이 따뜻, 하층의 바람이 중층보다 강한 태풍의 특징. - (- )값 : 중심부근이 차가움, 하층의 바람보다 중층의 바람이 강한 온대저기압의 특징.

7.4 강도 변화 태풍의 구조변화 개념도와 구조분석결과 - 페이스 다이어그램 (phase diagram) B패턴 : 전형적인 온대저기압의 궤적 C패턴 : 온대저기압과정을 겪는 태풍 ● 6/21~9/10 : 40ºN이남 해안에 상륙한 태풍 ○ 6/21이전, 9/10이후: 40ºN이남 해안에 상륙한 태풍 ▲ 40ºN 이북 해안에 상륙한 태풍

7.5 수치예상도의 종합 활용 우리나라를 비롯한 주요 선진국의 기상센터에서 산출되는 태풍진로 예상도는 슈퍼컴에서 예측된 수치모델 자료에 상당부분 근거. 수치예상도에 나타난 태풍 진로 오차는 예측 시간이 길어질수록 점차 커져, 기상청 수치예보모델의 경우, +1일, +2일, +3일의 중심위치 오차가 각각 150km 250km 350km에 이른다. 태풍의 사례마다 정확도의 우열은 달라지므로 모든 태풍에 대해 절대적으로 우수한 수치모델자료를 산출하는 기관은 찾아보기 어렵다. 따라서 주요기상센터들은 여러나라의 수치모델자료를 종합활용하여 최종 태풍경로 예측. Fig. 7.5.1. 기상청 수치모델에서 예측한 태풍의 중심 위치 오차 비교.

7.5 수치예상도의 종합 활용 수치모델에 입력되는 초기 태풍의 직접적 관측 정보는 매우 불충분. : 해상에서 태풍에 근접한 유인관측은 불가능, 무인관측망은 매우 희박 ->태풍이 지나는 길목에서 제시간에 관측 자료를 얻기 어려움 -> 위성관측정보를 사용 강도가 약하거나 발생초기단계의 태풍, 육지에 상륙후 약화단계에 있거나 온대 저기압화의 과정을 밟고 있는 태풍에 대한 진로와 강도의 예측 정확도는 낮은 편 -> 예보 담당자의 노하우가 예보의 품질에 많은 영향을 미침. 수치모델에 입력되는 초기 태풍의 직접적 관측 정보는 매우 불충분.( 해상에서 태풍에 근접한 유인관측은 불가능, 무인관측망은 매우 희박->태풍이 지나는 길목에서 제시간에 관측 자료를 얻기 어려움-> 위성관측정보를 사용) 특히, 강도가 약하거나 발생초기단계의 태풍과, 육지에 상륙후 약화단계에 있거나 온대 저기압화의 과정을 밟고 있는 태풍에 대한 진로와 강도의 예측 정확도는 낮은편, 예보 담당자의 노하우가 예보의 품질에 많은 영향을 미침.

감사합니다 안녕하십니까. 7장 태풍에 대해 발표하게 된 박소연입니다.