기단과 전선의 형성과 변화

핵심 정리

기단은 넓은 지역에 걸쳐 기온과 습도 등 공기의 성질이 비슷한 공기 덩어리다. 발원지에서 이동한 기단은 아래에 놓인 바다나 육지와 열과 수증기를 주고받으면서 성질이 달라진다. 차가운 기단이 따뜻한 바다 위를 지나면 하층 공기가 가열되고 수증기를 얻어 불안정해질 수 있으며, 따뜻한 기단이 차가운 지표 위를 지나면 하층이 냉각되어 안정해지고 층운이나 안개가 생길 수 있다. 서로 다른 기단이 만나면 그 경계에 전선이 형성된다.

전선면은 성질이 다른 두 기단 사이의 경계가 상공까지 이어진 기울어진 전이층이고, 전선은 전선면과 지표면이 만나는 경계다. 전선면은 지표면에서 끊기지 않고 상공으로 이어지며, 전선이 통과하기 전후에도 관측될 수 있다. 온난 전선면과 한랭 전선면은 모두 찬 공기 쪽으로 기울어 있다. 따라서 지상 전선의 위치만 표시한 일기도와 상공의 전선면을 함께 생각해야 기단의 경계와 공기의 상승 방향을 바르게 해석할 수 있다.

온난 전선에서는 따뜻한 공기가 찬 공기 위로 완만하게 올라가고, 층운형 구름이 두껍게 발달한다. 한랭 전선은 찬 공기가 따뜻한 공기 아래로 파고들며 따뜻한 공기를 밀어 올리는 경계다. 한랭 전선은 온난 전선보다 이동 속도가 빠르고, 통과하면 기온이 급격히 하강한다.한랭 전선이 통과하면 기온이 급격히 하강한다. 온대 저기압에서는 온난 전선이 중심의 동쪽에, 한랭 전선이 남서쪽에 나타난다.

장마 전선은 한랭 기단과 온난 기단 사이에 형성되어 한 지역에 머무는 정체 전선이다. 폐색 전선은 빠른 한랭 전선이 온난 전선을 따라잡아 생기며, 일기도에 온난 전선과 한랭 전선의 기호가 함께 나타난다. 전선의 종류를 판단할 때는 기호뿐 아니라 전선면의 기울기, 전선 통과 전후의 기온과 풍향 변화를 함께 살핀다.

자세히

기단과 전선을 해석하는 출발점은 공기의 성질과 이동을 구분하는 것이다. 기단은 넓은 범위에서 성질이 비교적 균일한 공기이며, 이름은 대체로 공기가 형성된 지역의 특성과 관련된다. 기단은 발원지에 머물러 있을 때 그 아래 지표의 영향을 받지만, 이동하면 이전과 다른 바다나 육지 위를 지나며 변질된다. 차가운 공기가 상대적으로 따뜻한 바다 위를 이동하면 지표에서 열을 얻어 하층이 가열되고, 바다에서 수증기도 공급받는다. 하층과 상층의 온도 차가 커져 공기가 불안정해지면 상승 운동이 활발해지고 구름과 강수가 나타날 수 있다. 반대로 따뜻한 공기가 차가운 지표 위로 이동하면 아래쪽부터 냉각되어 안정해지기 쉽고, 층운이나 안개가 생길 수 있다. 따라서 ‘기단의 이름’만으로 이동 뒤의 날씨를 단정하지 말고, 이동 경로 아래의 지표가 공기보다 따뜻한지 차가운지를 먼저 비교해야 한다.

시베리아 기단은 해상을 지나면서 하층 공기가 가열되어 기온이 높아질 수 있다. 해상에서 하층이 변하는 것은 기단 전체가 같은 정도로 즉시 바뀐다는 뜻이 아니다. 먼저 지표와 접하는 하층에서 열과 수증기의 교환이 일어나고, 그 결과 하층의 기온과 습도, 안정도가 달라진다. 이 변화를 바탕으로 구름 발달 가능성을 판단한다. 따뜻하고 습한 공기를 공급하는 북태평양 고기압 가장자리에서는 남동풍이 불어 우리나라로 고온 다습한 공기가 들어올 수 있다. 정체 전선의 위치가 달라지면 한 지점이 영향을 받는 기단도 달라질 수 있다. 강수 분포와 풍향 자료를 함께 보고 전선이 어느 쪽에 있는지 판단해야 하는 이유다.

서로 다른 성질의 기단이 만나면 경계 부근에서 기온·습도·바람이 짧은 거리 안에 달라질 수 있다. 두 기단은 밀도와 온도 차가 있으므로 경계가 지표면에만 머물지 않고 상공으로 이어지는 전선면을 만든다. 전선면은 따뜻한 공기와 찬 공기가 맞닿는 전이층이며, 지표면과 만나는 선을 전선이라고 한다. 실제 경계는 두께가 있는 전이층이지만, 일기도에서는 좁은 경계를 선과 기호로 간략하게 나타낸다. 전선면이 기울어져 있다는 것은 한쪽 기단이 다른 기단 위로 올라가거나, 찬 공기가 따뜻한 공기 아래로 파고드는 구조와 연결된다. 온난 전선면은 온난 기단이 한랭 기단 위로 올라타는 경계다. 온난 전선면은 온난 전선 앞쪽 상공에 나타나며, 한랭 전선이 통과한 뒤에는 존재하지 않는다.

전선면의 기울기와 구름은 전선의 종류를 구별하는 단서다. 온난 전선에서는 따뜻한 공기가 찬 공기를 밀어내며 완만하게 상승한다. 상승이 넓은 구역에서 이어지므로 층운형 구름이 두껍게 발달할 수 있다. 한랭 전선에서는 이동하는 찬 공기가 따뜻한 공기 아래로 파고들어 따뜻한 공기를 빠르게 밀어 올린다. 두 전선의 공통점은 전선면이 상공까지 이어지고, 경계에서 공기의 상승과 구름 발달이 가능하다는 점이다. 차이는 공기가 상승하는 방식과 전선의 이동 속도, 통과 때의 기상 변화에 있다. 온난 전선은 따뜻한 공기가 찬 공기 위로 완만히 올라가는 구조이고, 한랭 전선은 찬 공기가 따뜻한 공기의 아래로 파고드는 구조다. 온난 전선면과 한랭 전선면은 모두 찬 공기 쪽으로 기울어 있다.