온대 저기압과 고기압의 수렴·발산

핵심 정리

지상에서 주위보다 기압이 낮은 곳을 저기압이라 하고, 주위보다 기압이 높은 곳을 고기압이라 한다. 같은 고도에서 지상 온대 저기압 중심의 기압은 주변보다 낮다. 기압이 낮다는 사실은 등압선이 촘촘한지와 구별해야 한다. 저기압 중심의 기압은 등압선 간격이 더 좁지 않더라도 주변보다 낮을 수 있다. 북반구 저기압 중심부에서는 주변 공기가 모여 수렴하고 상승 기류가 발달한다. 저층 공기의 수렴은 상승 기류를 만든다.

지상 고기압에서는 공기가 지표 부근에서 바깥으로 퍼지고 상공에서 하강하는 흐름이 나타난다. 고압부에서는 하강 기류가, 저압부에서는 상승 기류가 우세하다. 지상 고기압은 상층에서 공기가 수렴하는 곳에 나타난다. 반대로 상층에서 공기가 발산하면 지상에는 저기압이 발달하며, 상층 발산이 저층 수렴보다 크면 지상 저기압이 발달한다.

상층 편서풍 파동의 기압골은 등고선이 낮은 고도 쪽으로 굽어 내려간 곳이며, 기압마루는 주변보다 등고선 높이가 높은 곳이다. 기압골 동쪽이나 기압마루 서쪽에서는 공기가 발산한다. 기압골 앞쪽에서는 발산하고 뒤쪽에서는 수렴한다. 상층 기압골 앞쪽 하층에서는 지상 기압이 낮아져 저기압이 발달하고, 온대 저기압의 지상 저기압은 상층 기압골 동쪽 아래에서 발달한다.

자세히

공기의 수렴과 발산은 일정한 공간으로 공기가 모여드는지, 그 공간에서 빠져나가는지를 나타낸다. 수렴하는 공기는 한곳에 계속 쌓일 수 없으므로 대체로 위쪽으로 움직이고, 발산하는 공기 흐름이 있으면 아래쪽에서 공기가 이를 채우는 하강 흐름이 나타날 수 있다. 따라서 지상 부근의 수렴·발산과 상층의 발산·수렴은 서로 연결해 판단해야 한다. 지상 저기압에서는 저층 공기가 중심을 향해 모이고 상승하며, 상층에서 공기가 빠져나가는 흐름이 저기압의 발달과 관련된다. 지상 고기압에서는 지표 부근의 공기가 중심에서 바깥으로 퍼지며, 상층에서 공기가 모이고 하강하는 흐름과 짝을 이룬다. 높이별 공기 흐름을 구별하면 지상 기압의 변화를 판단하기 쉽다.

저기압과 고기압의 중심을 판별할 때는 먼저 지상 등압선과 기압값을 본다. 지상에서 주변보다 기압이 낮은 중심이 저기압이고, 기압이 높은 중심이 고기압이다. 등압선 간격은 기압 경도의 크기와 관련된 정보이지, 중심 기압의 높고 낮음을 대신하는 기준이 아니다. 따라서 선이 촘촘한 곳을 무조건 저기압 중심으로 정하거나, 선 간격만으로 중심과 주변의 기압 대소를 뒤집어서는 안 된다. 기압값이 직접 주어지면 중심과 주변 값을 비교하고, 등압선만 주어지면 폐곡선의 배치와 기압 표시를 함께 살핀다.

상층 일기도에서는 등압면의 높이를 나타내는 등고선을 읽는다. 등고선이 낮은 고도 쪽으로 길게 굽은 곳이 기압골이고, 높은 고도 쪽으로 불룩하게 나온 곳이 기압마루다. 여기서 골과 마루는 지상 기압의 저기압·고기압 중심을 그대로 가리키는 이름이 아니다. 상층 등고선이 어느 방향으로 굽는지를 나타내는 지형적 모양의 구분이다. 따라서 그림에서 남쪽으로 내려간 굽이를 골로, 북쪽으로 올라간 굽이를 마루로 판단하는 식으로 기준을 고정해야 한다. 기압골은 상층 등고선이 낮은 고도 쪽으로 골을 이루는 곳이다. 기압 마루는 등고선 높이가 주변보다 높은 곳에 형성된다.

편서풍 파동과 수렴·발산을 연결할 때는 기압골의 앞과 뒤를 구별한다. 북반구 상층의 기압골은 남쪽으로 처진 등고선의 굽이이며, 그 동쪽은 골의 앞쪽, 서쪽은 뒤쪽이다. 기압골 앞쪽에서는 상층 공기가 발산하고, 뒤쪽에서는 상층 공기가 수렴한다. 상층 기압골 앞쪽에서는 공기가 발산하고 기압골 뒤쪽에서는 공기가 수렴한다. 상층 기압골의 앞쪽 지상 저기압 부근에서도 상층 공기가 발산한다. 이때 상층 발산에 대응하여 지상에서는 공기가 상승하고 저기압이 발달할 수 있다. 상층에서 공기가 발산하면 지상의 저기압 중심 기압은 낮아진다. 온대 저기압의 지상 저기압은 상층 기압골의 동쪽 아래에서 발달한다.

반대로 기압골 뒤쪽의 상층 수렴은 하강 흐름과 지상 고기압 형성에 연결될 수 있다. 상층 기압골 아래 지상에서 공기가 발산하는 상황을 함께 제시한 진술도 있으므로, 기압골의 앞·뒤를 먼저 확인한 다음 해당 위치의 지상 흐름을 판단한다. 상층 기압골 뒤쪽 고기압 부근에서는 하강 기류가 나타난다. 온대 저기압 기압계에서 고기압은 상층 기압골 아래에서 하강 기류에 의해 형성되는 경우가 많다. 상층 기압골 아래 지상에서는 공기가 수렴하지 않고 발산한다. 이를 외울 때 ‘골 아래는 언제나 지상 수렴’처럼 위치만으로 단정하면 안 된다. 상층의 수렴·발산과 지상의 수렴·발산은 높이에 따른 공기 흐름의 연결로 읽어야 한다.