안녕하세요. 박조훈 전문가입니다.
지구과학·천문우주
Q. 고기압과 저기압성질의 바람이 어떻게 다른건가요
고기압과 저기압은 대기의 압력차이에 의해서 나타나며 고기압은 대기압이 주변보다 높은 영역으로서 중심에서 바깥으로 확신되며 차갑고 건조하며 하강하는 공기의 특성을 가지게 됩니다. 맑고 건조한 날씨를 가지는 특징이 있으며 저기압의 경우 대기압이 주변보다 낮은 영역으로서 주변에서 중심으로 수렴하고 따뜻하고 습하며 상승하는 공기로 흐리거나 비가 오는 날씨를 가지게 됩니다. 고기압에서의 바람은 하강기류로 인하여 아래로 내려오는 공기가 중심에서 바깥으로 나타나게 되며 약하고 바람이 일정하게 불게 되어 차분한 날씨를 가지게 되지요. 이에 따라 건조하고 맑은 날을 가지게 된답니다. 저기압의 경우 따뜻하고 습한 공기가 상승하며 구름을 형성하게 되는데 주변에서 중심으로 바람이 움직이고 강한 바람이 자주 발생하게 되고 습도가 높아 구름이 많고 비나 눈이 내릴 확률이 높아지게 된답니당! 바람에 있어서 강풍은 기압의 경도에 따라서 나타나며(기압의 차이) 저기압에서 중심으로 갈수록 기압이 급격하게 낮아지게 되면서 바람이 강하게 불게 된답니다!
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Q. 어떤 지역이 날씨 변동성이 크고 예측이어려운건가요
날씨 변동이 크고 예측이 어려운 것은 다양한 기후 요인이 충돌하는 지점, 지형적 특성이 복잡한 지역, 극한 기후 조건을 가진지역 등의 여러가지 변수가 있기 때문인데요~ 열대 해양 지역에서 발생하는 태풍이나 허리케인의 경우 갑자기 형성되기도 하며 경로와 강도를 예측하기가 매우 어렵습니다. 기온이나 해수면의 온도, 대기의 압력 등의 작은 변화에도 폭풍의 강도와 경로가 크게 달라지게 되지요. 미국 중서부 지역이나 유럽의 서부, 한국, 일본등에서도 찬 공기와 따뜻한 공기가 자주 충돌하면서 급격한 날씨변화를 야기시키게 됩니다. 또한 히말라야와 같은 고산지대에서도 고도에 따라 기온 변화, 바람의 상승과 하강이 복잡하게 상호작용하게 되며 사막과 인접한 사하라 사막 주변, 중동 등에서도 낮과 밤의 온도 차이로 인하여 갑작스러운 폭우나 모래 폭풍 등이 발생할 가능성이 있습니다. 이들에 대한 데이터를 얻기가 굉장히 힘들며 얻게 되더라도 빠르게 변화하게 되며 복잡한 지형으로 예측이 어렵다고 합니다!
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Q. 카오스이론이 가장 잘먹히는 분야와 정확히 무엇인가요
카오스 이론이란 초기 조건의 미세한 차이가 시간이 지남에 따라 매우 큰 차이르 초래한다는 비선형 동적 시스템을 행동으로 연구하는 수학적이론으로서 초기 상태의 미세한 변화가 시간이 지남에 따라 큰 영향을 미치고 출력이 입력에 비례하지 않으며, 작은 변화가 예측 불가능한 결과를 초래할수 있꼬 시스템은 결정론적으로 동작하지만 예측 불가능한 행동을 하게 된다는 상태에서 시작합니다. 카오스 이론의 대표적인 개념으로 나비효과가 있지요. 작은 초기 조건의 변화가 예측할 수 없는 거대한 결과로 이어질수 있음을 상징적으로 표현한 것이며 초기 조건 민감성, 비선형 동적 시스템, 프랙탈 구조, 결정론적 무질서 등에 의한 핵심적인 내용을 바탕으로 기상 및 기후 예측, 금융 및 경제 예측, 유체역학 및 난류 예측, 생태계 및 생물학예측, 전기회로 및 전력 시스템 예측, 천체역학 및 우주 탐사 예측에 주요하게 사용하게 된답니다. 카오스 이론을 설명하기 위한 수학적 예제로 로렌츠 방정식을 사용하고 있으며 dz/dt=xt-bz를 통해(x,y,z는 시스템의 상태를 나타내며 시간에 따라 변화), b(상수) 이를 통하 초기 조건에 매우 민감하고 초기값이 달라지면 완전히 다른 궤적을 나타내게 해준다는 특징을 가지지요!
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Q. 기후와 기상예측은 어떻게다르고 어떤식으로 이루어지나요
기후는 일정기간에 걸친 한 지역의 평균적인 날씨 패턴을 의미하며 평균적으로 30년 이상을 의미한답니다. 장기적인 관찰과 분석을 통해 평균 온도, 강수량, 풍속, 습도 등을 결정하게 되며 기상은 단기적으로 발생하는 대기의 상태로서 단기적인 대기의 상태를 실시간으로 관찰하고 예측하게 된답니다.기후 예측은 장기적인 기상 데이터와 기후 모델을 사용하며 위성, 지상기상관측소, 해양부표, 대기 샘플링 등의 데이터들을 통하여 30년 이상의 데이터를 분석하고 평균적으로 기후 패턴을 파악하는 것이지요. 기상의 예측은 단기적인 기상 변화를 빠르고 정확하게 예측하기 위하여 실시간으로 데이터를 수집하며 구름, 강수, 대기 상태를 기상위성을 통하여 관찰하고 레이더를 통하여 강수나 폭풍우의 위치나 이동을 감지하게 하고 지상의 기상 관측소에서 온도, 습도, 기압, 풍속 등의 실시간 자료를 수집하고 수치 예보모델에 수학적 방정식을 통하여 대기의 상태를 예측하는것 이지요~대표적으로 KMA(한국 기상청 모델), GFS(미국 기상 모델), ECMWF(유럽 기상모델)등이 있습니다.
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Q. 올해 여름은 작년과 비교시 평균기후가 어떨까요
2024년은 산업화 이전대비 기온이 1.55도 정도 상승한것으로 알려져있으며 역사상 가장 더운 해로 기록되어 있습니다. 극단적인 더위의 원인으로서는 엘리뇨현상과 온실가스 양의 증가가 영향을 준것으로 보고 있으며 2025년엔 엘리뇨보다 라니냐의 해로 예상되고 있기에 전반적으로 기온이 낮을것으로 생각하고 있습니다. 하지만 라니냐는 태풍의 증가와 강수량을 늘리게 하여 국지적인 폭염과 집중호등의 이상기후 현상이 나타날 것으로 보고 있습니다.