고기압 경도풍과 저기압 경도풍의 속력 비교

경도풍이란 상공에서 등압선이 원형일 때, 기압경도력, 전향력, 구심력의 균형으로 원운동을 하는 바람이다. 고기압과 저기압에서 이 힘들의 균형 관계가 차이가 나는데, 이를 확인하고 이로부터 고기압과 저기압에서 나타나는 경도풍의 속력을 비교해보자.

고기압

고기압은 중심부의 기압이 주변보다 높으므로, 기압경도력의 방향은 바깥쪽을 향한다. 기압경도력 때문에 일어난 바람은 전향력의 영향으로 북반구에서는 진향방향의 오른쪽으로 이동방향이 꺾이는데, 이는 전향력과 기압경도력이 정반대의방향이 될 때까지 계속된다. 그런데 앞서 말했듯이 경도풍은 원운동을 한다. 원운동을 하기 위해서는 구심력이 필요하다. 이 구심력은 바로 전향력과 기압경도력의 차이에서 발생한다. 곧,

구심력 = 전향력 - 기압경도력 ----- (1)

이 된다.

저기압

저기압에서는 고기압에서와는 반대 현상이 나타난다. 왜냐하면 저기압은 중심부의 기압이 주변부보다 낮아, 바람을 일으키는 근본적인 힘인 기압경도력의 방향이 안쪽을 향하기 때문이다. 이에 따라 전향력은 바깥쪽을 향하게 되고, 구심력의 크기는 아래와 같이 결정된다.

구심력 = 기압경도력 - 전향력 ----- (2)

속력 비교 

이제 식 (1) 과 식 (2) 를 각각 전향력에 대해 정리해 보면,

식 (1): 전향력 = 기압경도력 + 구심력 ----- (3)

식 (2): 전향력 = 기압경도력 - 구심력 ----- (4)

이 된다. 이 때, 식 (3)과 식 (4)를 비교하면, 식 (3)의 전향력이 식 (4) 의 전향력보다 크다. 그런데 전향력(=fV)은 속도에 비례하므로, 식 (3)의 속력이 식 (4)의 속력보다 크다. 다시 말해서, 고기압과 저기압의 규모가 동일하고, 기압경도력(등압선의 간격)과 구심력(기압경도력과 전향력의 차이) 따위가 모두 같을 때, 고기압의 경도풍이 저기압의 경도풍보다 빠르다.