좀딱의 또다른 세상

일반적으로 태풍의 이동방향은 이렇다. 발생 직후 저위도에서는 북서쪽으로 진행하고, 중위도에 접어들면 진로가 북동쪽으로 바뀌게된다. 이 중에서 태풍이 저위도에서 서쪽으로 진행하고 중위도에서 동쪽으로 진행하는 것은 그 지역의 풍계로 쉽게 설명된다. 저위도에서는 동풍 계열의 무역풍이 불고, 중위도에서는 서풍 계열의 편서풍이 불기 때문에, 이들 바람의 영향으로 태풍의 진로가 달라진다. 그렇다면 태풍이 북상하는 이유는 어떻게 설명할 수 있을까 ? 크게 세 가지 설명이 있다. 1. 대기 대순환 지구에서 나타나는 지구 규모의 대기 순환을 대기 대순환 이라고 한다. 대기 대순환은 기본적으로 열적 순환이다. 적도에서 상승해서 극에서 하강하는 거대한 하나의 순환이다. 그런데, 지구가 자전하기 때문에 거대한 하나의 순환은 다시 세 개의 작은 순환으로 나누어진다. 저위도 지역의 해들리 세포 , 중위도 지역의 페렐 세포 , 고위도 지역의 극세포 가 그것이다. 출처: 기상백과 태풍에 영향을 끼치는 세포는 해들리 세포와 페렐 세포이다. 이 두 세포의 순환을 살펴보면, 상공에서는 항상 남풍 계열이 불고 있다. 따라서 태풍 역시 상공의 이 남풍 계열의 바람에 영향을 받아, 북상한다고 설명할 수 있다. 하지만, 지상에서 보면 페렐 세포의 경우 남풍 계열의 바람이 불지만, 해들리 세포의 경우 북풍 계열의 바람이 분다. 태풍이 발생한 직후에는 주로 해들리 세포의 영향을 받는데, 지상에서 북풍 계열의 바람이 불므로, 북상하는데 방해를 받게 된다. 결국 해들리 세포에서 상공과 지상에서는 서로 다른 방향으로 바람이 분다. 따라서 상층 대기의 흐름으로 태풍의 북상을 설명하는 것은 부족함이 있다. 2. 전향력 + 북태평양 고기압 전향력 은 지구가 자전하기 때문에 나타나는 겉보기 힘으로 북반구에서는 운동 방향의 오른쪽으로 작용한다. 따라서 북반구에서 일정 공간 규모 이상으로 운동하는 물체는 점점 오른쪽으로 방향이 바뀌는 것처럼 보인다. 이를 태풍에 적용해 보...

태풍은 저기압의 일종이다. 그럼에도 불구하고, 태풍은 일반 저기압과는 다른 특징을 보이는데, 태풍의 눈이 대표적이다. 일반 저기압 중심에서는 상승 기류가 지배하지만, 태풍의 중심부에서는 강한 상승 기류 속에 약한 하강 기류가 나탄나다. 이 약한 하강 기류 때문에 구름이 사라져, 위성 사진으로 보면 이 부분만 구멍이 뚫린 것처럼 보인다. 이러한 까닭으로 이 중심부를 태풍의 눈이라 부른다. 결국 태풍의 눈은 중심부의 약한 하강 기류 때문에 나타나는 현상인데, 이 약한 하강 기류가 어떻게 발생하는 것일까 ? 우선 태풍의 구조부터 살펴보자. 출처: http://blog.daum.net/starynights/26 이 그림을 보면, 태풍 주변부에서 바람이 들어와 위쪽으로 빠져나가고, 그 일부가 중심부에서 아래쪽으로 내려오고 있음을 알 수 있다. 이 과정을 따라가 보자. 주변부에서 바람이 중심으로 들어갈 때 바람의 속력은 점점 증가한다. 이는 각운동량 보존법칙 때문이다. 각운동량은 회전의 중심으로부터 떨어진 거리와 선운동량(질량과 속도의 곱)의 곱으로 계산된다. 식으로 표현하면 이렇다. L = r x m x v (L: 각운동량, r : 중심거리, m : 질량, v : 속도) 그런데 중심으로 들어갈수록 중심거리 r 이 작아진다. 질량 m 은 일정하므로, 각운동량 L 이 보존되기 위해서는 속도 v 가 증가해야 한다. 따라서 바람의 속력이 점점 빨라지는 것이다. 이를 설명하기 위한 가장 대표적이 예는 피겨 스케이터의 회전이다. 팔을 벌리고 있다가 팔을 가슴으로 끌어 안으면서 회전 속도가 점점 빨라지는 것과 같은 이치이다. 바람이 안쪽으로 계속해서 들어가는 이유는 기압경도력과 전향력 및 마찰력의 영향이다. 태풍도 저기압이기 때문에 기압경도력은 안쪽을 향한다. 기압경도력만 있다면 그대로 중심을 향하겠지만, 전향력과 마찰력의 영향으로 안쪽으로 회전하면서 들어가게 된다. 그런데 회전하는 물체는 원심력을 받게 된다. 이 원심력은 공기를 바깥쪽으로 빠...