천둥·번개 비, 장마 신호탄? 장마 수분은 어디서 오나
천둥·번개 비, 장마 신호탄? 장마 수분은 어디서 오나
  • 강지희
  • 승인 2019.06.18 16:45
  • 조회수 2336
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비 참고 이미지. 출처: pixabay
비 참고 이미지. 출처: pixabay

오늘 18일 오전 중부지방에서 천둥 번개를 동반한 많은 비가 내렸습니다. 시간당 20mm 안팎의 소나기가 내리는 곳도 있었는데요. 기상청은 "18일은 북한에서 남동진하는 기압골의 영향을 받아 전국이 대체로 흐린 가운데 서울 및 경기도와 강원도, 충북 북부에는 가끔 비가 오겠으나 오후에는 소강 상태를 보이는 곳이 많겠다"고 예보했습니다. 

 

장마는 왜 발생하는 것인가

이제 곧 장마철이 다가오는데요. 장마가 일어나는 근본적인 원인은 오호츠크해 기단과 북태평양 기단 사이에 정체전선이 만들어지기 때문입니다. 둘 다 습한 기단이기 때문에 두 기단이 만든 전선은 비를 많이 내리게 합니다.

 

북태평양 고기압의 확장에 따라서 장마는 제주에서 시작해 남부 중부 지방으로 북상합니다. 다만 장마전선의 상태가 다르기 때문에 남부 지방에서 먼저 시작하거나 비가 오지 않을 수도 있으며 중부지방에 집중호우가 생기는 등 여러 경우의 장마 형태를 만들어 냅니다.

 

장마는 두 기단의 정체전선이 만들어냅니다. 하지만 여름 장마철 수분의 기원은 정확는 알려지지 않았는데요. 지난해 <Scientific Reports>에 게재된 논문에 따르면 원인은 남반구 공기 때문이라고 합니다. 

 

장마 기간, 적도 공기가 동북아로 온다?

 

한국을 비롯한 동북아 여름 장마철 수분의 기원에 대한 새로운 역학적 연구 결과가 보고됐습니다. 대기중에 극미량으로 존재하는 할로겐화합물의 농도 변화를 분석한 결과, 4,000km 거리의 남반구 공기가 동북아시아로 빠르게 이동하여 장마에 지속적으로 영향을 주고 있었다고 합니다. 동북아시아의 여름 몬순 기간에는 연강수량의 50% 수준의 비가 내립니다. 이는 지역경제와 사회, 문화에 큰 영향을 끼치죠. 장마의 변동성 이해와 예측을 위해 장마 기간 동안의 공기와 수분의 이동에 대한 연구가 필수적이었습니다. 

 

하지만 기존 연구 모델은 장마 기간의 수분 연구가 북태평양, 북인도양 혹은 동중국해에 국한돼 있었습니다. 각 해석들이 큰 차이를 나타내 논란이 이어졌죠. 이 연구에서는 남반구 적도 지역의 환경이 우리 장마 현상과 변동성에 영향을 준다는 사실을 제시했습니다.

2008년부터 2013년 동안 관측된 대기 중 HFC-152a의 농도 변화. 출처: 한국연구재단
2008년부터 2013년 동안 관측된 대기 중 HFC-152a의 농도 변화. 출처: 한국연구재단

경북대학교 박선영 교수를 포함한 연구팀은 제주도에 위치한 온실기체 관측센터에서 6년 간 실시한 관측 자료를 분석했습니다. 그 결과 할로겐화합물 중 수불화탄소류(HFCs)의 농도가 매년 장마 기간에만 남반구 적도지역 만큼 급격히 낮아지는 것을 발견했다고 합니니다. 

 

참고로 할로겐화합물은 염소나 불소가 탄소 혹은 황과 결합한 형태의 화합물을 통칭하며 염화불화탄소, 수소염화불화탄소, 수불화탄소, 과불화탄소, 육불화황, 염화탄소류 등이 있습니다. 수불화탄소는 북반구 산업지역에서 집중 배출되기 때문에 남반구와 북반구 간의 농도 차이가 극명하게 차이나는 물질입니다. 즉, 연구팀은 장마철 1~2일만의 급격한 변화가 대규모의 공기가 위도를 가로질러 빠르게 이동한다는 직접적인 증거라고 설명했습니다.

유사한 유형의 공기 그룹을 분류했다. 출처: 한국연구재단
유사한 유형의 공기 그룹을 분류했다. 출처: 한국연구재단

또한 연구진은 동북아시아의 여름철 공기 흐름을 역추적한 뒤 유사한 유형의 공기 그룹을 분류했습니다. 그 결과 남반구 적도 기원의 공기가 해양성 공기의 40%를 이루고 있음을 제시했습니다. 또 남반구 적도 기원의 공기가 동북아시아를 장악하는 동안 전체 장마 강수량의 50% 이상의 비가 온다는 것을 입증했습니다.

 

박선영 교수는 "몬트리올 의정서, 교토의정서 등 국제 협약에 의해 규제된 주요 화학성분은 공기의 급격한 변화를 감지할 수 있는 공기 이동의 추적자로서 기상역학 모델의 개선과 검증에 중요한 역할을 한다"고 설명했습니다. 또 "화학 추적자의 활용화 함께, 직접적인 수분 추적자인 강수 내 산소동위원소를 분석하고 대기 중 수분 이동과 분포를 입자확산모델로 확인하는 연구를 진행중에 있다"고 후속 연구 계획을 밝혔습니다. 


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