등학교에서 사용되는 고급지구과학 교과서에서는 서풍이 대규모 산맥을 넘어갈 때 풍하측에 파동이 발생하는 현상을 개략적인 그림으로 제시하여 간략히 이론적으로만 설명하고 있다. 이 현상은 편서풍 파동 현상으로 산을 넘어가는 공기 기둥의 소용돌이도(잠재와도) 보존 이론으로 설명될 수 있다. 그러나 우리나라와 같이 소규모 산맥이 존재하는 지역에서 관측자료를 바탕으로 중규모 편서풍 파동 현상에 대한 사례 연구는 부재하였다. 또한 서풍에 의한 파동이 형성되는 조건인 산맥의 폭과 길이에 따라 서풍의 풍속, 지속시간을 명확히 규정한 선행연구는 미미하다. 따라서 본 연구에서는 우선적으로 소백산맥을 대상으로 근처의 지표 관측소에서 관측한 지역별 상세관측자료를 이용하여 파동이 실제로 형성되는 지 확인하였다. 또한 소백산맥에 의하여 지표 근처에서 서풍 파동이 생성되기 위한 서풍의 최저속도인 임계 속도를 이론적으로 유도하여, 대략 $0.6m\;s^{-1}$의 값을 구하였다. 더 나아가 기상청 2014년 지역예보모델의 4-차원 자료동화 자료를 추가하여 소백산맥 풍하측 서풍 파동 발생의 연중 빈도와 서풍 파동의 진행 발달과정을 고도별로 분석하였다. 발생한 서풍 파동은 meso-${\beta}$ 또는 -${\gamma}$ 규모였다. 파동의 생성 및 소멸은 풍속 또는 풍향과 밀접한 관계가 있으며, 풍속이 감소함에 따라 산맥에 의한 서풍 파동은 점차 소멸되었다. 서풍이 강할수록 상층에 meso-${\beta}$ 규모의 파장을 갖는 와도 생성 비율이 높았다. 분석 범위를 동아시아 권역으로 넓혔을 때 중국 동북부 옌산 산맥에서도 서풍 파동 현상을 확인할 수 있었다. 본 연구의 결과는 유체지구에 대한 이론과 현상의 이해, 특히 우리나라 산맥에 의해 발생하는 대기의 파동 현상을 실제 관측 자료를 바탕으로 이해를 돕는 교육 자료로 활용될 수 있다.
등학교에서 사용되는 고급지구과학 교과서에서는 서풍이 대규모 산맥을 넘어갈 때 풍하측에 파동이 발생하는 현상을 개략적인 그림으로 제시하여 간략히 이론적으로만 설명하고 있다. 이 현상은 편서풍 파동 현상으로 산을 넘어가는 공기 기둥의 소용돌이도(잠재와도) 보존 이론으로 설명될 수 있다. 그러나 우리나라와 같이 소규모 산맥이 존재하는 지역에서 관측자료를 바탕으로 중규모 편서풍 파동 현상에 대한 사례 연구는 부재하였다. 또한 서풍에 의한 파동이 형성되는 조건인 산맥의 폭과 길이에 따라 서풍의 풍속, 지속시간을 명확히 규정한 선행연구는 미미하다. 따라서 본 연구에서는 우선적으로 소백산맥을 대상으로 근처의 지표 관측소에서 관측한 지역별 상세관측자료를 이용하여 파동이 실제로 형성되는 지 확인하였다. 또한 소백산맥에 의하여 지표 근처에서 서풍 파동이 생성되기 위한 서풍의 최저속도인 임계 속도를 이론적으로 유도하여, 대략 $0.6m\;s^{-1}$의 값을 구하였다. 더 나아가 기상청 2014년 지역예보모델의 4-차원 자료동화 자료를 추가하여 소백산맥 풍하측 서풍 파동 발생의 연중 빈도와 서풍 파동의 진행 발달과정을 고도별로 분석하였다. 발생한 서풍 파동은 meso-${\beta}$ 또는 -${\gamma}$ 규모였다. 파동의 생성 및 소멸은 풍속 또는 풍향과 밀접한 관계가 있으며, 풍속이 감소함에 따라 산맥에 의한 서풍 파동은 점차 소멸되었다. 서풍이 강할수록 상층에 meso-${\beta}$ 규모의 파장을 갖는 와도 생성 비율이 높았다. 분석 범위를 동아시아 권역으로 넓혔을 때 중국 동북부 옌산 산맥에서도 서풍 파동 현상을 확인할 수 있었다. 본 연구의 결과는 유체지구에 대한 이론과 현상의 이해, 특히 우리나라 산맥에 의해 발생하는 대기의 파동 현상을 실제 관측 자료를 바탕으로 이해를 돕는 교육 자료로 활용될 수 있다.
The westerly waves generation is described in the advanced earth science textbook used at high school as follows: as westerly wind approaches and blows over large mountains, the air flow shows wave motions in downwind side, which can be explained by the conservation of potential vorticity. However, ...
The westerly waves generation is described in the advanced earth science textbook used at high school as follows: as westerly wind approaches and blows over large mountains, the air flow shows wave motions in downwind side, which can be explained by the conservation of potential vorticity. However, there has been no case study showing the phenomena of the mesoscale westerly waves with observational data in the area of small mountains in Korea. And thus the wind speed and time persistency of westerly winds along with the width and length of mountains have never been studied to explain the generation of the westerly waves. As a first step, we assured the westerly waves generated in the downwind side of Sobaek mountains based on surface station wind data nearby. Furthermore, the critical or minimum wind velocity of the westerly wind over Sobaek mountains to generate the downwind wave were derived and calcuated tobe about $0.6m\;s^{-1}$ for Sobaek mountains, which means that the westerly waves could be generated in most cases of westerly blowing over the mountains. Using surface station data and 4-dimensional assimilation data of RDAPS (Regional Data Assimilation and Prediction System) provided by Korea Meteorological Agency, we also analyzed cases of westerly waves occurrence and life cycle in the downwind side of Sobaek mountains for a year of 2014. The westerly waves occurred in meso-${\beta}$ or -${\gamma}$ scales. The westerly waves generated by the mountains disappeared gradually with wind speed decreasing. The occurrence frequency of the vorticity with meso-${\beta}$ scale got to be higher when the stronger westerly wind blew. When we extended the spatial range of the analysis, phenomena of westerly waves were also observed in the downwind side of Yensan mountains in Northeastern China. Our current work will be a study material to help students understand the atmospheric phenomena perturbed by mountains.
The westerly waves generation is described in the advanced earth science textbook used at high school as follows: as westerly wind approaches and blows over large mountains, the air flow shows wave motions in downwind side, which can be explained by the conservation of potential vorticity. However, there has been no case study showing the phenomena of the mesoscale westerly waves with observational data in the area of small mountains in Korea. And thus the wind speed and time persistency of westerly winds along with the width and length of mountains have never been studied to explain the generation of the westerly waves. As a first step, we assured the westerly waves generated in the downwind side of Sobaek mountains based on surface station wind data nearby. Furthermore, the critical or minimum wind velocity of the westerly wind over Sobaek mountains to generate the downwind wave were derived and calcuated tobe about $0.6m\;s^{-1}$ for Sobaek mountains, which means that the westerly waves could be generated in most cases of westerly blowing over the mountains. Using surface station data and 4-dimensional assimilation data of RDAPS (Regional Data Assimilation and Prediction System) provided by Korea Meteorological Agency, we also analyzed cases of westerly waves occurrence and life cycle in the downwind side of Sobaek mountains for a year of 2014. The westerly waves occurred in meso-${\beta}$ or -${\gamma}$ scales. The westerly waves generated by the mountains disappeared gradually with wind speed decreasing. The occurrence frequency of the vorticity with meso-${\beta}$ scale got to be higher when the stronger westerly wind blew. When we extended the spatial range of the analysis, phenomena of westerly waves were also observed in the downwind side of Yensan mountains in Northeastern China. Our current work will be a study material to help students understand the atmospheric phenomena perturbed by mountains.
* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.
문제 정의
Bolin (1950)은 이를 설명한 식의 유도를 제시하였으나 구체적인 과정이 생략되어 있다. 따라서 본 연구에서는 위치 소용돌이도 보존식으로부터 곡률 반경에 대한 미분 기하학 내용을 응용하여 파동이 발생할 수 있는 임계 속도 산출 과정을 자세히 유도하여 다음과 같이 제시하였다.
2960, 2970, 2980, 2990 gpm은 서풍이 소백산맥을 넘어갈 때 파동을 나타낸 지위고도선으로 이 선들이 다른 지역에서도 파동을 형성하고 있었다. 또한, 파동이 형성된 지역이 어떤 지형적 특징을 갖고 있는지 알아보았다.
본 연구는 산맥을 넘어가는 기류가 산맥의 풍하측 상공에서 사행하는 현상인 편서풍 파동을 2014년 우리나라 소백산맥 지역에 대하여 실제 관측 자료를 이용하여 이 현상이 발생하는지 확인하였고, 기압층별 시간에 따른 발달 과정을 가시화하여 제시하였다. 본 연구의 결과는 이론적으로 설명되는 현상이 실제 중규모에서도 발생하고 있음을 보여주며, 고급지구과학 교과서에 이론적으로만 설명되어 있는 편서풍 파동 현상을 가시화하여 보여줄 수 있는 교육 자료로 활용될 수 있다.
, 2016). 본 연구에서는 소백산맥에 의한 편서풍 파동 발생을 2014년 한 해에 대해 자료를 가시화하여 분석하였다.
특히, 편서풍 파동이 발생하는 속도의 정량적인 분석에 대해서는 지속적인 연구를 통해 그 원인을 밝혀야 하고, 풍속의 최댓값을 구하는 과정도 필요하다. 본 연구에서는 임계 속도에 따른 파동의 생성을 수식적으로 유도하였으나 편서풍 파동의 생성 유무에만 중점을 두어서 분석하였다. 임계 속도 이상에서 파동이 모두 발생하지 않은 이유와 임계 속도 이하에서 다시 되돌아오는 파동의 움직임에 대해서는 추가적인 연구가 필요하며 앞으로 산맥 이외의 다양한 변수를 고려한 연구가 진행되어야 할 것이다.
이에 본 연구에서는 우선적으로 서풍계열의 기류가 산맥을 넘어 파동을 형성할 수 있도록 해주는 임계속도를 수식적으로 유도하여 제시하였고, 이를 소백산맥에 적용하여 임계 속도를 계산하였다. 소백산맥을 넘어가는 기류에서 보이는 편서풍 파동 현상을 확인하고 발달과정을 분석하였다.
가설 설정
소규모 산맥에 의한 영향을 입증하기 위해 위도변화에 따른 코리올리 매개변수의 변화를 무시하고,산맥에 수직으로 통과하는 매우 좁은 흐름이 있다고 가정해 보자. 공기 기둥이 이동할 때 수직적으로 수축하면 수평적으로는 늘어난다.
제안 방법
700 hPa 지위고도장으로 우리나라 주변 기압배치와 고·저기압의 접근 여부를 살펴보았다.
기상청 기상월보에 보고되는 일별 기상 자료 중 바람(풍향과 풍속) 자료를 이용하여 지표면 부근에서 소백산맥을 넘는 기류가 서풍 계열에 해당하는 지 확인하였으며, 지상에 파동이 발생했는지를 알아보기 위해 지역별 상세관측자료 중 바람벡터를 활용하였다. 소백산맥과 연관되어 지표면 상공에서의 편서풍 파동 현상을확인하기 위한 RDAPS는 2014년 일 년의 기간에 대하여 등압면 예보 초기 자료를 사용하였다.
또한, 기상월보의 일별기상자료를 분석하여 소백산맥을 넘기 전 풍상측 지역에 위치한 추풍령관측소(위도 36o13', 경도 127o59', 해발고도 244 m)를 선정하여 풍향이 서풍계열(북서-북-남서)인 날을 확인하였다.
본 연구에서는 하루 중 meso-β 또는 -γ 규모의 파동이 발생한 경우를 1회로 산정하였다.
서풍이 산맥을 넘어갈 때 파동을 형성하기 위한 이론적 연구를 먼저 수행하였다. 위치 소용돌이도 보존식으로부터 곡률 반경에 대한 미분 기하학 내용을 응용하여 파동이 발생할 수 있는 임계 속도를 산출하였다.
서풍이 소백산맥을 넘어갈 때 850, 500, 300 hPa 지위고도장의 지위고도선에 나타나는 편서풍 파동의 대표적인 사례를 우리나라 지형도 위에 가시화 하여 분석하였다. 3월 6일 06-18 UTC, 7일 00 UTC에 850hPa 지위고도장을 분석하였을 때, 파장은 약 130km, 지속시간은 3월 6일 12 UTC부터 약 12시간으로 meso-β 규모의 파동이 발생했다.
바람의 방향과 산맥이 교차하여 위치하는 경우, 즉 남북 방향으로 위치한 산맥을 서풍이 넘어갈 때 위치 소용돌이도 보존에 의해 파동을 형성할 수 있으며 우리나라는 이러한 조건에 부합하는 조건을 갖추고 있다. 소규모 산맥에 해당하는 소백산맥의 분포가 상층 공기의 흐름에 실제 어떠한 영향을 미치고 있는지 확인하기 위해 우선 소백산맥의 폭을 약 80 km,평균 높이를 약 1000 m라 가정했을 때 파동이 형성되는 임계 속도를 이론적으로 구했다.
이에 본 연구에서는 우선적으로 서풍계열의 기류가 산맥을 넘어 파동을 형성할 수 있도록 해주는 임계속도를 수식적으로 유도하여 제시하였고, 이를 소백산맥에 적용하여 임계 속도를 계산하였다. 소백산맥을 넘어가는 기류에서 보이는 편서풍 파동 현상을 확인하고 발달과정을 분석하였다. 지역별 상세관측자료의 바람자료로 지표면 부근 파동 발생을 확인하였고, 4-차원 공간장인 기상청 예보모형의 자료동화 자료를 이용하여 상층에서 발생한 파동 현상에 대한 확인과 발달과정 분석이 수행되었다.
E로 확장하였다. 소백산맥을 넘어가는 편서풍 파동이 형성되었을 때 중국 동북부 지역과 일본 규슈 지역에서 파동의 생성 유무를 확인하였다. 700 hPa 지위고도장으로 우리나라 주변 기압배치와 고·저기압의 접근 여부를 살펴보았다.
서풍이 산맥을 넘어갈 때 파동을 형성하기 위한 이론적 연구를 먼저 수행하였다. 위치 소용돌이도 보존식으로부터 곡률 반경에 대한 미분 기하학 내용을 응용하여 파동이 발생할 수 있는 임계 속도를 산출하였다. 또한, 기상월보의 일별기상자료를 분석하여 소백산맥을 넘기 전 풍상측 지역에 위치한 추풍령관측소(위도 36o13', 경도 127o59', 해발고도 244 m)를 선정하여 풍향이 서풍계열(북서-북-남서)인 날을 확인하였다.
지역별 상세관측자료 중 바람벡터를 이용하여 서풍이 발생한 날에 지상의 파동 생성 유무를 확인하였다. 이를 바탕으로 RDAPS 자료의 지위고도장과 u, v 바람장 자료를 이용하여 소백산맥 상공의 편서풍 파동 형성 여부를 확인하였다. 본 연구에서는 하루 중 meso-β 또는 -γ 규모의 파동이 발생한 경우를 1회로 산정하였다.
일별기상자료 중 풍향, 풍속 자료를 월별로 분석하여 서풍 발생 빈도와 파동 발생 빈도를 산정하였으며, 서풍 발생 빈도는 추풍령 관측소에서 하루 중 최대 풍속에 해당하는 풍향이 서풍일 때를 1회로 취급하였다. 또한 다음 절에 자세하게 설명되는 편서풍 파동이 생성될 임계 속도인 0.
임계 속도를 구하기 위해 위치 소용돌이도 보존 식과 곡률 반경에 대한 미분 기하학 내용을 응용하였으며 이를 통해 서풍 파동이 발생할 수 있는 임계속도를 약 0.6 m s−1로 구할 수 있었다.
5 m s−1 이하의 풍속이 발생한 경우는 횟수에 포함하지 않았다. 지역별 상세관측자료 중 바람벡터를 이용하여 서풍이 발생한 날에 지상의 파동 생성 유무를 확인하였다. 이를 바탕으로 RDAPS 자료의 지위고도장과 u, v 바람장 자료를 이용하여 소백산맥 상공의 편서풍 파동 형성 여부를 확인하였다.
소백산맥을 넘어가는 기류에서 보이는 편서풍 파동 현상을 확인하고 발달과정을 분석하였다. 지역별 상세관측자료의 바람자료로 지표면 부근 파동 발생을 확인하였고, 4-차원 공간장인 기상청 예보모형의 자료동화 자료를 이용하여 상층에서 발생한 파동 현상에 대한 확인과 발달과정 분석이 수행되었다.
편서풍 파동 현상이 다른 지역에서도 나타나는지 확인하기 위하여 분석 영역을 위도 26oN-45oN, 경도 116oE-134oE로 확장하였다. 소백산맥을 넘어가는 편서풍 파동이 형성되었을 때 중국 동북부 지역과 일본 규슈 지역에서 파동의 생성 유무를 확인하였다.
대상 데이터
본 연구에서 사용한 자료는 기상청 기상월보 중 추풍령 관측소 일별기상자료의 풍향, 풍속자료와 지역별 상세관측자료 중 바람벡터 자료, 기상청 지역예보모델(Regional Data Assimilation and Prediction System, RDAPS; UM 12kmL70) 고해상도 4-차원 자료동화 자료이다(Kim and Chun, 2011). 사용된 RDAPS 자료의 공간 해상도는 12 km이고, 연직으로 약 80 km까지 70층으로 구성되며, 3시간 간격으로 전지구예보모델로부터 경계장을 제공받아 1일 4회(00, 06, 12, 18UTC) 87시간 예측을 수행하기 위한 초기 자료로 사용되는 자료동화 분석장이다(Cho etal.
본 연구에서 사용한 자료는 기상청 기상월보 중 추풍령 관측소 일별기상자료의 풍향, 풍속자료와 지역별 상세관측자료 중 바람벡터 자료, 기상청 지역예보모델(Regional Data Assimilation and Prediction System, RDAPS; UM 12kmL70) 고해상도 4-차원 자료동화 자료이다(Kim and Chun, 2011). 사용된 RDAPS 자료의 공간 해상도는 12 km이고, 연직으로 약 80 km까지 70층으로 구성되며, 3시간 간격으로 전지구예보모델로부터 경계장을 제공받아 1일 4회(00, 06, 12, 18UTC) 87시간 예측을 수행하기 위한 초기 자료로 사용되는 자료동화 분석장이다(Cho etal., 2016). 본 연구에서는 소백산맥에 의한 편서풍 파동 발생을 2014년 한 해에 대해 자료를 가시화하여 분석하였다.
기상청 기상월보에 보고되는 일별 기상 자료 중 바람(풍향과 풍속) 자료를 이용하여 지표면 부근에서 소백산맥을 넘는 기류가 서풍 계열에 해당하는 지 확인하였으며, 지상에 파동이 발생했는지를 알아보기 위해 지역별 상세관측자료 중 바람벡터를 활용하였다. 소백산맥과 연관되어 지표면 상공에서의 편서풍 파동 현상을확인하기 위한 RDAPS는 2014년 일 년의 기간에 대하여 등압면 예보 초기 자료를 사용하였다. 등압면 예보초기 자료는 1000 hPa에서 50 hPa까지의 등압면에서 총7개의 변수를 제공하며, 본 연구에서는 지위고도장(Φ ), 동서 바람장(u), 남북 바람장(v)을 사용하였다.
이론/모형
파동은 주로 meso-β 또는 -γ 규모로 나타났으며, meso-β 또는 -γ 규모의 정의는 Orlanski(1975)가 제시한 정의를 참고하였다.
성능/효과
3월 6일 06-18 UTC, 7일 00 UTC에 850hPa 지위고도장을 분석하였을 때, 파장은 약 130km, 지속시간은 3월 6일 12 UTC부터 약 12시간으로 meso-β 규모의 파동이 발생했다. 850 hPa 지위고도장에서는 서풍이 소백산맥을 넘어가기 전 공기기둥의 유효깊이 변화와 절대 소용돌이도의 보존으로 파동이 남북으로 사행하는 모습이 잘 나타났다.
기상월보와 지역별 상세관측자료, RDAPS 4-차원 자료동화 자료를 활용하여 소백산맥에 의한 서풍 파동 발생 사례를 분석해 본 결과 서풍이 발생한 일수 대비 파동이 발생한 일 수 의 비율(%)은 3월이 78.3%, 12월이 72.4%, 4월이 70.0%순이었다. 파동의성장은 풍속 및 풍향과 밀접한 연관이 있었는데 풍속의 증가와 감소는 파동의 생성과 소멸로 대응되었다.
5c의 8920, 8940, 8960, 8980, 9000 gpm을 보면 소백산맥을 넘기 전 양의 상대 소용돌이도에 의해 공기가 북쪽으로 약간 이동하고 산맥의 정상부에 접근하면서 공기 기둥의 유효깊이 감소로 음의 상대와도가 발생하여 공기가 남쪽으로 이동하고 있는 것을 잘 보여주고 있다. 산의 높이가 높을수록 파동의 진폭도 커지는 것을 확인할 수 있는데 소백산맥에서 상대적으로 높이가 낮은 추풍령 관측소(244 m) 상층을 통과하는 8920 gpm이 지리산(1915 m) 상층을 통과하는 8980 gpm보다 파동의 진폭이 작게 나타난다.
소백산맥 풍하측에서 발생하는 편서풍 파동은 짧게는 수 시간에서 길게는 70시간 이상 유지되는 것을 확인할 수 있었다. 서풍이 발생한 일 수 대비 파동이 발생한 일 수 의 비율(%)은 3월에 78.
연구지역을 우리나라에서 중국 북동부 지역과 일본 규슈 지역을 포함한 지역(위도 26oN-45oN, 경도 116oE134oE)으로 확장했을 때 우리나라의 소백산맥뿐만 아니라 만리장성이 위치한 중국 동북부 옌산 산맥에서도 편서풍 파동 현상이 나타났다. 이는 소규모 산맥의 분포가 상층 및 지상의 기압을 변화시킬 수 있다는 것을 보여준 또 다른 사례이다.
0%순이었다. 파동의성장은 풍속 및 풍향과 밀접한 연관이 있었는데 풍속의 증가와 감소는 파동의 생성과 소멸로 대응되었다. 또한, 산의 높이가 높을수록 산맥을 넘어가는 편서풍 파동의 진폭도 커지고 지속 시간 또한 길었다.
파장이 20-200 km에 해당하는 meso-β 규모의 파동은 서풍이 강할수록 발생 빈도가 높았고, 파장이 2-20 km에 해당하는 meso-γ 규모의 파동은 서풍이 약하거나 meso-β 규모의 파동이 생성된 이후 소멸하는 과정에서 주로 발생하였다.
후속연구
2014년에 대하여 소백산맥을 넘어가는 편서풍 파동 현상의 발생 및 발달과정을 연구해 보았지만 앞으로 더 많은 사례를 통해서 일반화시켜야 할 필요가 있다. 특히, 편서풍 파동이 발생하는 속도의 정량적인 분석에 대해서는 지속적인 연구를 통해 그 원인을 밝혀야 하고, 풍속의 최댓값을 구하는 과정도 필요하다.
아울러 국토의 70% 이상이 산악 지형인 우리나라에서 지형에 의한 기상요인의 변화와 관련하여 많은 관심을 갖고 국지 예보의 정확성을 높일 수 있도록 노력해야 한다. 또한, 학생들이 공부하는 교과서에서 위치 소용돌이도 보존에 대한 개념을 설명할 때 모식도가 아닌 실제 사례를 연구한 그림을 자료로 활용하고 그것이 우리나라의 소백산맥에서도 나타난다는 것을 알려줌으로써 대기과학에 대한 관심을 증폭시키고 어려운 개념에 대한 이해를 도울 수 있는 학습자료로 사용될 수 있을 것이다.
본 연구는 산맥을 넘어가는 기류가 산맥의 풍하측 상공에서 사행하는 현상인 편서풍 파동을 2014년 우리나라 소백산맥 지역에 대하여 실제 관측 자료를 이용하여 이 현상이 발생하는지 확인하였고, 기압층별 시간에 따른 발달 과정을 가시화하여 제시하였다. 본 연구의 결과는 이론적으로 설명되는 현상이 실제 중규모에서도 발생하고 있음을 보여주며, 고급지구과학 교과서에 이론적으로만 설명되어 있는 편서풍 파동 현상을 가시화하여 보여줄 수 있는 교육 자료로 활용될 수 있다. 현재 기상청 지상관측자료 및 자료 동화 상층자료가 약 12 km 정도의 상세한 해상도를 갖추고 있기 때문에 이러한 연구가 가능하게 된 것이다.
본 연구에서는 임계 속도에 따른 파동의 생성을 수식적으로 유도하였으나 편서풍 파동의 생성 유무에만 중점을 두어서 분석하였다. 임계 속도 이상에서 파동이 모두 발생하지 않은 이유와 임계 속도 이하에서 다시 되돌아오는 파동의 움직임에 대해서는 추가적인 연구가 필요하며 앞으로 산맥 이외의 다양한 변수를 고려한 연구가 진행되어야 할 것이다. 아울러 국토의 70% 이상이 산악 지형인 우리나라에서 지형에 의한 기상요인의 변화와 관련하여 많은 관심을 갖고 국지 예보의 정확성을 높일 수 있도록 노력해야 한다.
2014년에 대하여 소백산맥을 넘어가는 편서풍 파동 현상의 발생 및 발달과정을 연구해 보았지만 앞으로 더 많은 사례를 통해서 일반화시켜야 할 필요가 있다. 특히, 편서풍 파동이 발생하는 속도의 정량적인 분석에 대해서는 지속적인 연구를 통해 그 원인을 밝혀야 하고, 풍속의 최댓값을 구하는 과정도 필요하다. 본 연구에서는 임계 속도에 따른 파동의 생성을 수식적으로 유도하였으나 편서풍 파동의 생성 유무에만 중점을 두어서 분석하였다.
이 값은 임계속도 이상의 서풍이 부는 대부분의 경우에서 파동이 생성될 수 있다는 것을 의미한다. 한편, 임계 속도의 변화에 따라 파동의 크기, 지속 시간, 풍하측의 저기압 생성 유무와 기압, 운량, 기온 등 각종 기상 변수에 미치는 영향에 대한 추가 연구가 필요하다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
고등학교 고급지구과학 교과서 2단원 유체 지구과학에서 정의하는 파동 현상은?
고등학교 고급지구과학 교과서 2단원 유체 지구과학에서는 “같은 위도 상에서 수심이 변하는 지역이 존재하는 경우, 동서 방향의 해류가 이 지역을 통과한 후에는 남북으로 사행하는 파동형태의 흐름을 가지게 되는 현상”을 설명하고 있다(Jeong et al., 2013).
대규모 산맥에 의한 편서풍 파동의 발생원인은?
, 2013). 대규모 산맥에 의한 편서풍 파동의 발생원인은 대기에서 공기 기둥의 높이와 절대 소용돌이도의 변화로 설명된다.
산맥에 의한 편서풍 파동 현상이 발생하기 위해 우리나라가 갖추고 있는 환경적 조건은?
산맥에 의한 편서풍 파동 현상을 가시화 한 수업자료는 우리나라의 지형적 특징과 지리적 위치 때문에 용이할 것이다. 우리나라는 겨울과 초봄에 서풍계열의 바람이 우세하고 북북동에서 남남서로 늘어선 소백산맥의 분포로 인해 약 1000 m 고도 상공의 대기에 파동이 형성될 수 있어 대기환경의 변화가 나타날 수 있는 조건을 갖추고 있다(Chung and Kim,2016). 또한, 우리나라 기상청에서는 대략 12 km 간격의 관측소 및 고해상도 4-차원 자료동화 기상 자료를 생산하고 있어 이를 활용한 대기역학 관련 탐구자료를 제공할 수 있다.
참고문헌 (12)
Bolin, B., 1950, On the Influence of the Earth's Orography on the General Character of the Westerlies. Tellus Series A, 2, 184-195.
Chang, Y.S., 2015, Development and Application of an Experimental Program for Mapping Temperature and Salinity Distribution around the Korean Marginal Seas Using Ocean Data View. Journal of the Korean Earth Science Society, 36(4), 367-389. (in Korean)
Cho, H.O., Son, S.W., and Lee, Y.H., 2016, Spatio-temporal Structure of Diurnal and Semidiurnal Tides in Geopotential Height Field. Journal of the Korean Earth Science Society, 37(6), 465-475. (in Korean)
Chung, Y.S. and Kim, H.S., 2016, The New Classification of Mountains in the Korean Peninsula and the Mountain Associated Influence on Atmospheric Environment. Journal of the Korean Earth Science Society, 37(1), 21-28. (in Korean)
Chung, Y.S., 1977a, On the Orographic Influence and Lee Cyclogenesis in the Andes, the Rockies and the East Asian Mountains. Archiv Fur Meteorologie Geophysik und Bioklimatologie, Serie A, 26, 1-12.
Chung, Y.S., 1977b, An Observation Study of the Influence of Large-Scale Mountains on Air Flow and Lee Cyclogenesis. Archiv Fur Meteorologie Geophysik und Bioklimatologie, Serie A, 26, 109-126.
Holton, J.R., 2012, Dynamic Meteorology. 5/E. Academic Press, USA, 576 p.
Jeong, J.W., Kyung, J.B., Wee, S.M., Kim, H.B., Cho, B.G., and Lee, K.H., 2013, Advanced Earth Science. Seoul Metropolitan Office of Education, Seoul, Korea, 365 p. (in Korean)
Kim, J.H. and Chun, H.Y., 2011, Development of the Korean Mid- and Upper-Level Aviation Turbulence Guidance (KTG) System Using the Regional Unified Model. Korean Meteorological Society, 21(4), 497-506. (in Korean)
Nevir, P. and Sommer, M., 2009, Energy-Vorticity Theory of Ideal Fluid Mechanics. Journal of Atmospheric Science, 66(7), 2073-2084.
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.