대기 불안정 뜻, 원인, 기후 변화와의 연관성

기상청의 일기예보를 보면 '대기불안정'이라는 용어가 자주 나옵니다.  대기불안정이라는 말의 뜻은 무엇일까요? 비가 올지 안 올지 궁금할 때 이 '대기불안정'이라는 말이 왜 중요한 것일까요? 아래에서 '대기불안정'의 개념과 그 원인, 메커니즘 등을 자세히 알아가시길 바랍니다.

 

대기? 대류?

'대기불안정'은 기상학에서 자주 사용하는 용어로 영어 단어 '대류 불안정'을 직역한 단어입니다. 이 용어를 더욱 쉽게 이해하기 위해 화장실 욕조를 예로 들어보겠습니다. 욕조에 뜨거운 물을 부으면 따뜻한 물은 위로 올라가고 차가운 물은 바닥에 머물게 됩니다. 이렇게 온도 차이로 인해 공기나 물이 움직이는 것을 대류라고 합니다. 마찬가지로 대기에서도 따뜻한 공기는 위로 올라가고 차가운 공기는 가라앉으며 대류가 발생합니다.

 

대기 불안정 뜻 및 원인

대기 불안정은 지표면의 따뜻한 공기와 윗쪽의 차가운 공기 사이에 상당한 온도차가 있을 때 발생합니다. 온도 차이가 크면 그만큼 대류 또한 격렬해집니다. 대기 불안정이 일어나는 다양한 원인과 방식은 다음과 같습니다.

 

온도차

지표면의 온도는 일반적으로 대기의 상층보다 훨씬 더 뜨거울 수 있습니다. 예를 들어 여름철이 되면 지표면 온도가 섭씨 30도 이상으로 올라갈 수 있는데 약 5km 상공의 상층 대기는 영하 2.5도 정도가 될 수 있는 것입니다. 이렇게 지표면과 상층 사이에 온도 차이가 큰 경우 대기 불안정이 나타날 수 있습니다.

 

수분 함량

대기가 함유할 수 있는 수증기의 양은 온도에 따라 달라집니다. 뜨거운 공기는 차가운 공기에 비해 더 많은 수분을 함유할 수 있습니다. 대기 온도가 따뜻했다가 급격히 차가워지는 경우 따뜻했던 공기에 포함되어 있었던 수분을 더이상 들고있을 수 없게 됩니다. 이렇게 대기가 들고있을 수 있는 수분의 양을 초과한 과도한 수분은 빠르게 응결되어 구름을 형성하고 폭우 등으로 이어지는데 이 또한 대기 불안정이 원인이라고 할 수 있습니다.

 

도시 열섬 효과

서울과 같이 인구가 밀집된 도시에는 '도시 열섬 효과'라는 현상이 나타납니다. 보통 도시 지역이 농촌 지역보다 더 많은 양의 열을 유지하는 경향이 있기 때문에 발생합니다. 서울 안에서도 종로구와 중구 등 일부 지역은 다른 지역보다 기온이 현저히 높기도 합니다. 이렇게 특정 지역에 집중되는 따뜻한 공기는 그만큼 상승하는 속도도 빠르고, 상승한 공기는 빠르게 차가워지면서 더이상 같은 양의 수분을 내품고 있을 수 없게 되어 구름을 만들어내고, 이렇게 특정 지역 내에서 국지적인 폭우가 발생하기도 합니다.

 

북풍의 유입

서울에서 나타나는 대기 불안정은 북극 지역에서 유입되는 찬 공기의 영향으로 나타나기도 합니다. 북극의 공기가 남쪽으로 밀려오면서 한반도 상공에서 따뜻하고 습한 기단을 만납니다. 이렇게 기온이 다른 기단이 만나 충돌하게 되면 대기의 심각한 불안정성을 유발하여 국지성 폭우 등을 일으키게 됩니다.

 

기후 변화와의 연관성

기후 변화 또한 대기 불안정 및 국지성 폭우의 증가에 주요 원인이 되어 왔습니다. 지구 지표면의 온도가 상승함에 따라 베링해의 수온이 상승하여 예년보다 더 많은 얼음이 녹고 있습니다. 이 해빙은 인근 지역의 공기를 팽창시켜 한반도를 향해 흐르는 찬 공기를 더 많이 만듭니다. 위에서 설명한 북풍이 이에 해당하는데요. 한반도 상공에서 만나는 차가운 공기와 따뜻한 공기에는 상당한 온도 차이가 있기에 대기 불안정을 일으키며, 이로 인해 최근에 국지성 폭우가 훨씬 빈번하게 발생하고 있습니다.

 

결론

대기 불안정을 이해하는 것은 특히 폭우 가능성이 있는 지역의 날씨를 예측하는 데 필수적입니다. 지표와 상층 대기 사이에 상당한 온도차가 있고 공기 중의 습기가 포화되면 강우로 이어지는 것을 알고있으면 되는 것인데요. 물론 여기에 도시 열섬 효과라든가 기후 변화 문제 등 다양한 요인들이 있기에 대기 불안정만으로 날씨를 예측하는 것은 쉽지 않은 일이긴 합니다. 그래도 앞으로는 다음날 일기예보에 대기불안정이라는 말이 나오면 가방에 우산 하나를 넣어가는 게 좋겠네요.