왜 지구에 바람이 불지? 지구의 날씨를 결정하는 메커니즘은?
우리나라는 사계절이 뚜렷한 나라이지만, 다른 나라를 일년 내내 덥거나 눈에 덮여 있는 곳이 있다.
왜 같은 지구 안에서 이렇게 큰 기후의 차이가 있는 걸까?
또한 왜 지구에 바람이 불고 그 움직임은 매우 복잡한 것일까?
이는 어렴풋이 알고 있으면서도 분명하게 대답할 수 없는 의문들에 대해 살펴보자.
그 중에서 '세계에서 가장 날씨의 지루한 곳'도 함께 알아보자.
◇ 왜 바람은 부는 걸까?
지구에 바람이 부는 원인은 1억5000만km 저편의 태양에 있다.
태양에 나오는 빛에 의해 대기가 가열되어 움직임이 변화하는 것이다.
태양광을 가장 강하게 받는 적도에서는, 대기가 급격하게 가열되어 상승한다.
쭉 올라가 한계까지 도달하면 상승기류는 북쪽과 남쪽의 두 갈래로 분리된다.
간단히 덧붙여 설명하면, 이 「한계」란 권계면을 말하며, 대류권과 성층권 사이를 가리킨다.
따뜻한 대기는 자꾸자꾸 위로 올라가지만, 성층권에는 자외선을 흡수하는 「오존층」이 있으므로 온도가 높고, 대기도 그 이상은 오를 수 없다.
그래서 기상현상이라고 하는 것은 모두 대류권의 안쪽에서 일어나는 것이다.
설명으로 되돌아 와서 계속하면, 두 갈래로 갈라진 바람은 이동하면서 차가워져 북남 위도 30도 부근에서 이번에는 내리 부는 하강기류가 된다.
하강기류는 지상에 부딪힘으로써 다시 남북으로 나뉘는데, 이 중 한쪽이 적도로 되돌아감으로써 하나의 순환이 이루어진다.
이게 '허들리 순환'이라고 한다.
한편 태양광을 별로 받지 않는 극지에서는 대기가 차가워져 강한 하강기류가 일어납니다.
바람은 고기압(하강기류)에서 저기압(상승기류) 장소로 이동하기 때문에 극지방의 바람은 적도방향을 향해 불어 내려온다.
그러면 아까 전에 허들리 순환의 하강기류로 극지방향으로 올라온 바람과 북남 위도 60도 근처에서 부딪친다.
지표 부근에서 부딪친 바람은 상승기류로 돌아서 다시 상공에서 두 갈래로 나뉩니다.
그 결과, 허들리 순환과는 별도로 두 개의 순환이 발생한다.
위도 30~60도 범위가 '페렐순환', 위도 60~극지까지가 '극순환'이다.
바람이 일어나는 구조는 비교적 단순하지만, 바람의 움직임은 좀 더 복잡한다.
그 원인은 지구의 자전에 있다.
지구는 (지축의 북쪽 방향을 바로잡고) 오른쪽 회전으로 돼 있기 때문에 남북으로 부는 바람의 방향도 바뀌어 버립니다.
이 기능을 「코리올리의 힘(전향력)」이라 부른다.
화살표는 각각 바람의 방향을 나타내고 있고, 붉은 선은 하드레이 순환으로 적도 방향으로 돌아오는 바람을 나타낸다.
지구가 자전하지 않으면 남북 방향으로 똑바로 부는 것이지만, 코리올리의 힘에 따라 북동풍으로 바뀐다.
이것이 '무역풍' 이다.
또한 페렐 순환에서 극지 방향으로 불어 오르는 바람도 남서풍으로 변화하게 된다.
이것이 '편서풍'이다.
한편, 극지방의 고압지역에서 불어내리는 바람은 항상 방향이 바뀌지 않는다(=항상풍).
극지에서 부는 바람은 극동풍이라고 한다.
이렇게 지구상에서 부는 바람은 주로 무역풍, 편서풍, 극동풍의 세가지(남북으로 나누면 여섯가지)로 이루어져 있다.
하지만 이 바람들도 지상의 산과 숲, 사막, 그리고 바다에 따라 방향이 더 복잡하게 바뀌게 된다.
그렇다면 이러한 바람의 순환으로 인해 기후는 어떻게 변화하는 것일까?
지구의 기후는 '바람순환'으로 결정된다
날씨의 요소로는 바람 외에 물이 있으며, 그것은 구름과 비로 나타난다.
구름을 만들기 위해서는 대기 중의 수증기와 그것을 상공으로 뿜어 올리는 움직임 두 가지가 필요하다.
수증기는 지표의 물의 증발과 식물에 의한 증산(흙에서 빨아 올린 물을 잎으로부터 방출하는 작용)에 의해 대기의 일부가 된다.
그리고 수증기를 상공으로 뿜어 올리는 구조는 다음 3가지이다.
· 따뜻해진 대기의 덩어리가 상승하는 서멀 현상
·밀도가 다른 대기 덩어리가 부딪쳐, 그 충돌면에서 대기가 위쪽 방향으로 밀린다.
· 산맥에 부딪친 대기가 위쪽으로 치솟는다.
대기는 상승함에 따라 주위의 기압이 낮아져 가기 때문에 점점 팽창하기 시작한다.
게다가 팽창에는 열에너지가 사용되므로, 대기의 온도가 하락한다.
어느 곳(이슬점)까지 차가워지면 대기 중의 수증기는 기체상태로 있을 수 없게 되어, 응결한다.
이것이 구름이다.
물 입자가 기류에 의해 구름 속에서 상승하고 커지면 무게를 견딜 수 없게 되어 지상으로 낙하하기 시작한다.
이것이 비나 눈, 우박이다.
비가 일년 내내 얼마나 내리는가에 따라 기후가 결정되지만, 그것은 위에서 살펴본 바와 같이 '대기순환'에 의해 좌우된다.
예를 들어 적도 부근에서는 대기가 급격히 상승하여 큰 구름이 생기고 일년 내내 자주 비가 내려 열대우림이 된다.
허들리 순환의 하강기류에 해당하는 곳에서는 구름이 생기지 않고 건조하기 때문에 사막지대가 된다.
그런데 , 페렐 순환으로 다시 상승기류가 되어, 수광량도 적당한 장소에서는, 온난 습윤한 기후가 된다.
거기에서 더 극지에 가까워지면 강한 하강 기류 및 수광량이 적어서 한랭 지대가 되는 것이다.
이러한 바람과 대기의 흐름으로 지구의 날씨는 여러 가지로 변한다.
그러면 지구상에서 날씨가 가장 지루한 곳은 어디일까요?
◇ 지구에서 가장 날씨가 지루한 곳이란?
많은 사람들이 영국은 '하루에 사계절이 있다'고 할 정도로 변덕스러운 날씨를 많이 알고 있다.
그렇다면 날씨 변화가 가장 적은 곳은 어디죠?
그것은 칠레 중부의 발파라이소주에 있는 「비냐 델 마르」라고 하는 해변의 마을이다.
낮 기온은 일년 내내 15~25도, 하늘은 항상 엷게 흐려져 있고 가랑비가 내리는 날이 무척 많다.
강풍이라고 할 정도의 바람이 부는 경우는 거의 없다.
영하가 되거나 눈이 내리거나 하는 일도 절대로 없다.
아주 드물게 뇌우가 오지만, 주민들은 「거꾸로 지루함이 섞여 좋다」라고 생각한다고 한다.
