일기예보를 보면 저기압과 고기압이라는 말을 자주 듣습니다. 저기압이 다가오면 비가 오고 날씨가 흐리며, 고기압이 자리 잡으면 맑고 화창한 날씨가 계속됩니다. 저기압과 고기압은 단순히 기압의 높낮이를 나타내는 것이 아니라, 완전히 다른 특성을 가진 대기 시스템입니다. 저기압은 공기가 상승하면서 구름과 비를 만들고, 고기압은 공기가 하강하면서 맑은 하늘을 만듭니다. 저기압 중심에서는 바람이 반시계 방향으로 불어 들어가고, 고기압 중심에서는 시계 방향으로 불어 나갑니다. 이러한 순환 패턴은 전향력과 기압 경도력의 상호작용으로 만들어집니다. 온대 저기압은 중위도 지방의 날씨를 지배하며, 이동성 고기압은 맑은 날씨를 가져옵니다. 이 글에서는 저기압과 고기압이 어떻게 형성되는지, 각각의 특징과 날씨 패턴은 무엇인지, 그리고 기압 시스템이 우리 생활에 어떤 영향을 미치는지 상세히 알아보겠습니다.
저기압의 형성과 특징
저기압은 주변보다 기압이 낮은 지역입니다. 기상도에서는 L자로 표시되며, 등압선이 중심을 향해 동심원을 그립니다. 저기압이 형성되는 근본적인 이유는 공기의 상승입니다. 지표면이 가열되어 공기가 따뜻해지면 밀도가 낮아져 상승합니다. 상승한 공기가 빠져나간 자리는 압력이 낮아져 저기압이 됩니다. 저기압의 가장 중요한 특징은 상승 기류입니다. 저기압 중심에서 공기가 계속 상승하므로, 주변의 공기가 중심으로 흘러들어옵니다. 이를 수렴이라고 합니다. 북반구에서는 전향력 때문에 바람이 저기압 중심으로 들어가면서 반시계 방향으로 회전합니다. 남반구에서는 시계 방향입니다. 공기가 상승하면 온도가 낮아집니다. 고도가 올라갈수록 대기압이 낮아져 공기가 팽창하고, 팽창하면서 에너지를 소비하여 냉각됩니다. 이를 단열 냉각이라고 합니다. 온도가 이슬점 이하로 떨어지면 수증기가 응결하여 구름이 만들어집니다. 저기압에서 구름이 많고 비가 오는 이유입니다. 저기압은 불안정한 날씨를 만듭니다. 구름이 두껍게 발달하고, 비나 눈이 내리며, 바람이 강하게 붑니다. 저기압이 강할수록 날씨 변화가 크고 강수량이 많습니다. 저기압에는 여러 종류가 있습니다. 온대 저기압은 중위도 지방에서 차가운 공기와 따뜻한 공기가 만나 형성되는 저기압입니다. 전선을 동반하며 서쪽에서 동쪽으로 이동합니다. 한국의 봄과 가을 날씨를 지배하는 주요 시스템입니다. 열대 저기압은 열대 해상에서 발생하는 강력한 저기압입니다. 태풍, 허리케인, 사이클론이 모두 열대 저기압입니다. 따뜻한 바닷물에서 증발한 수증기가 응결하면서 방출하는 잠열 에너지로 발달합니다. 중심 부근의 풍속이 초속 17미터 이상이면 태풍으로 분류됩니다. 온대 저기압의 수명은 보통 며칠에서 일주일 정도입니다. 발생, 발달, 최성기, 쇠퇴 단계를 거치며, 에너지를 소진하거나 육지에 상륙하면 약해집니다. 저기압이 지나간 후에는 날씨가 점차 회복됩니다.
고기압의 형성과 특징
고기압은 주변보다 기압이 높은 지역입니다. 기상도에서 H자로 표시됩니다. 고기압이 형성되는 이유는 공기의 하강입니다. 상층 대기에서 찬 공기가 하강하면 지표면의 압력이 높아져 고기압이 됩니다. 고기압의 핵심 특징은 하강 기류입니다. 고기압 중심에서 공기가 하강하므로, 중심에서 바깥쪽으로 공기가 퍼져 나갑니다. 이를 발산이라고 합니다. 북반구에서는 전향력 때문에 바람이 고기압 중심에서 나가면서 시계 방향으로 회전합니다. 남반구에서는 반시계 방향입니다. 공기가 하강하면 온도가 올라갑니다. 고도가 낮아지면서 대기압이 높아져 공기가 압축되고, 압축되면서 온도가 상승합니다. 이를 단열 가열이라고 합니다. 온도가 올라가면 상대 습도가 낮아져 구름이 증발합니다. 고기압에서 날씨가 맑은 이유입니다. 고기압은 안정된 날씨를 만듭니다. 하늘이 맑고 구름이 적으며, 강수가 거의 없고, 바람이 약합니다. 고기압이 오래 머물면 맑은 날씨가 지속되지만, 여름에는 무더위가, 겨울에는 추위가 계속될 수 있습니다. 고기압에도 여러 종류가 있습니다. 대륙성 고기압은 대륙 내부에서 형성되는 고기압입니다. 시베리아 고기압이 대표적으로, 겨울에 시베리아와 몽골 지역에서 발달하여 동아시아에 한파를 가져옵니다. 크고 강력하며 이동 속도가 느립니다. 해양성 고기압은 아열대 해상에서 형성되는 고기압입니다. 북태평양 고기압이 대표적으로, 여름에 한국과 일본에 영향을 주어 무덥고 습한 날씨를 만듭니다. 이동성 고기압은 편서풍을 타고 서쪽에서 동쪽으로 이동하는 고기압입니다. 크기가 작고 수명이 짧으며, 봄과 가을에 흔합니다. 이동성 고기압이 지나갈 때는 2일에서 3일 정도 맑은 날씨가 계속됩니다. 고기압이 오래 정체하면 문제가 생길 수 있습니다. 여름에 고기압이 오래 머물면 폭염이 발생하고, 겨울에는 한파가 지속됩니다. 또한 고기압 아래에서는 대기가 안정되어 오염 물질이 확산되지 못하고 축적되어 스모그가 발생할 수 있습니다.
저기압과 고기압의 상호작용
전선과 날씨 변화
저기압과 고기압은 서로 교대로 나타나며 날씨를 변화시킵니다. 중위도 지방에서는 편서풍을 따라 저기압과 고기압이 서쪽에서 동쪽으로 이동합니다. 저기압이 접근하면 날씨가 나빠지고, 저기압이 통과한 후 고기압이 오면 날씨가 좋아집니다. 온대 저기압은 전선을 동반합니다. 전선은 성질이 다른 두 공기 덩어리가 만나는 경계면입니다. 한랭 전선은 찬 공기가 따뜻한 공기를 파고들며 형성되는 전선입니다. 전선면의 경사가 급하여 따뜻한 공기가 빠르게 상승하면서 적란운이 발달하고 짧은 시간에 많은 비가 내립니다. 천둥과 번개를 동반하기도 합니다. 한랭 전선이 통과하면 기온이 급격히 떨어지고 바람이 강해집니다. 온난 전선은 따뜻한 공기가 찬 공기 위로 올라가며 형성되는 전선입니다. 전선면의 경사가 완만하여 따뜻한 공기가 천천히 상승하면서 층운형 구름이 넓게 발달하고 지속적으로 비가 내립니다. 온난 전선이 통과하면 기온이 올라가고 날씨가 점차 회복됩니다. 폐색 전선은 한랭 전선이 온난 전선을 따라잡아 형성되는 전선입니다. 저기압의 후기 단계에서 나타나며, 복잡한 날씨 패턴을 만듭니다. 폐색 전선이 형성되면 저기압은 곧 소멸합니다.
기압 배치와 계절 날씨
계절에 따라 기압 배치가 달라지며, 이것이 계절별 날씨 특성을 만듭니다. 겨울에는 대륙에 시베리아 고기압이, 해양에 알류샨 저기압이 발달하는 서고동저형 기압 배치가 나타납니다. 서쪽의 고기압에서 동쪽의 저기압으로 북서 계절풍이 불어 한국에 춥고 건조한 날씨를 가져옵니다. 삼한사온 현상도 이러한 기압 배치의 변화로 나타납니다. 시베리아 고기압이 확장하면 3일 정도 춥고, 약해지면 4일 정도 따뜻해지는 패턴이 반복됩니다. 여름에는 해양에 북태평양 고기압이 발달하는 남고북저형 기압 배치가 나타납니다. 남쪽의 고기압에서 북쪽으로 따뜻하고 습한 남동 계절풍이 불어 덥고 습한 날씨를 만듭니다. 장마도 이 시기에 발생합니다. 북태평양 고기압의 가장자리를 따라 형성되는 장마 전선이 한반도에 머물면서 많은 비를 내립니다. 봄과 가을에는 이동성 고기압과 온대 저기압이 교대로 지나가며 날씨가 자주 바뀝니다. 맑은 날씨가 며칠 계속되다가 저기압이 지나가며 비가 오고, 다시 고기압이 와서 맑아지는 패턴이 반복됩니다. 일교차가 크고 쾌청한 날씨가 많아 야외 활동하기 좋은 계절입니다. 기압 시스템을 이해하면 날씨 변화를 예측할 수 있습니다. 서쪽 하늘에 구름이 증가하고 기압이 낮아지면 저기압이 접근하는 신호입니다. 반대로 구름이 걷히고 기압이 높아지면 고기압이 다가오는 것입니다. 기압계를 보면서 기압 변화를 관찰하면 다음 날 날씨를 어느 정도 예상할 수 있습니다.