기상 예측 교과서(지적 생활자를 위한 교과서 시리즈)

급변하는 이상 기후의 시대

폭우 · 태풍 · 폭염은 어떻게 예측하는가?



요즘 날씨가 심상치 않다. 전에 경험하지 못한 국지성 집중호우나 폭염은 이제 예사고, 온난화에 따른 식량 위기와 전염병 유행 같은 문제마저 거론되는 실정이다. 17세기 독일의 게리케가 기압계를 만들어 폭풍우를 예상한 이래 일기예보는 끊임없이 발전하며 현대에 이르렀지만, 사람들은 여전히 날씨가 궁금하고 예측하지 못한 재해를 당할까 불안해한다. 날씨가 일상생활을 좌지우지하기 때문이다.

농업과 어업의 생산량에 영향을 주고, 의류나 가전제품 같은 계절상품 판매의 성패를 결정하며, 선박 · 자동차 · 비행기를 움직이는 일을 좌우한다. 앞서 말한 식량 대책이나 질병 관리 같은 국가 운영에도 날씨를 고려하는 일은 꼭 필요하다. 날씨를 이해하는 일은 이제 현대를 살아가는 우리에게 필수가 되어버렸다는 뜻이다.

체계적인 기상 관측이 시작된 지도 백 년이 넘는다. 날씨가 변하는 이유도 모른 채 하늘을 향해 무작정 화를 내거나, 기계적으로 날씨 뉴스를 받아들이는 일은 당연하게도 이 시대에 어울리지 않는다. 우리에게는 기상학이라는 과학이 있다. 이제 과학자의 눈으로 날씨의 구조와 원리를 파헤쳐보자. 구름 · 비 · 바람 · 눈 · 태풍 · 장마가 어떻게 발생하고 변하는지를 이해하고, 이를 바탕으로 어떻게 기상을 예측할 수 있는지 알아보자.



원리와 구조부터 파악하다

날씨를 예측하는 기후 메커니즘 해설



이 책은 기상학자의 전문성과 저널리스트의 유려한 글솜씨가 만나 탄생했다. '비는 왜 내릴까?' '구름은 어떻게 생기는 걸까?'와 같은 기초적인 질문을 시작으로, 얼핏 복잡해 보이는 기상학을 차근차근 설명해나간다. 어린 시절 품었던 날씨에 대한 의구심과 호기심을 해결해주는 것은 물론이고, 평소 무심코 지나쳤던 날씨의 정체를 밝힌다.

여러 대기 현상의 원리와 구조를 쉽게 알려주는 게 이 책의 특징이다. 어떤 현상도 그냥 넘어가지 않고 원리부터 자세히 살펴보고, 날씨를 더욱 깊게 이해하는 발판을 마련해준다. 예를 들어 구름의 질량이 수십 톤에 이르지만 상승 기류와 큰 표면적 덕분에 공중에 떠 있다는 점을 설명하고, 이를 시발점으로 구름이 어떻게 생성되는지를 알려준다. 그리고 구름을 이루는 입자가 어떻게 비나 눈이 되는지도 명쾌한 과학 이론에 입각해 살펴본다. 생성 구조의 차이 때문에 비를 '따뜻한 비'와 '찬 비'로 구별한다는 사실은 수증기가 하늘 위로 올라가 비가 된다고 단순히 알고 있던 사람에게는 매우 신선한 충격이 될 것이다.

《기상 예측 교과서》를 읽은 사람은 날씨의 구조를 이해한다. "대기가 불안정하겠습니다." "태풍이 전선을 자극해 큰비가 내리겠습니다." 같은 말이 뉴스에서 흘러나올 때, 그 말에 어떤 의미가 숨어 있는지 이해한다는 뜻이다. 게다가 이해가 되지 않던 기상 현상의 정체를 파악할 수 있는 길이 열리기도 한다. 2018년 한반도를 뜨겁게 달군 폭염을 예로 들어보자. 당시 폭염의 원인을 두고 여러 이야기가 나왔는데, 그중 티베트 고기압이 유력한 원인으로 거론되었다. 이 책에 따르면 티베트 고기압은 티베트 고원에서 발생한다. 이 고원은 평균 표고 4,500m로 대류권 중층에 해당하며, 여름철 햇볕이 직접 고원을 달궈 고기압이 형성된다. 이렇게 발생한 고기압은 고도 1만 5,000m인 성층권에서 나타나며, 여름이면 동아시아 지역까지 세력이 확장되어 무더위를 안겨준다.

2020년, 한반도에는 관측 사상 가장 긴 장마가 찾아왔다. 날씨의 구조를 파악하면 매년 여름이면 겪는 장마의 원인도 한층 깊이 이해할 수 있다. 보통 우리는 장마가 북쪽의 오호츠크해 기단과 남쪽의 북태평양 기단이 만나, 그 사이에 정체전선이 형성되면서 시작된다고 알고 있다. 물론 틀린 말은 아니지만, 이 정도로는 장마를 온전히 알고 있다고 할 수 없다. 남아시아에서 불어온 계절풍과 상층의 편서풍도 고려해야 장마전선의 원인과 변화추이를 정확히 알아낼 수 있는 것이다. 특히 제트기류의 사행, 즉 편서풍 파동에 주목할 필요가 있다. 편서풍 파동과 장마는 관계가 깊은데, 평소와 다른 편서풍 파동이 일어나면 이상 기상이 일어나기 때문이다. 편서풍 파동이 만들어낸 난습류 또는 한랭 소용돌이 때문에 큰비가 내리거나 이상 저온이 발생한다.



100여 장이 넘는 사진 자료와 일기도

스스로 분석하고 활용해 날씨를 예측하다



지상 일기도 · 고층 일기도 · 기상 레이더 사진 같은 다양한 기상 관측 자료를 읽고 분석하는 법이 이 책에 담겨 있다. 100여 장이 넘는 그림과 그래프 자료를 이용해 대기 현상의 발생 과정과 구조를 공부하고 온도이류, 경압대기, 편서풍 파동 등의 개념을 익히다 보면 시시각각 변화하는 날씨의 메커니즘이 눈에 잡힐 듯 들어올 것이다.

직접 날씨의 정체를 파헤치고 싶다면, 기상자료개방포털(https://data.kma.go.kr/)과 기상청 홈페이지가 제공하는 기상 정보를 이용해보자. 여러 종류의 일기도를 활용해 기압 배치를 읽어내고, 바람의 방향과 기단의 움직임을 예측할 수 있다. 미국과 일본을 비롯한 세계 각국의 기상 자료도 인터넷에 공개되어 있다. 이를 이용해 직접 일기예보를 시도해보면 기상 현상의 구조를 좀 더 깊이 이해할 수 있을 것이다.

기상학자인 저자는 날씨의 기본 요소인 구름 · 비 · 바람 · 기온 등은 물론이고 태풍 · 장마 · 호우 · 강설 · 계절풍 · 무더위 같은 현상이 어떤 메커니즘으로 발현되는지를 누구보다 쉽게 서술했다. 그리고 일기예보가 어떤 과정을 거쳐 이루어지는지도 알려준다. 이처럼 쉽게 기상학에 접근할 수 있는 길을 열어주고 있기에, 이 책은 놀라운 날씨의 세계를 이해하고 직접 일기도를 작성하거나 해석해보려는 사람에게 훌륭한 길잡이가 된다.

머리말



제1장 구름의 구조

구름이 공중에 떠 있을 수 있는 이유

데워진 공기를 상승시키는 힘

수증기를 머금은 공기는 무겁지 않다

수증기는 어떻게 구름 입자로 변하나?

구름이 생성되는 대기의 구조

구름의 종류



제2장 비와 눈의 구조

구름 입자가 비 입자로 성장하는 열쇠

중위도 부근의 비

스스로 커지는 적란운

호우는 언제 발생하는가?



제3장 기온의 구조

대기를 데우는 '복사'

하루의 기온 변화는 어떻게 이루어질까?

위도와 계절에 따른 기온 변화



제4장 바람의 구조

기압차가 생기는 이유는 무엇인가?

지상의 바람은 어떻게 불까?

상공의 바람은 어떻게 불까?

지구 규모에서 살펴본 바람

대륙과 바다가 만드는 계절풍



제5장 저기압, 고기압 그리고 전선의 구조

온대 저기압은 왜 발달하는가?

온대 저기압의 발생과 소멸

고기압의 다양한 생성

장마는 어떻게 생기나?



제6장 태풍의 구조

태풍은 조직화한 적란운

태풍은 어떻게 발생하는가?

태풍이 발달하는 구조

태풍은 왜 일본으로 가는가?



제7장 일기예보의 구조

일기예보에 필요한 기상 관측

컴퓨터 예보

다양한 일기예보



참고 문헌

찾아보기

후쿠카와 다케히코 기상학자 · 일기예보 전문가. 일본기상학회 이사와 기상청 예보과장 및 기상연구소 주임 연구관을 역임했다. 도쿄이과대학 물리학과를 졸업했으며 동대학원에서 이학 박사 학위를 취득했다. 일본해양학회 · 지진학회 · 항해학회의 정회원이며, 다양한 기상학 정보를 제공하는 '기상 컴퍼스'(http://www.met-compass.com)를 운영하고 있다. 대표 저서로는 《알기 쉬운 일기예보의 지식과 기술》 《최신 기상 백과》 등이 있다.