2021년 예보관 과정 훈련보고서

지역특성을 고려한 예보 기술 연구

- 강원 영동지방의 대설 특성 연구 -

소속: 기상청

교번: 7번

성명: 정형준

2021. 9.

- 목   차 -

Ⅰ. 서론	1

1. 연구 배경	1

2. 선행연구 조사	4

2-1. 극 저기압형	4

2-2. 북고남저형	6

2-3. 단순 고기압 확장형	9

2-4. Cold Air Damming(CAD)	10

Ⅱ. 본론	14

1. 강원 영동지방 대설 조사	14

1-1. 대설 자료 조사	14

1-2. 강원 영동지방 대설 비교 조사	21

1-3. 강릉지방의 풍향 조사	24

1-4. 강릉지방의 대설 요소 조사	27

2. 대설 유형 연구	31

2-1. 해안형 대설 기압계 특성	32

2-2. 북고남저형 대설 기압계 특성	36

3. 한기 축적에 대한 강설 연구	42

3-1. 강한 한기 축적 특성	43

3-2. 약한 한기 축적 특성	47

Ⅲ. 결론	50

참고문헌	52

Ⅰ. 서론

1. 연구 배경

우리나라는 국토의 70%가 산지로 이루어져 있는 산악형 지형이 많으며, 주로 북쪽과 동쪽에 높고 험한 산이 많고 북쪽으로 백두산에서 시작된 산맥이 남쪽의 지리산까지 이어져 우리나라의 가장 주된 뼈대를 이루고 있다.

강원도 동해안의 지형은 해안선이 단조롭게 형성되어 있으며 서해안과 남해안은 반대로 해안선이 들어가고 나오고를 반복하는 복잡한 구조이다.

특히, 강원도의 산지는 다른 지역에 비해 땅의 높고 낮음이 심한 지역으로 높은 산과 계곡이 많이 있고, 우리나라 국토의 북쪽과 동쪽에는 산지가 많아서 서쪽과 남쪽에 비해 큰 도시가 적으며 북쪽으로는 넓게 동쪽으로는 길게 펼쳐져 있다.

강원도 산지의 대표적인 대관령 지역은 고랭지 농업과 목축업 발달하였고, 많은 눈이 내려 쌓이는 지형적 특성으로 스키 산업이 발달하여 우리나라의 유명한 스키장은 이곳 강원도에 대부분 위치 하고 있다. 또한 2018년에 우리나라에서 최초로 평창동계올림픽이 성공리에 대회를 마치기도 하였다.

이 모든 것은 눈이 없으면 이루어질 수 없는 행사이며, 겨울에 눈이 많이 내리기도 하고, 아침 최저기온도 낮은 날이 많았기 때문에 가능할 수 있었다고 볼 수 있을 것이다.

한편 동해안은 해안선이 비교적 단조로워 서해와 남해와는 대조를 이루고, 모래사장이 크게 발달해 있어 해수욕장으로 많이 이용되고 우리나라에서 유명한 해수욕장도 강원도에 다수 있다. 그러나 수심은 서해나 남해보다 월등하게 깊은 특징을 나타내고 있다.

강원도 면적의 대부분이 산지로 형성된 산악도(山岳道)이며, 한반도의 척추인 태백산맥을 분수령으로 동쪽은 영동, 서쪽은 영서 지방으로 크게 구분되어 있다.

태백산맥 동쪽은 경사가 급하여 해안평야의 발달이 취약하고, 태백산맥 서쪽은 경사가 완만하여 남·북한강의 큰 하천이 발달하고, 산지가 여러 곳에 분포되어 있다.

강원도 영동지방은 가파른 산자락이 동해와 맞닿아 평지가 협소하고 대관령, 미시령, 진부령, 한계령 등 많은 영과 계곡이 산재하고 있어 그 경관이 빼어나다.

강원도 영서지방은 산악과 분지가 완만하게 서쪽으로 퍼져 있어 서울·경기 지방까지 흘러내리고 대부분 고원으로 되어있어 논보다 밭이 많고 도내 산촌에서 높이 솟아오른 작은 샘물은 그 줄기가 모여 맑은 시냇물을 이루고 우리 국토의 젖줄인 한강과 낙동강의 발원지가 되고 있으며, 북한강 상류는 한국 특산종을 비롯한 각종 어류가 다양하게 서식하고 하천 생태계가 잘 보존된 청정지역으로 화천의 평화의 댐, 화천·춘천댐, 소양강 다목적댐, 의암댐 등이 있어 산업 및 식수의 공급원이 되고 있다.

강원도 지방은 북위 37°와 38° 사이의 중위도 온대성 기후대에 위치하여 이 위도 차에 의한 주요 기후 특성이 나타나는데 여름에는 고온·다습하며, 겨울에는 한랭·건조한 대륙성 고기압의 영향을 받아 춥고 건조한 기후이다.

강원도는 태백산맥이 남북으로 길게 뻗쳐 있어 이 산맥을 중심으로 영동지방과 영서지방으로 나뉘고, 이들 지역의 기후 또한 매우 다른 특성을 나타낸다.

일반적인 기상 특성을 보면 산맥의 급한 경사면을 따라 내려와 바다로 연결되는 강원도 영동지방은 해양성기후에 가까운 기상 특성이고 강원도 영서지방은 한반도의 중앙내륙에 위치하여 대륙성기후에 가까운 특성을 나타낸다.

또한 산맥의 정상부를 중심으로 한 산악지방은 산악기후의 특성으로 복잡한 기상 현상을 나타내고 있다.

강원도 영동지방은 산맥의 급경사면이 바다와 접해있어 평야 지역은 거의 없으며, 해안선을 따라 좁고 길게 형성되어 있다. 이러한 지형적 여건에 따라 영동지방은 위도상에 비하여 겨울철은 온난하고 여름철은 비교적 시원한 편이어서 연 기온의 교차가 적은 편에 속한다.

본 연구에서 분석할 내용은 대설이며, 적설량이 5cm 이상의 폭설에 대한 특성에 대하여 분석하여 연구할 것이다.

기초지식으로 폭설(대설)이란 많은 눈이 시간적, 공간적으로 집중되어 내리는 현상을 말한다.

기상청의 대설 특보기준을 보면 주의보는 24시간 신적설(새로 쌓인 눈) 5cm 이상 예상될 때 발령된다.

대설경보는 24시간 신적설이 20cm 이상 예상될 때다. 다만, 산지는 24시 신적설이 30cm 이상 예상될 때 발령된다.

그런데 눈은 단시간 안에 5cm 이상 쌓일 수 있어 순식간에 도심 교통을 마비시키는 위력을 가지고 있다. 항공기 운항에도 안전에 큰 영향을 준다. 눈이 한파를 동반한 폭풍과 함께 몰아치거나 연속적으로 내리게 되면, 재배용 비닐하우스 등의 약한 구조물을 훼손하여 농가에도 많은 재해를 주며 운송, 유통, 관광, 보험을 비롯한 서비스 업종과 사회 전반에 영향을 미친다.

소방방재청의 최근 10여 년간의 재해 연보를 살펴보면 지금까지 자연재해의 68%는 태풍 및 호우에 의해 발생하였으며, 폭설에 의한 재해는 9%에 불과하나 점차 폭설에 의한 피해가 증가하는 경향을 나타낸다.

그리고 동해안에 내리는 다수의 눈은 수상당량비가 작은 습하게 내리는 눈은 무게가 무거워 비닐하우스나 농축산물에 많은 재해로 나타난다.

또한 이 습하게 내리는 눈은 내리면서 다져지기 때문에 특보기준에 도달하지 않아도 제설작업에도 많은 시간과 막대한 예산이 투입되고 있다.

눈에 대하여 조금 더 자세하게 알아보면 눈은 구름으로부터 내리는 얼음 결정 또는 얼음 결정이 구름으로부터 내리는 현상을 말하며, 흔히 눈의 모양이 무어냐고 할 때 6각형이라고 말하며, 이렇게 눈으로 보는 모습은 눈의 결정 눈의 결정 모습은 바늘 모양(침상), 기둥 모양(각주 상), 편평한 모양(판산) 등 여러 가지가 있고 보통 2mm 정도의 크기이며 때문에 돋보기를 사용하면 쉽게 관찰할 수 있다.

눈의 종류도 가랑눈, 가루눈, 자국눈, 포슬눈, 함박눈, 송이 눈, 길눈, 잣눈, 소나기눈, 소낙눈, 마른눈, 진눈깨비, 눈꽃, 눈보라 눈감기, 도둑눈, 밤눈 등 조사해 보니 눈으로 부르는 종류도 상당히 많은 것으로 조사되었다.

눈은 비와 달리 내리면 쌓이는 특징을 가지고 있고 지형적으로 오랫동안 녹지 않고 쌓여서 제설작업에 막대한 돈이 지출되며, 올해에도 눈으로 인한 피해복구비로 강원도청 자료를 기준으로 112억의 예산이 지출되었다. 이는 매년 줄어들지 않는 자연재해로 불가피한 예산 낭비라고 볼 수 있다.

다음 장에서는 강원도의 대설 특성에 대하여 기상청이나 여러 기관, 외국 전문사이트 등에서 눈에 관한 연구, 강원도 지방에서 동해안 형 강설에 대하여 사전 조사를 하였다.

그림 1. 기온에 따른 얼음에 대한 수증기압 초과 값(hPa)과 눈 결정체 모양(출처: COMET)

2. 선행연구 조사

우리나라에서 기상관측을 시작하고 날씨 예보를 시작하면서 현재까지 기상청에서 조사 연구한 대설에 관련된 자료를 살펴보면 크게 세 가지 형태로 이것은 눈이 특보 수준으로 많이 내린 날을 조사하여 기압 패턴에 따라 나누어 조사한 결과이다.

2.1. 극 저기압형

한대 제트축의 북쪽에서 상층 한기에 의해 발생하는 강수 유형이며, 한대 제트가 제주도 남쪽까지 남하할 때 발생하는데, 절리저기압이나 깊은 골이 중부지방을 통과하면서 동해상에 중규모 저기압을 만들어 낸다.

이때 상층 골과 하층 중규모 저기압이 수직으로 연결되면서 500hPa 와도 streak 내부에서 발달한 중규모 저기압의 영향을 직접적으로 받는 유형이다.

그리고 상층기압골의 지원을 받아 동해 먼바다에서 중규모 저기압이 발달해 그 후면으로 저기압성 수렴 선이 동해안을 통과하면서 영향을 주는 형태를 중규모 저기압 후면 수렴형(간접영향)이라고 한다.

그림 2. ‘극 저기압형(직접영향)’, ‘중규모 저기압 후면 수렴형’의 모식도

중·상층 대기의 매우 차가운 공기와 따뜻한 해수의 큰 온도 차는 연직적 상호관계로 불안정을 유발한다.

상·하층의 큰 온도 차는 대설을 유발하는 가장 큰 원인이다. (한상은, 2010) 한대 제트가 남하할 때, 제트의 북쪽에 성층권으로부터 하강한 절리 된 공기를 동반한다.

잠재 소용돌이도가 큰 공기가 산둥반도에서 중부 이남을 거쳐 동해상으로 침강하면서 하층의 저기압성 회전을 강화하고 동해상에 중규모 저기압을 발달시킨다.

이 저기압 후면으로 북서와 북동풍이 수렴하면서 강원도 영동지역에 영향을 준다.

상층 양의 잠재 소용돌이도 이상(anomaly)은 하층의 저기압성 회전을 유도한다. 이 저기압성 흐름은 중국 북동 지역의 한기를 남하시키고 남쪽의 난기를 북상시킨다. 대륙의 한기가 남하하며 동해상을 통과할 때 해기차와 하층 저기압성 기류의 수렴으로 구름이 발달한다.

특히 난기가 저기압성 회전을 하며 한기를 만나는 지역에서 바람이 가장 강하고 수렴이 강하게 일어난다.

해상의 따뜻한 공기와 상층의 매우 차가운 공기로 인한 열적불안정은 대류를 더욱 강화된다.

이 경우, 보통 겨울철 강수가 700hPa 이하에서만 발달하는 것과 달리 성층권 공기가 침강한 고도 바로 아래(역학적 대류권계면)까지 포화단열적으로 발달한다. 또한, 강한 대류성 강수가 발달하기 때문에 동해안 강수 중 유일하게 뇌전을 동반하기도 한다.

2.2. 북고남저형

‘북고남저형’과 동해 북부 해상에 분리된 고기압의 영향을 받는 ‘단순 고기압 확장형’으로 구분할 수 있다.

‘북고남저형’은 말 그대로 우리나라 일기도에 북고남저형 기압배치에서 나타나는 패턴으로, 대륙고기압(cP)이 확장하는 가운데 남쪽 저기압이 통과하는 유형과 북쪽에 고압부가 위치하는 상황에서 남쪽 저기압이 발달해 통과하는 유형으로 나눌 수 있다.

그림 3. ‘cP 확장+남쪽 저기압형’, ‘남쪽 저기압형’

‘cP 확장+남쪽 저기압형’은 상층 한기 핵이 홋카이도 쪽에 위치하고 후면의 침강류에 의해 중국 북동부에 하층 고압부가 발달한 상황에서 발생한다. 이때 규슈지방으로 저기압이 통과하면 우리나라는 북고남저형 또는 북서고 남동저 형의 기압배치를 이루게 되고 북동 기류에 의해 한기 이류가 강화된다.

‘남쪽 저기압형’은 이미 고압부가 북한 지역과 동해안으로 위치한 상황에서 발생한다. 이때 상해 동쪽 해상에서 저기압이 발달해 동진할 때 저기압의 북동쪽으로 기압 경도력이 강화되면서 강원 영동과 경북 북부 지역으로 동풍이 불게 되어 강수가 내리는 유형이다.

‘cP 확장+남쪽 저기압형’은 해기차가 크고 지형의 영향을 많이 받을 때 강수량이 많다.

cP가 확장하면 함경산맥 북쪽으로 축적된 한기가 따뜻한 해상으로 이류 되기 때문에 850hPa 해기차가 19℃ 이상으로 크게 나타난다.

강수 구역이 산지보다 해안에 집중되는 원인은 하층의 풍속이 약해 기류가 산맥을 타고 상승하지 못하기 때문이다. 한기가 이류 되는 과정에서 한기가 해상을 지날 때 풍속은 강하나 육지에 도달하게 되면 마찰 등의 영향으로 풍속과 풍향이 변한다.

‘남쪽 저기압형’의 강수량은 해기차보다 저기압의 발달이나 저기압 중심과의 거리에 따른 바람의 강도와 지형의 영향을 많이 받는다.

강수 메커니즘은 북고남저형 일때 일본 동쪽 해상의 고기압과 대륙고기압 사이에서 기압골이 발달하여 상층 골의 지원을 받으면서 상해 북동쪽 해상을 거쳐 동중국해를 지나 우리나라 남부지방으로 진출하고 한반도는 점차 북고남저형 기압배치 하에서 기압경도 강화가 된다.

그리고, 한기 축적은 지상 저기압의 북동쪽으로 중국 북동 지방에서 확장하는 고기압으로부터 한기가 이류 하여 태백산맥 동쪽 사면에 막히면서 한기가 쌓이기 시작(CAD: Cold Air Damming)하고 산맥을 타고 기류가 상승하면서 단열냉각 효과로 인해 cold pool은 점차 강화되며, 속초, 북강릉 AWS 시계열 자료에서 북풍이 불면서 습도가 높아지고 기온이 떨어지는 시각부터 CAD 시작한다.

강수 시작은 산맥과 평행한 바람(북북서)과 동해상에서 불어오는 북동류 사이에서 형성된 해풍전선이 하층 지향류(북동류)를 타고 해안으로 밀려오면서 강수가 시작된다.

강수 집중은 남부 지방에 온난벨트를 타고 상승하는 구름대와 해상에서 유입된 저온 다습한 공기가 cold pool을 타고 상승하면서 결합해 강하게 발달한다.

강수 약화는 저기압 통과 후 한기 이류가 약화 되면서 cold pool은 점차 해소되고 해기차에 의해 발생한 구름에만 영향을 받기 때문에 강수는 강하지 않게 된다.

그림 4. KLAPS 분석장 상당온위 연직단면도

강수 메커니즘 분석을 통해 규모에 맞게 분석하여 수치모델 자료를 적용해야 하며 강수 시작 시 중규모 해안 전선에서 발생한 구름대에 의해 강수가 내렸고 한기 이류가 시작되는 단계이기 때문에 비로 내렸으나, 강수 집중 시에는 저기압 중심이 남부지방을 지나면서 종관 강제 발달한 구름 들과 cold pool 위로 흐르는 난기 활승에 의한 구름이 결합 되면서 강수량이 늘어나고 cold pool을 지나면서 눈으로 내린다.

강수가 약화 시에는 주로 북동 기류에 의한 강수로 기온 선은 남하 해상에서 대류 혼합으로 발생한 낮은 구름으로 인해 강수 형태가 눈으로 내리기는 어려우며, 종관규모 시스템에 따른 CAD는 정확도가 비교적 높지만 강수 메커니즘에 따라 국지 모델과 전구 모델을 활용하여 정확도를 높일 수 있고, 규모에 따라 강수의 발달과 형태가 달라질 수 있다.

2.3. 단순 고기압 확장형

‘단순 고기압 확장형’은 남쪽으로 통과하는 저기압의 영향을 받지 않을 때 북쪽에서 대륙고기압 확장으로 동풍 기류가 유입되어 강수가 내리는 유형이다.

이 유형은 남쪽 저기압이 일본 동쪽으로 멀리 위치하거나 동중국해 해상에 약한 골 형태로 위치한다. 따라서 남쪽 골의 영향은 거의 받지 않으며 중국 북동쪽에서 확장하는 대륙고기압의 영향을 받는다.

그림 5. cP확장형의 모식도

‘cP 확장형’의 강수량은 해기차와 동해안으로 유입되는 하층 북동풍의 강도에 따라 달라진다.

‘단순 고기압 확장형’의 강수량은 앞선 두 유형에 비해 많지 않고 주로 해안형으로 나타난다. 낮이 되면서 육풍이 약화 되자 동풍이 유입되어 풍상측 산지에 약하게 눈이 내렸다. 만일 이 사례에서 동풍이 더 약하거나 서풍이 더 강할 경우 강수가 아예 없었을 수도 있다. 육풍의 강도에 따라 강수 유무가 판단되는 것이고, 낮과 밤의 강설이 나타나는 것도 강설량의 차이가 발생할 것이다.

바람의 강도가 강설에 많은 영향을 미친다는 것을 알 수 있을 것이고, 육풍과 해풍이 불어드 시점 또한 강설의 유 무에 큰 영향을 주는 중요한 요건이다.

2.4. Cold Air Damming(CAD)

그리고 앞에서 언급하였지만 중요한 강설을 유발하는 특성이 있다. 바로 중규모 기압계의 변화에 차가운 공기가 동쪽 사면에 따른 해안지역에 축적되며 나타나는 cold air damming(CAD) 효과 등 동해안 지역에 강수를 유발하는 특성이며, 북동류와 동해안 지방의 지형적인 특성으로 개마고원, 함경산맥은 한기의 정상적인 확장을 막으며, 북고남저형의 기압배치를 이루어지게 하여 북동 기류를 유발하며, cold surge 이후 한기가 태백산맥에 막혀 쌓이게 되면(CAD현상이 일어나면) 온도경도가 강해져 동해안 지역에 위험 기상을 유발한다.

그림 6. 동북아시아 지형지세

북동류에 의한 강수 고려사항으로 강수 현상이 있는 북동류에서 북동류를 발생시키는 고기압의 성질은 한랭하며, 850hPa 일기도에서 동해안으로 온도 골을 형성하고 24h 온도 -3℃ 이하로 하강하고,

우리나라 부근(N30~40, E120~135) 850hPa 수렴 역이 형성되거나, 500hPa Trough가 접근하거나 발달, 850hPa 상당 온위선이 남쪽 또는 남동쪽에서 북상, 영동지방으로 불안정도(K-index 20 이상, SSI 3 이하) 상승, 난기와 한기 유입이 크면 클수록 호우와 대설 경향이 상승한다.

또한, 강수 현상이 없는 북동류일 경우 하절기(4월~9월) 온난한 고기압에 의한 북동류, 850hpa 일기도에서 동해안 지방으로 24h 온도가 상승하거나 하강 폭이 작다.

그림 7. CAD 효과와 강수형태변화, 영동지역의 Cold Air Damming

우리나라 부근(N30~40, E120~135) 850hPa 수렴 역이 없고, 500hPa에서 기압 능이 우리나라로 접근한다.

상층의 한기 축은 만주에서 동쪽으로 빠져 있고 중국 북동부에서 동해안으로는 상층 침강류에 의해 하층 고압부가 발달할 때와 동시에 상해에서 규슈지방으로 저기압이 통과하면 우리나라는 북고남저형(또는 북서고남동저형)의 기압배치가 되며, 동해안은 기압 경도력이 강화되어 북동 기류에 의해 한기 이류가 강화된다.

저기압의 영향을 강하게 받을 때는 850hPa까지 북동 기류가 유입되면서 산맥에 수직으로 부는 바람의 강도에 따라 많은 강수량 기록될 수 있으며, 바람이 약할 때도 925hPa 이하로 한기 이류가 나타나지만 925~850hPa은 남쪽 저기압의 영향으로 북동에서 남동풍으로 풍향이 순전(veering) 일어나면서 한기 위로 난기가 활승하여 강수가 나타날 수 있다.

내리는 비가 지상 부근의 축적된 한기를 통과하면서 다시 얼어붙어 눈으로 내리기도 하고, 하층에서 녹아 비가 내리다가 하층에 한기가 축적되면서 지상까지 눈으로 도달하는 효과를 나타내기도 한다.

cP 가 확장할 경우 상층의 침강류에 의해 하층 고압부가 발달할 때는 강한 침강류의 위치에 따라 하층 고압부 발달 경로가 달라지며 700hPa 북서풍의 강풍대가 있는 곳의 하층인 발해만 서쪽과 개마고원 북동쪽으로 하층 고압부 형성되면서 강한 북풍 기류가 동해안과 서해안으로 남하, 지상 기압계는 P형태로 수렴 역이 해안에 형성되는 해안형 강수 형태가 나타나며, 남쪽 저기압으로 인해 북서류와 북동 기류가 만나는 골이 깊어지면서 수렴지역 중심으로 강수가 강하게 나타난다.

또한, 내륙에 기온이 많이 떨어질 때는 육풍의 강도를 고려하여야 한다.

단순히 고기압 확장형의 경우 한반도는 고기압권에서 한기 이류와 복사냉각에 의한 기온 하강이 크며, 특히 새벽 시간의 경우에는 산풍과 육풍이 더해져 비교적 강한 서풍 기류의 바람(태백산맥에서 해안으로 불어 나가는 바람)이 지상 부근에서 해상으로 불어 나간다.

그림 8. 겨울철 강원영동 육풍의 일변화

강한 CAD에서는 한기 축척 현상이 강하게 나타나기 때문에 주야간 상관없이 동해상에서는 눈구름대가 내륙으로 진입하는 것을 효과적으로 저지하게 되기 때문에 해안가 부근에 약한 강설이 내리거나 동해상에서만 눈이 오는 경우가 많을 것으로 추정된다.

하지만 약한 CAD의 경우는 복사냉각이 활발하게 일어나 한기 하강 풍이 발달하고 내륙 지면 냉각으로 인하여 동해로 향하는 육풍이 강화되는 야간에는 해안가 부근만 약한 강설이 단기간 발생할 것이고 주간에는 한기 축적 현상이 약하고 한기 하강 풍이나 육풍도 상대적으로 원활하지 못하기 때문에 동해상에서의 발달한 눈구름이 북동풍 계열의 바람이 활성화 되는 조건에서는 내륙으로 진입할 가능성이 커진다.

앞에서 강원도의 지형 특히 태백산맥의 효과에 대하여 사전 연구조사 하였다. 태백산맥에서 강릉의 지형적인 위치를 보면 풍계에 따라 눈이 해안형, 산간형으로 산을 넘어갈지에 대하여 태백산맥을 중심으로 날씨가 크게 변하게 되며 적설량 또한 크게 차이를 보이게 된다. 이것은 우리나라에서 지형적으로 기상변화가 가장 심하게 나타나는 곳이다.

그림 9. 강릉의 지형적 위치

강원도 영동지방에는 이 지역만의 독특한 자연환경과 위치적인 영향으로 태백산맥과 동해안으로 해안가에 위치해 국지적인 기상 현상이 빈번히 발생한다.

태백산맥의 위치로 강릉도 북북서에서 남남동 방향으로 길게 늘어서 있는 중심에 위치해 이에 따른 주 풍계가 북북서 계열의 바람이 주가 될 것이며 이 지형적인 위치로 인하여 해기차가 크고 북풍이나 동풍 계열의 바람이 불면 강설 현상이 나타난다.

해상에서 불어 드는 동풍 계열의 바람 영향이 얼마나 큰지에 따라서도 눈이 많이 와서 쌓이고 약하게 되면 해안으로 접근하지 못하고 눈을 날리기만 하는 것도 모두 지형적인 영향이다.

또한 낮과 밤의 해풍과 육풍의 영향으로도 겨울철 강설에 크게 영향을 미칠 것이다. 다음 장에는 영동지방으로 대설인 경우의 통계적인 자료를 조사하여 앞에서 선행연구조사를 통한 특성에 대하여 대설과 아닌 날의 사례분석을 해 보고자 한다.

Ⅱ. 본론

1. 강원도 영동지방 대설 조사

1.1. 대설 자료 조사

1.1.1. 강릉 자료 조사(2000년~2008년은 강릉 자료)

강릉 지점의 눈이 내린 일자료의 최심 신적설 5cm 이상의 자료를 조사하였으며, 북강릉으로 이전 하기 전 2008년 이전 자료는 기존장소에서 관측한 자료이며, 2008년 이후로의 자료는 현재 청사에서 관측된 자료이다.

지난 20년간의 강설 일수를 조사해 본 결과 2000년 이후로 최근까지 눈이 온 일수는 점차 감소하는 추세를 나타내고 있다.

표 1. 북강릉 강설 일수(2000년~2021년)

가장 많은 해는 2013년으로 총 32회의 눈이 관측되었고 가장 적은 해는 2019년으로 총 7회, 평균 일수는 18일을 기록하였다.

2004년에서 2009년 동안 평균 일수 18일보다 낮은 10일로 8일 정도 적은 강설 일수를 보였으며, 2010년부터 2014년에 27일로 평균일 보다 9일이 많은 일수를 기록하였고, 기후변화로 인하여 눈이 관측되는 일수도 감소하는 추세로 보이며, 최근 4년간 내린 평균 강설 일수는 12일로 전체 평균일 18일보다 6일이나 감소하는 경향으로 나타나고 있다. 눈이 내리더라도 쌓이는 정도가 줄어드는 경향이 통계상으로 나타나는 것으로 조사되었다.

그림 10. 북강릉 강수일수(2008년~2021년, 1~3월, 11월, 12월)

2008년에서 2021년 1~3월, 11월과 12월간의 5개월 동안 겨울철 북강릉의 강수일수를 조사해 본 결과 총 572일의 강수일 중에 강설 일수는 239일로 나타났고, 신적설 일수는 138일이고 최심 신적설량이 5cm 이상인 날은 65일이다.

전체 강릉의 강수일수 중 강설 일수가 42%로 절반에 조금 못 미치고 눈이 5cm 이상 온 날은 11%로 조사되었다.

신적설 일수 138일을 5cm 이상 온 날과 미만인 날을 확률로 비교해 보았을 때 47%와 53%로 비슷하다는 것을 알 수 있었다. 눈이 내려서 쌓인다고 했을 때 통계적으로 절반은 대설 특보의 눈이 쌓인다고 볼 수 있다.

표 2. 북강릉 월별 강설 일수(2000년~2021년)

2000년에서 2021년 동안 북강릉의 월별 강설 일수는 1월(121일), 2월(122일)이 가장 많으며, 11월(7일)에 눈이 시작하여 4월(12일)까지도 눈이 내렸으며, 최근 3년 동안 4월과 12월에는 눈을 기록하지 못하였으나 적설 기록은 없고 진눈깨비 형태로 내린 날도 있었다.

2010년 이후 북강릉 자료를 살펴보았을 때 최심 신적설 최고 1위는 2011년 2월 11일에 77.7cm를 기록하였으며, 최근 3년간으로 보았을 때 가장 많은 날은 최고 순위 8위인 2021년 3월 1일 32.4cm를 기록하였으며, 특히 2014년도에는 장기간에 걸쳐 눈이 내려서 4~7위에 기록되었다.

단위: cm

표 3. 북강릉 최심 신적설 최고 순위(1위~20위)

북강릉으로 이전하기 전 강릉시에서 관측한 최심 신적설 최고 1위는 2005년 3월 4일에 44.0cm를 기록하였다. 눈은 관측장소의 위치에 따라 적설량에 있어서 지점별로 차가 많이 난다.

산간에 눈이 더 많이 쌓이는 것도 이런 이유 때문인데 강릉과 북강릉의 적설 관측장소의 변경이 극값에도 영향을 준 것으로 보인다.

단위: cm

표 4. 강릉 최심 신적설 최고 순위(1위~20위)

1.1.2. 강원도 속초 자료 조사

지난 15년간 속초의 강설 일수를 조사해 본 결과 2000년 이후로 최근까지 눈 온 일수는 약간 상승하는 추세를 나타내고 있으며, 가장 많은 해는 2010년으로 총 22회의 눈이 관측되었고 가장 적은 해는 2009년으로 총 3회, 평균 일수는 12일로 조사되었다.

다른 동해안 지역의 추세선이 감소하는 경향에 비해 속초는 약간 상승한 특징이 있다.

표 5. 속초 강설 일수(2000년~2015년)

2000년에서 2015년 관측한 속초의 월별 강설 일수는 1월(61일), 2월(54일)이 가장 많으며, 11월(4일)에 눈이 시작하여 4월(1일)까지도 눈이 내렸다.

속초는 지형상 강원도 영동지방 해안가에서 가장 위쪽에 위치해 있다.

표 6. 속초 월별 강설 일수(2000년~2015년)

2000년에서 2015년 관측한 속초의 최심 신적설 최고 순위는 2008년 12월 22일에 55cm를 기록하였으며, 북강릉지점과 같이 2014년도에 수일에 걸친 눈으로 최고 순위 3위와 7위에 기록되었다.

표 7. 속초 최심 신적설 최고 순위(1위~20위)

1.1.3. 강원도 동해 자료 조사

지난 15년간 동해의 강설 일수를 조사해 본 결과 2000년 이후로 최근까지 눈 온 일수는 감소하는 추세를 나타내고 있으며, 가장 많은 해는 2010년으로 총 13회의 눈이 관측되었고 가장 적은 해는 2009년으로 총 1회, 평균 일수는 6일을 나타내었다.

표 8. 동해 강설 일수(2000년~2015년)

2000년에서 2015년 관측한 동해의 월별 강설 일수는 1월(33일)이 가장 많았으며, 작은 달은 12월로 12일이다.

다른 지역에 비하여 동해의 강설 일수가 적은 것으로 조사 되었다.

표 9. 동해 월별 강설 일수(2000년~2015년)

2000년에서 2015년에 관측한 동해의 최심 신적설 최고 순위는 2011년 2월 11일에 70.2cm를 기록하였으며, 2011년도에 많은 눈을 기록하였다.

표 10. 동해 최심 신적설 최고 순위(1위~20위)

1.1.4. 강원도 평창군(대관령) 자료 조사

2000년에서 2015년 관측한 대관령의 강설 일수를 조사해 본 결과 2000년 이후로 최근까지 눈 온 일수는 다른 지역과 같이 감소하는 추세를 나타내고 있으며, 가장 많이 눈이 내린 해는 2010년으로 총 51회의 적설이 관측되었고, 평균 일수는 38일로 다른 지역에 비하여 가장 많은 평균 일수를 나타내었다.

표 11. 대관령 강설 일수(2000년~2015년)

2000년에서 2015년 관측한 대관령의 월별 강설 일수는 1월(155일)이 가장 많았으며, 다른 지점과 비교하여 볼 때 가장 많은 일수로 조사 되었다. 대관령은 강원도에서도 해발고도 800m 정도의 산간지방에 속한다. 산간지방이 해안가보다 해발고도가 훨씬 높아서 겨울철에 강설이 자주 내리고 또 강설량도 많이 내리고 눈 외에 특이 기상 현상도 다른 지역에 비하여 많이 나타나는 특징을 가지고 있다.

표 12. 대관령 월별 강설 일수(2000년~2015년)

대관령에서 관측한 신적설 결과 가장 많이 내린 날은 2000년 이후로 2001년 1월 7일로 87.7cm를 기록하였으며, 2011년도에 많은 눈이 내린 걸로 조사되었다.

표 13. 대관령 최심 신적설 최고 순위(1위~20위)

1.2. 강원도 영동지방 대설 비교 조사

강원도 영동지방에는 북쪽으로 속초를 비롯하여 강릉, 대관령을 거쳐 동해에까지 해안 관서가 있다.

4개 지점의 2000년에서 2015년까지의 신적설 일수를 강릉의 신적설 5cm 이상의 날에 다른 3개 지점도 같이 비교 조사하였다.

강릉을 제외하고 다른 지역은 2015년까지의 자료이고, 강릉은 최근까지의 자료를 분석하였다.

강원도 동해안의 2000년에서 2015년간의 15년 동안의 4개 지점에 대하여 조사를 해 본 결과 강설 일수는 점차 줄어드는 추세를 나타내었으며, 산간지방인 대관령이 강설 일수가 가장 많았고 다음으로는 강릉지역에 많은 눈이 내린 것으로 조사되었다.

표 14. 강원 동해안 강설 일수(2000년~2021년)

강원 동해안의 4개 지점의 월별 강설 일수를 조사해 본 결과 1월이 다른 달에 비하여 가장 많이 내린 것으로 나타났으며, 순위는 대관령, 강릉 순으로 해안보다는 산간지방인 대관령이 강원도에서는 가장 눈이 많이 오고 자주 내리는 것을 알 수 있다.

표 15. 강원 동해안 월별 강설 일수(2000년~2021년)

강릉과 대관령, 속초의 2008년에서 2015년까지의 신적설 5cm 이상 온 날을 조사해 보았다.

위에서 눈 온 일수는 대관령이 다른 3개 지점에서 가장 많았지만 신적설량을 합하여 퍼센트로 분석해 보면 강릉이 39%로 대관령 32%보다 많이 온 것으로 조사되었다. 이것은 산간지방인 대관령은 5cm 이하의 눈이 자주 내려 일수는 많았으나 해안가 쪽인 강릉은 내리는 횟수는 대관령보다 적으나 한 번 내릴 때 다소 많은 눈이 기록되어 총합계를 조사해 보면 대관령보다 강릉이 다소 많은 양의 눈이 온 것으로 분석이 된다. 태백산맥을 중심으로 해안형과 산간형에 따라 내리는 눈의 양과 신적설 일수가 차이가 난다는 것을 분석할 수 있었다.

기후변화로 인하여 적설 일수는 모두 줄어들고 있지만 눈이 내리는 양은 짧은 시간에 폭발적으로 많이 오는 것도 하나의 특징이라고 볼 수 있을 것이다.

그리고 강원도 영동지방에서 가장 낮은 위도대에 있는 동해시가 눈의 양과 일수가 가장 적은 것을 알 수 있다.

그림 11. 강원 영동지방의 적설량 비교(2008년~2015년)

북강릉에 신적설량이 5cm 이상 온 날의 눈 시작과 종료시각을 조사하여 표로 나타내었다. 총 강설 일수는 65회로 가장 길게 온 날은 계속해서 내린 것은 아니지만 2014년 2월 7일에서 2월 10일의 4일에 걸쳐서 내린 날이며 총 내린 신적설량도 147.9cm의 눈이 내렸다.

가장 짧게 내린 시간은 2015년 1월 28일에 4시간 40분으로 5.3cm의 적설을 기록한 것으로 조사 되었다.

총일수의 평균 눈 내린 시간은 14시간 54분이었으나 눈은 한번 내리면 며칠에 걸쳐서 장기간으로 내리는 경우가 많으며 쌓인 눈을 제외하고 눈 날림 등을 포함하면 강수 시간은 더 많을 것이다.

동해안의 눈은 대부분 습한 눈으로 내리기 때문에 쌓이면 건설보다 눈의 무게로 인하여 제설하기에도 힘이 든다.

습설은 눈의 무게가 건설에 비하여 무거워 장비를 동원하는 등의 수고가 필요하게 되고 지속시간이 길어지면 눈을 치울 최적의 시간 지연으로 인해 제설하기가 더욱더 어려워진다.

표 16. 북강릉 신적설 5cm 이상 온 날의 눈 내린 시간(2008년~2021년)

1.3. 강릉지방의 풍향 조사

강원도 동해안은 서론에서 설명하였듯이 풍향의 바람에 따라 강설량의 차이 결정이 되는 것이다. 해양으로부터 많은 수증기가 바람을 타고 유입되어 해안가로 근접하게 되면 폭발적인 강설이 해안으로 내리게 되는 것이다.

따라서 강릉지방의 풍계를 분석하여 겨울철 주로 부는 바람은 무엇인지에 대하여 알아보았다.

강릉의 2016년에서 2020년까지의 바람 장미를 살펴보면 겨울철과 연도별로 주로 많이 부는 바람은 남서류의 바람이 우세하다.

연도별에서 북서풍이 많이 불고 있고 남서 계열의 바람이 우세한 것을 볼 수 있다.

하지만 강설이 가장 많이 내리는 달인 1월과 2월의 풍계를 보면 남서풍이 많이 불고 북서풍도 많이 나타나는 것을 볼 수 있다.

강릉에 많이 부는 바람은 동풍이 아닌 서풍과 남풍이 되는 것을 알 수 있고 겨울철에도 많이 부는 바람 풍계는 남서풍이 탁월하다.

동풍이 강한지 약한지에 따라 눈이 해안가로 접근해 많은 눈이 쌓였지만 동풍 바람의 횟수가 그리 많지 않음을 주시하여야 할 것이다.

한기 이류가 확장하면서 북풍 계열이 많이 불고 있지만 그 외로 남서풍도 많이 부는 것을 알 수 있다.

겨울철 바람장미	연도별 바람장미
1월	2월
출처: 종합기후변화 감시정보

그림 12. 강릉 바람 장미(2016년~2020년)

2016년에서 2021년까지의 신적설 5cm 이상 온 날의 바람 장미 차트를 조사해 본 결과이다.

앞에서 강릉의 바람 장미를 보면 주풍이 남서풍이 탁월하고 우세하였는데, 대설이 내리는 타입의 날만을 대상으로 조사해 보면 지상에서는 주풍이 북서풍이 아주 탁월하며 연직 단면적으로 볼 때 850hPa 바람과 700hPa의 바람도 북서풍이 주풍이다.

다만 925hPa의 바람은 북풍과 남풍 그리고 북동풍 등 동풍 계열의 바람이 탁월하다는 것을 볼 수 있다.

925hPa의 고도에서 동풍 계열의 바람이 불면서 강릉지방은 동풍으로 눈이 많이 내리는 데에 북풍 계열의 바람이 많은 영향을 미친다는 것을 분석해 볼 수 있었다.

신적설 5cm 미만으로 내린 날을 비교해 볼 때 주풍은 북서풍이 탁월하다는 것을 볼 수 있으며 5cm 이상 온 날과 달리 925hPa의 바람 장에서도 북서풍이 탁월하며 북동풍이 다소 불기는 하였으나, 상하 연직 단면적으로 볼 때 거의 모든 고도에서 북서풍이 탁월하다고 분석할 수 있다.

지상	925hPa
850hPa	700hPa
신적설 5cm 이상

지상	925hPa
850hPa	700hPa
신적설 5cm 미만

그림 13. 북강릉 바람 장미(2016년~2021년)

2016년에서 2021년까지의 강릉에 내린 신적설 5cm 이상 내린 날의 신적설량을 물방울의 크기로 표시하여 조사해 보았다.

풍향이 북북서풍 계열에서 지상, 925hPa, 850hPa, 700hPa 고도에까지 많이 오는 것을 알 수 있고 동풍 계열에서는 다수의 분포를 볼 수 있다. 다시 말해 700hPa 고도 북북서풍의 바람이 불 때 강릉지방에는 대설이 내린다고 할 수 있다.

동풍이 유입되면서 해안가 쪽으로 눈이 많이 올 것이라고 예상하였지만 통계상으로 분석하여 볼 때 강릉의 지형적 영향 해안가의 위치가 북북서의 방향으로 길게 늘어져 겨울철 cP가 확장하는 우리나라의 기압배치에서 한기 이류가 되면서 차고 건조한 북서, 서풍 계열의 바람이 강하게 불고 강릉은 해안가에 위치해 동한만으로 불어 내려오는 바람과 산맥을 넘어오는 서풍 계열과 북서류의 바람으로 바뀌며 북북서풍의 바람이 부는 날에 강릉의 대설타입이며 동풍이 탁월하게 불어서 내린 날보다 북서류의 풍계에서 강릉은 더 많은 눈이 온 것으로 분석 되었다.

풍속을 평균으로 계산해 보았을 때 지상 9㎧, 925hPa 고도 10㎧, 850hPa 고도 12㎧로 조사 되었다.

N

W

E

그림 14. 북강릉 풍향ㆍ풍속별 적설량(2016년~2021년) 5cm 이상

1.4. 강릉지방의 대설 요소 조사

1.4.1. 해기차 조사

동해안형 강설 판단에 있어서 강릉이 해안가에 위치하여 인접한 바다의 수온과의 차이가 대설의 큰 중요한 요인이다.

해기차의 차이에 따라 수렴을 많이 할 수 있을 것이고 대설 조건에 맞아야 많은 눈을 해안가에 영향을 줄 것이다.

동해안형 강설 판단에 의하면 850hPa 해기차가 19℃ 이상의 조건에 맞아야 한다.

분석해 본 결과는 북강릉 700hPa 해기차가 29~33, 850hPa 해기차는 19도 이상이며, 풍향은 북서풍에 15Kts 이상 되어야 한다.

북강릉의 2011년에서 2021년의 해기차 평균 자료를 살펴보면 고도별로 평균 해기차는 850hPa 고도에서는 19도이고 700hPa 고도에서는 26도, 925hPa 고도에서는 15도가 나타났다.

700hPa 고도에서 해기차의 평균온도가 850hPa 고도의 기온보다 조금 낮게 조사 되었다.

그림 15. 북강릉 해기차(2011년~2021년)

1.4.2. 고도별 기온과 이슬점온도 평균 차이와 연직 구조의 차이

강릉의 2016년에서 2021년의 눈이 많이 온 날의 단열선도 결과를 연직적으로 기온과 이슬점온도와의 차이를 그래프로 표시해 보았다. 그리고 평균을 구하여 표시한 결과 대체로 강설 곡선은 850hPa을 기준으로 아래에는 이슬점온도와 온도선이 서로 붙어 있으므로 구름층이 약 2㎞ 이하에 제한적으로 나타나는 것을 알 수 있었다.

그리고 850hPa 위로는 온도와 이슬점온도의 차이가 크게 나타나 건조한 층을 이루고 있는 것을 볼 수 있었다.

기온과 이슬점온도의 차이를 점으로 표시하여 조사해 보니 평균 기준점에 영상 5도 이하의 점들이 850hPa 고도 이하에서 많이 분포되어 있다.

700hPa 고도 이상에서 20도 이상의 차가 나고 500hPa 고도에서는 기온과 이슬점온도와의 차이가 40도 부근에 많이 나타나는 것으로 분석되었다.

앞에서 설명하였듯이 눈이 많이 오는 대설의 조건으로 850hPa 고도 이상에서는 상당히 건조하다고 볼 수 있으며, 그 아래 하층으로 습윤역들이 존재하며 눈구름대가 발달하면서 영향을 준다는 것이다. 통계적으로 조사해 본 결과를 볼 때 대설이 발생하는 조건은 하층의 기온과 이슬점온도의 차가 눈구름대를 만드는 가장 중요한 요소인 것을 알 수 있었다.

	지상 925 850 700 500

그림 16. 북강릉 기온ㆍ이슬점온도 연직 구조 차이와 평균(2016년~2021년)

1.4.3. 강릉의 신적설량

강릉의 2008년에서 2021년의 눈 내린 날 시간대별로 신적설량을 그래프로 표시해 보았다. 10시에서 19시 사이가 다른 시간대 저녁에서 밤으로 새벽 아침보다 눈이 많이 내린 것을 볼 수 있다.

야간에 해수면 온도는 주간에 비하여 큰 차이는 없고 육지는 야간에 냉각되어 육지와 해상의 기온 차가 더 벌어지고 육풍이 더욱 강화되며 강릉은 태백산맥에서 불어 드는 산풍이 더해져 야간의 육풍의 효과가 더 탁월할 것이다.

겨울철에 북동 기류가 유입될 시 육풍이 서풍 또는 북서풍에 더해져 해안 근처에서 수렴대가 강화되기도 하고 밀어내는 힘이 강해 해안 근처에 수렴대가 강하게 나타나지 못할 때도 있을 것이다.

통계적으로 낮 시간대에 적설이 많다는 것은 낮에 주로 부는 해풍이 강해 해안가로 부는 동풍이 강화되어 해안 쪽으로 많은 눈이 밀어붙인 것이고 그로 인해 해안가로 눈이 야간 시간대보다 많은 것으로 판단된다.

야간 시간대에는 육풍이 주된 바람을 이루어 해양에서 밀려 들어오는 눈구름대가 육풍에 의해 해양에 머물게 하면서 해안가 쪽으로는 눈이 쌓이기 힘든 조건이 되었을 것이다. 동풍의 유입 강도에 따라서도 눈의 양이 결정되겠지만 야간과 주간의 바람의 변화가 대설의 조건이 되기도 할 것이다.

다음 표에서 강릉의 시간대별 신적설량을 조사해 보았을 때 주로 낮 시간대에서 높은 신적설량이 나타났다. 앞에서 설명하였듯이 주야간으로 육풍과 해풍이 불어오는 시점에서 해안가로 눈구름대가 접근하고 육풍에 의해 바다로 밀려 나감에 따라 눈의 강설 유 무가 결정될 것이다.

겨울철 바닷물이 바람에 의해 물뜀 현상이 발생하고 이것은 또다시 바람을 타고 해안가로 접근하면서 눈을 내리게 하는 작용을 하는데 강도에 따라 적설의 양에도 많은 차이가 나타날 것이다.

해풍이 너무 강하여도 산 사면을 타고 넘어가 버리기 때문에 산간지방에도 많은 눈이 내리고 해안으로도 많은 눈이 올 수도 있는 것이다.

표 17. 강릉 시간대별 신적설량(2008년~2021년)

2. 대설 유형 연구

이번 장에서는 앞에서 통계적 자료 분석을 통해 본 결과로 대설 사례 분석하고자 한다.

2008년부터 최근까지 강릉의 5cm 이상 대설 일수는 총 65회이다.

서론에서 동해안의 대설유형으로 종관 적인 기압 패턴의 3가지 중규모 저기압의 후면 수렴형, cP 확장+남쪽 저기압형, 단순 고기압 확장형이다.

동해안으로 강설을 유발하는 유형들을 사전 연구조사에서 알아보았으며, 4개 지점의 분석 결과도 위의 유형과 거의 유사하게 나타났다.

북강릉의 대설 사례를 조사해 본 결과도 3가지 유형에서 나타났으며, 기압계가 다른 기타의 경우는 없었다.

	1. 중규모 저기압의 후면 수렴형 7회 2. cP 확장+남쪽 저기압형 51회 3. 단순 고기압 확장형 7회

그림 17. 동해안형 강설 유형 분포도

65회 눈 내린 날의 기압 패턴을 조사해 본 결과 2번 cP 확장 남쪽 저기압형이 51회로 가장 많았다.

북쪽으로 한기가 확장하고 남쪽으로 저기압이 지나면서 강수 현상이 발생하는 패턴으로 우리나라 겨울철에 빈번한 기압계 배치이다.

비교적 따뜻한 남쪽의 기류가 동해의 많은 수증기를 공급받아 동풍을 타고 해안가로 영향을 주었으며, 북쪽으로는 찬 공기의 북풍 기류들이 연해주 타고 태백산맥의 산 사면으로 유입되면서 만나는 지점으로 동해안의 해안가로 강설이 내리고 바람이 강하게 불 때는 산 사면을 타고 산을 넘어서 강설을 내리게 하기도 하는 유형들이다.

그래서 최근의 대설 사례분석을 통하여 사전 연구조사 하였던 내용 들과 기압계 유형 풍향과 풍속의 강도에 따라 적설 유무를 분석해 보고 몇 가지 요소들 해기차, 수렴 역, 바람에 의한 강수 유무와 강수 형태의 사례분석을 통해 알아보고자 한다.

또한, 육풍과 해풍의 강도에 따른 눈의 양과 눈의 형태와 동풍 기류의 바람과 태백산맥 산악효과의 강설 유 무 및 강도와 CAD에 대해서도 분석해 보고자 한다.

2.1. 해안형 대설 기압계 특성(2019년 1월 31일)

북강릉을 제외하고 나머지 지점은 레이저식 적설계로 자동장비에서 관측된 자료이며, 북강릉 자료로 13시 25분 진눈깨비로 시작하여 13시 40분에 눈으로 바뀌어 내리기 시작하였으며, 15시 30분에 눈의 강도가 강하게 내렸고 18시 20분에 눈의 강도가 약해지며 21시 55분에 눈이 그쳤다.

2시간 40분 정도 눈의 강도가 최고로 강하게 내렸으며, 강릉 근처 주문진에서 17.8cm 기록되었다.

	적설(cm)	강수량(mm)	최심 신적설 분포도
기상관서
북강릉	17.1	15.8
레이저식적설계
강릉성산	3.3	1.5
강릉왕산	1.7	0.0
진부령	2.1	0.0
미시령	11.3	4.0
설악동	9.2	4.5
오색	1.8	0.0
스키점프	7.0	0.0
주문진	17.8	19.5
향로봉	1.1	0.0
현내	6.9	2.0
동해	4.1	8.2
삼척	6.8	8.5
청호	10.6	9.5
양양	17.4	16.0

표 18. 강원 동해안 적설량 및 강수량 현황(2019년 1월 31일)

시간 지점	13	14	15	16	17	18	19	20	21	22	23	24
북강릉				3.5	5.5	3.8	2.5	1.7
강릉성산						2	0.8	0.4	0.1
강릉왕산				0.2	0.2	0.3	0.2	0.2	0.2
진부령			0.5	0.4	0.3	0.4	0.5
미시령		3.8	0.9	0.9	1.0	3.3	1.4
설악동		2.3	1.5	1.6	2.2	0.3	1.6	0.3
주문진				5.3	4.2	4.0	2.5	1.7
향로봉					0.6	0.2	0.1		0.2		0.1
현내	2.2	2.3		1.4	0.5	0.2	0.3
동해			1.4	0.2	1.5	0.7		0.4
삼척			2	1.1	1.4	1.4	0.9
청호			2	2.2	1.9	3.1	1.4

표 19. 강원 동해안 시간대별 신적설량 현황(2019년 1월 31일)

동해안 형 강설 판단에서 종관일기도 상층 500hPa 일기도에서 사할린에서 동해상으로 기압골이 길게 놓여 있으며 기온은 –35도 이하이다.

500hPa	700hPa
850hPa	925hPa

그림 18. 일기도(2019.1.31.12UTC)

700hPa 일기도에서는 우리나라의 서해남부로 기압골이 이동하였고, 850hPa에서는 연해주에 중심을 둔 기압골이 동해상으로 길게 뻗어 있으며, 925hPa에서도 동해상으로 기압골에 위치하며 온도 능에 들어 있고 내륙으로는 온도 골의 영향을 받았다.

상층의 기압골이 몽골에서 만주로 그리고 동해상으로 길게 이동하면서 동해안으로 눈이 내렸으며 해안으로는 진눈깨비 형태 남부지방으로는 비가 내렸다.

2019.1.31.12UTC 지상	2019.1.31.08UTC 강수유형	2019.1.31.08UTC 레이더

그림 19. 지상일기도, 레이더, 강수 유형

남쪽 기압골이 일본에 위치하여 동해상으로 계속 동풍을 불고 있어 레이더 강수 유형을 살펴보면 강원도로 눈이 해안가로 붙어서 내리고 있고 동해남부 해상으로는 비가 내리고 있다. 레이더에서도 강원 산간지방과 해안가로는 근처는 눈, 동해상으로는 눈/비, 동해남부 해상 쪽으로 비가 내리는 것을 보여주고 있다.

한기 이류가 되면서 내륙으로 찬 공기가 지배적인 가운데 해상에 따뜻한 바닷물이 이류 하면서 온도 차에 의해 눈구름대가 해안가로 집중적으로 발달하면서 동풍 기류의 바람을 타고 접근하면서 영향을 준 것이다.

해안으로만 적설을 기록하는 해안형 대설유형이라고 볼 수 있다.

KLAPS	925hPa고도+기온+습도	850hPa고도+기온+습도
전구해상풍(풍향,풍속) 2019.1.31.12UTC	925hPa 유선장+레이더	850hPa 유선장+레이더

그림 20. 보조일기도(2019.1.31.08UTC)

동해상으로 온도 능의 영향을 받고 내륙으로는 온도 골에 들어 있고 동해상에서 내륙으로 동풍 계열의 바람이 계속 불고 있으며, 850hPa 고도까지도 동한만으로 고기압에 의한 동풍 유입과 맞물려 강원도로 눈구름대가 계속 접근하면서 많은 적설을 기록하였다.

2019.1.31. AWS 시계열, 수직측풍
2019.1.31.17시 레이더3D(종합)강수, 수상체

그림 21. AWS 시계열, 수직 측풍, 레이더 3D(종합)강수, 수상체

시계열 자료에서 북서풍이 계속 유입되다가 눈이 내리는 시간대에 풍계가 동풍 계열로 바뀌는 것을 볼 수 있으며, 강수가 종료 시에는 남풍 계열의 바람이 부는 것을 볼 수 있다. 연직단면으로 볼 때 높이는 약 1㎞ 내외에서 강수 시 동풍이 지배적으로 불었고, 연직단면을 볼 때도 산맥 아래에 눈구름대가 발달한 것을 볼 수 있고, 동풍이 아닌 다른 방향으로 불면서 눈구름대는 해안가에 붙지 못하였다.

이번 사례는 북고남저형의 기압 패턴에서 눈이 내린 대설타입으로 짧은 시간 동안 눈이 내린 대설 사례로 단시간에 강원도 영동지방으로 특히 해안가로 바다에서 육지로 해풍에 의한 동풍의 강도가 강한지 약한지에 따라서 눈이 해안가로 접근하여 눈을 내리고 하고 멀어지면서 눈이 그치는 바람의 영향이 크다는 것을 보여주는 사례이다.

2.2. 북고남저형 대설 기압계 특성(2021년 3월 1일~3월 2일)

이번 사례는 2일에 걸쳐서 눈이 내린 유형이다. 강수 시간은 북강릉 기준으로 3월 1일 3시 50분에 비로 시작하여 12시 45분에 진눈깨비로 바뀌고 13시 30분에 눈으로 바뀌었다. 하루를 넘겨 다음날은 약하게 내렸고 15시 15분에 종료되었다. 최심 신적설은 북강릉 기준으로 3월 1일 32.4cm를 기록하였고, 다음날 3월 2일은 6.2cm를 기록하였다. 2일간 내린 양을 합치면 38.6cm의 폭발적인 강설을 기록, 최근 몇 년 새에 가장 많은 눈을 기록하였다.

2일에 걸쳐 내린 눈이지만 지속시간은 24시간 하루가 안 걸렸다.

시간당 적설도 3월 1일 오후에 강하게 내린 후 밤으로 갈수록 약하게 내려 쌓였으며, 다음날은 눈발이 날리는 정도의 눈이 내렸다.

시간별로 보면 3월 1일 오후에 집중적으로 눈이 내렸고, 밤으로 가면서 점점 약하게 내리고 다음 날 새벽으로 약하게 내리다가 종료하였으며 오전에 신적설 기록은 없다. 해풍의 영향을 받는 시간대인 오후에 지점별로 눈이 많이 내렸으며, 육풍이 강화되는 야간에는 눈의 강도가 약해져 적설도 적은 것을 알 수 있다.

시간 지점	2021년 3월 1일
	11	12	13	14	15	16	17	18	19	20	21	22	23	24
북강릉			0.2	3.4	4.2	3.3	3.2	2.4	3.5	3.8	3.2	2.3	1.3	1.6
속초	0.5		0.1	2.2	0.5	0.4	1.6	2.4	2.0	1.4	1.1	1.0	0.7	0.6
동해								4.7	1.5	1.8	2.0	1.1	1.1	1.4
대관령				0.5	0.2	2.5	2.8	3.3	3.2	2.7	2.5	1.7	1.6	1.1
시간 지점	2021년 3월 2일
	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14
북강릉	1.4	1.7	0.7	0.6	0.6	0.1				0.3	1.2
속초	0.4		0.5								1.0	2.5	1.7	0.7
동해	0.8	0.9			0.2						0.2
대관령	1.5	1.4	0.7	0.8	1.1	0.2	0.5	0.4	0.9	0.6	0.5	0.5	0.1

표 20. 강원 동해안 시간대별 신적설량 현황

이번 사례는 강원도로 집중적으로 눈이 내린 사례로 AWS 신적설 분포도를 보면 강원도에 눈이 많이 내린 분포를 나타내며 3월 1일은 서울 경기권으로도 적설이 있었고, 다음날은 경상도에도 눈이 쌓였다는 것을 알 수 있다. 우리나라로 저기압이 통과하면서 전국에 비나 눈을 내린 사례이다.

2021. 3. 1.	2021. 3. 2.

그림 22. 최심 신적설 현황

북고남저형의 기압계 형태이다. 북쪽으로 한기가 확장하여 우리나라에 영향을 주고 있으며, 산둥반도에 500hPa 고도의 상층 골이 점차 서진하고 있고 남쪽으로 서해상에 중심을 두고 발달한 기압골이 남해안을 거쳐 일본 홋가이도 부근으로 지나간 것을 일기도에서 알 수 있다. 700의 골은 서해상에 850은 동해안, 925에서의 골은 동한만에 위치하여 상층으로부터 체계적으로 하층까지 영향을 주고 있고 그에 따라 동해안으로 저기압성 회전의 동풍이 탁월하게 유입되며, 해안가로 계속해서 눈구름대를 발달시키고 있다.

2021. 3. 1. 09시	2021. 3. 1. 21시	2021. 3. 2. 09시

그림 23. 지상일기도

강원도 영동지방의 기온 선은 925에서 0도선, 850은 –3도 선이 지나고 있어 강한 눈이 만들어 지기 좋은 온도 조건이다.

500hPa	700hPa
850hPa	925hPa

그림 24. 상층일기도(2021.3.1.12UTC)

사전 연구에서도 설명하였듯이 cP 가 확장하면서 우리나라는 한기의 차가운 공기가 유입되어 있고 강원도 영동지방으로 925의 온도 능에 들면서 비교적 따듯한 해양에서 수렴 역이 만들어지면서 동풍의 바람을 타고 해안가로 접근하면서 상하층의 온도 차에 의해 구름대가 만들어지는 것이다.

영동지방으로 눈을 내리게 하고 동풍이 강하게 불면 더욱 더해져 동해의 먼 거리에서 강풍과 더해져 더 많은 양의 수렴이 일어나면서 대설의 주 포인트가 된다고 볼 수 있다.

강원도 영동지방의 대설타입의 주는 상하층의 온도 차에 더불어 바람이 얼마나 강하게 불고 약하게 부는가에 따라 적설의 높이도 달라질 수 있고, 상하층의 온도 차가 일어나려면 먼저 차가운 공기 cP 가 전체적으로 확장을 하면서 남쪽으로는 비교적 따뜻한 공기의 유입으로 상하층 간의 기온 차와 바다의 많은 에너지 수렴과 더해져서 폭발적으로 폭설을 내리게 하는 것이다.

지상일기도를 보면 전라내륙으로 저기압이 위치하고, 레이더 강수 유형과 눈·비 영역을 살펴보면 강원도 지역으로는 눈이 내리고 그 외 지역은 비가 내리는 것을 볼 수 있다. 눈비의 영역이 확실히 구분되어 있다.

저기압의 영향으로 전국적으로 비가 내리고 온도가 낮은 강원도 지역은 지형적인 영향과 저기압의 영향으로 눈이 내린 사례이다.

지상일기도	레이더 강수 유형	레이더 눈비 영역

그림 25. 일기도(2021.3.1.06UTC)

강원도 지역은 지형적인 영향에 해양으로부터 불어오는 동풍이 강설에 크게 영향을 미친다. 전구 해상풍 일기도에서 강원도로 동풍이 강하게 들어오는 것을 볼 수 있다.

그리고 눈의 연직 단면적인 높이를 볼 때 850 hPa와 925hPa 고도에서의 유선장을 보면 남쪽의 저기압이 동진하면서 동해상으로 계속해서 동풍의 바람을 강하게 유입시키고 있는 것을 볼 수 있다. 그래서 강한 동풍 계열로 해상의 수분 역들이 해안가로 밀려 들어가고 있어 강원도 영동지방으로 눈이 더욱더 많은 오게 하는 것이다.

2021.3.1.12UTC 전구 해상풍(풍향, 풍속)	925hPa 유선장+레이더	850hPa 유선장+레이더

그림 26. 일기도(2021.3.1.06UTC)

강원도 지역은 지형적인 영향에 해양으로부터 불어오는 동풍이 강설에 크게 영향을 미친다. 전구 해상풍 일기도에서 강원도로 동풍이 강하게 들어오는 것을 볼 수 있다.

그리고 눈의 연직 단면적인 높이를 볼 때 850 hPa와 925hPa 고도에서의 유선장을 보면 남쪽의 저기압이 동진하면서 동해상으로 계속해서 동풍의 바람을 강하게 유입시키고 있는 것을 볼 수 있다.

그래서 강한 동풍 계열로 해상의 수분 역들이 해안가로 밀려 들어가고 있어 강원도 영동지방으로 눈이 더욱더 많은 오게 하는 것이다.

북강릉의 시계열 자료를 보면 기온 선이 강설 시작 직전에 떨어지는 것을 볼 수 있고 풍계가 남서 계열과 북서풍과 서풍이 혼합되어 부는 것을 알 수 있다.

기압은 저기압으로 낮았다가 강설이 끝나는 시점에서 다시 올라가는 것으로 알 수 있다. 수직 측풍 자료의 바람도 상층 500hPa 고도에서는 바람이 북풍이 돌아서 내려오고 하층 925hPa 고도에서는 바람이 서풍과 북풍으로 약하게 불어 들고 있다.

하층으로 바람의 강도가 강하면 눈이 밀려서 산간으로 올라가서 해안가로는 많은 눈이 내리지 못할 것이다. 이렇게 바람이 강설에 크게 영향을 주고 있다는 것을 알 수 있다.

그림 27. 북강릉 AWS 시계열, 수직 측풍(2021.3.1.~3.2.)

서에서 동으로 수직으로 단면분포를 보기 위해 단면을 수평으로 볼 때 강원 영동 해안으로 눈구름대가 지면까지 발달해 있는 것을 보여준다.

발달한 눈구름대의 높이가 2㎞ 내외의 아래로 눈은 강수와 달리 낮은 곳에서 하층운이 발달하여 영향을 준다고 볼 수 있다.

수상 체도 건설과 습설이 혼재되어 있고 바람의 방향도 영동지방으로는 서풍과 남풍이 불었고 태백산맥의 사면 아래로는 동풍 계열의 바람이 들어가는 것을 볼 수 있다.

그림 28. 레이더3D(종합)강수, 수상체, 바람장(2021.3.1.06UTC)

3. 한기 축적에 대한 강설 연구

앞서 대설 사례분석으로 설명하듯이 강원도 영동지방의 대설타입은 북고남저형의 기압 패턴에서 동해안으로 동풍의 지형적인 영향이 더해져 폭발적인 눈이 온다고 분석하였다.

이번 장에서는 이 동풍이 강한 눈을 내리게 하는 것은 사례분석에서도 밝혀졌지만 다른 편으로는 약하게도 내린다는 것이다.

서론에서 설명하였듯 특이한 점은 바로 한기 축적(Cold Air Damming) 현상이 있으며, 이때 강설 예보가 있었으나 무강설 이거나 약한 강설이 관측된 사례이다. 대설 사례의 종관 특성은 시베리아 고기압 확장과 남쪽 저기압 유형이 정체된 조건이었고 이런 사례들이 강설 강도가 강한 편에 속하고 강원도 영동지방 해안가로 대설의 타입이었다.

다음에 설명할 한기 축적(CAD)의 사례들은 상대적으로 약한 종관강제력 다시 말해 북고남저형에서 한기의 차가운 공기가 우리나라에 있을 때 남쪽으로 저기압이 지나며 온도 차에 의한 종관강제력으로 동풍이 불면서 지형적인 영향을 더해 강원도 영동지방으로 대설이 내리게 되는 것이고 태백산맥 동쪽 사면에 북풍과 북서풍계열 바람과 함께 한기 축적이 강하게 일어나 한기가 대략 2㎞ 높이까지 두껍게 형성되면서 강한 역전층이 발달하는 것을 알 수 있다.

산맥 정상 부근의 복사냉각에 의한 한기가 하강하는 바람과 따뜻한 동해로의 육풍 등이 더해져 한기 축적이 동해상에서 발달한 눈구름이 영동 내륙으로 진입하는 것을 저지하는 것이다.

약한 경우에는 한기 축적 현상이 상대적으로 약하고 강한 북동풍 계열의 바람과 함께 눈구름대가 내륙으로 깊숙이 진입할 수 있었다.

그래서 비교적 따뜻한 동풍 계열과 북 서풍 계열 바람이 한기 층보다 두터웠으며 강했고 주야간에 한기 하강풍 이나 육풍의 발달 정도에 따라 눈구름대의 내륙진입 위치가 크게 영향을 받을 수 있다.

다음은 한기 축적에 대한 강하고 약할 때의 사례일 분석을 통하여 대설과 아닌 날을 비교하여 보겠다.

3.1. 강한 한기 축적 특성(2019년 2월 14일)

이날은 3시 45분에 눈이 시작하여 10시 55분에 그쳤다. 적설량은 0.4cm를 기록하였으며, 오후에는 눈발이 날리는 정도로 쌓이지는 않았다.

종관일기도를 살펴보면 상층일기도에서 몽골에 cold core를 동반한 저기압이 우리나라로 확장하고 중층 850hPa 고도까지도 한기가 위치한다.

우리나라는 온도 능에 들어 있고 동해안으로는 약하게 기압 능의 영향을 받고 있다. 850hPa과 925hPa에서 온도 골이 연해주에서 동해상으로 골을 파고 있는 형태이다. 한기 이류가 있으면서 동해안으로 동풍이 강하게 불 때 눈이 내리는 형태이나, 동풍의 강도가 약하여 해안가로 눈구름대가 붙지를 못하고 있었다. 동풍의 강약이 눈구름대를 발달시키고 약화 되면서 해안가로 접근하지 못하는 것이다.

500hPa	700hPa
850hPa	925hPa

그림 29. 일기도(2019.2.14.12UTC)

		ㅇ 적설 - 동해 8.5cm - 삼척 4.6cm - 주문진 2.3cm - 북강릉 0.4cm - 울진 0.4cm
최심 신적설	최심적설

그림 30. 적설 현황(2019.2.14.)

이번 사례 분석일의 적설 현황을 보면 강원도 영동지방으로만 적설이 있고 그 외 지역은 없었다. 지상일기도에서 한기 이류가 13일부터 확장되면서 동해상으로 진출하며 동풍이 불어 들어갔지만 약했다. 상층 기압골 후면으로 침강류에 의해 고압부의 강도가 결정되나 남쪽에 저기압이 없어서 단순히 cP 확장만으로 동풍 기류가 강하다고 볼 수 없다. 주로 해안에서의 수렴 역에서 강수가 내리고 산간까지도 많은 강설이 내리지는 못한다.

동풍이 약할 때는 강수 시점에 따라 내륙에서 산풍과 결합 된 육풍이 불어 강수가 해안에 붙지 못하는 경우가 있다.

2019. 2. 13. 21시	2019. 2. 14. 09시	2019. 2. 14. 21시

그림 31. 지상일기도

북강릉 시계열 자료와 고층 수직 측풍 자료를 살펴보면 지상으로 북북서풍이 불고 하층 1.5㎞로 북풍이 불고 그 위로는 동풍이 불어 들어가고 지상으로 서풍이 탁월하여 눈구름대가 해안가로 접근을 하지 못하였다. 눈이 내린 시점이 새벽 시간대이기 때문에 야간의 태백산맥 정상 부근의 복사냉각으로 인한 한기 하강의 도움을 받으면서 북동쪽에서 내려오는 한기가 태백산맥 동쪽 산 사면을 따라 평행하게 남하하였을 것이다.

그림 32. AWS 시계열, 수직측풍(2019.2.14.)

단열선도에서 강설 시간대인 6시에서 9시의 온도와 이슬점온도를 보면 하층에서 2.3㎞까지 건구온도와 이슬점 온도선이 가까이 붙어 있어 습윤한 영역인 것이 잘 나타났다. 역전층은 2.3㎞에서 3.6㎞까지 존재하여 그 두께가 1.2㎞로 두껍게 발달하여 강한 한기 축적의 사례로 하층이 상당히 차가운 영역에 위치하여 있으며, 850hPa 온도가 –11.7도까지 내려갔다. 고기압 확장형의 경우 고기압권 내에서 한기 이류와 복사냉각에 의한 기온 하강이 크며, 특히 새벽 시간의 경우에는 산풍과 육풍이 더해져 비교적 강한 서풍 기류의 바람이 지상 부근에서 해상으로 불어 나가는 것이다.

그림 33. 북강릉 단열선도(2019.2.14. 12UTC)

레이더 관측자료를 보면 강원도 영동지방으로 한기 축적에 의해 에코대가 해안가로 밀고 들어오지를 못하고 해상에 머물러 있는 것을 볼 수 있다. 0.4cm가 내린 강설 시간대에 근접하여 눈을 내리고 다시 해안선을 따라 머무르고 있다. 태백산맥 산 사면 아래로 cold pool이 축적되어 있으면 발달한 눈구름대도 내륙으로까지 밀고 들어오지 못하고 해안가에만 머물러 눈을 날리는 정도의 강설을 기록한다는 것을 알 수 있다.

2019.2.14. 6시 레이더	2019.2.14. 7시 레이더	2019.2.14. 7시 연직단면도

그림 34. 기상레이더

전구 해상풍은 북동풍의 바람이 불고 있고 유선장은 동풍 기류의 바람이 불고는 있지만 강하지 못하다. 해안가로 한기가 축적되어 있어 해안가로 눈구름대가 들어오지 못하여 강설량이 적었다고 볼 수 있다. 한기 축적이 강하게 형성되어 있을 시 동풍이 강하게 불면 타고 넘어갈 수 있고 약하면 이번 사례와 같이 눈이 거의 내리지 않고 해안가로 붙지를 못한다. 따라서 대설요건으로 동풍이 탁월하게 불어야 하지만 한기 축적이 형성되어 바람의 영향을 크게 받지 못하는 경우도 발생하는 중요한 사항이라고 볼 수 있다.

2019.2.14.00UTC 전구해상풍(풍향,풍속)	2019.2.14.07시 유선장	2019.2.14.07시 AWS바람장

그림 35. 보조일기도

3.2. 약한 한기 축적 특성(2020년 2월 8일)

이날은 19시 30분에 눈이 시작하여 23시 45분에 그쳤다. 적설량은 최심 신적설이 4.2cm를 기록하였다. 특보 수준에는 미달하였으나 단시간에 많이 내린 눈이었다. 동해안으로 기압골이 길게 위치하여 있고 온도 골도 상층에서 중층으로 파여 있다.

500hPa 온도선도 –30도 선이 강원도에 위치하고 925hPa 온도선도 –6도가 위치하여 있다.

500hPa	700hPa
850hPa	925hPa

그림 36. 일기도(2020.2.8.12UTC)

약한 CAD 사례에서는 강할 때에 비하여 강한 북동풍 계열의 바람과 함께 눈구름대가 내륙으로 깊숙이 진입할 수 있었다.

상대적으로 따뜻한 동풍 계열의 북서풍계열의 한기층 보다 두터웠으며 강했다. 약한 CAD 사례에서는 주야간에 한기 하강풍 이나 육풍의 발달 정도에 따라 눈구름의 내륙진입 위치가 크게 영향을 받을 수 있다.

2020. 2. 8. 09시	2020. 2. 8. 21시	2020. 2. 9. 09시

그림 37. 지상일기도

AWS 시계열 자료는 북풍이 탁월하게 불다가 강설 시간대에 북북서풍이 불었고 눈이 종료되는 시점에서 남풍이 부는 것을 볼 수 있다. 하층으로 북북동풍이 불어 들어가고 동해안으로 한기 축적이 약하여 눈구름대가 강원도 내륙으로 확장하지 못하고 해안으로 머물러 있는 것을 볼 수 있다.

이렇게 수렴 역이 바람의 방향과 강도에 따라 해안가에서 내륙으로 들어오지 못하고 해안에만 머물러서 영향을 주는 것이다.

단열선도	AWS시계열, 수직측풍

그림 38. 고층 보조 일기도(2020.2.8.12UTC)

강원 영동지방으로 북풍이 불어 들고 해안으로 동풍이 불어 들어서 만나는 곳에서 강설 영역이 나타나고 바람의 강도가 강하면 산 사면을 타고 올라 갈 것이다.

바람의 강도가 약하고 한기 축적이 약하면 눈구름대는 산맥에 막혀 상승하지 못하고 해안가로 많은 눈을 내리게 된다.

레이더 영상에서 연직 단면적으로 잘라 보았을 때 산 사면으로 눈구름대가 강하게 영향을 주고 있는 것을 볼 수 있고 풍향도 산사면 아래로 북풍이 불어 들고 해양에서는 동풍이 불고 있다. 상층으로는 서풍이 불고 있어 하층의 바람이 중요하다.

2020.2.8. 21시 레이더		2020.2.8. 21시 연직단면도

그림 39. 기상레이더

850hPa 유선장과 레이더 자료를 합쳐서 보면 강원도 영동지방으로 북풍 기류가 불어 나가고 있고, 925hPa 유선장에서는 동해안으로 북동풍이 유입되는 것을 볼 수 있다.

연직 단면적으로 풍계가 다르다는 것을 알 수 있다.

전구해상풍(풍향,풍속)	925hPa 유선장+레이더	850hPa 유선장+레이더

그림 40. 일기도(2020.2.8.12UTC)

Ⅲ. 결론

강원도 영동지방의 대설 특성을 종합적으로 정리해 보면 북강릉으로 이전한 2008년 이후로 눈 내린 날은 총 84회로 그중에 대설인 최심 신적설이 5cm 이상인 날은 총 65회이고 종관 기압계는 cP가 확장+남쪽 저기압형이 51회로 분석되었다.

상층 고기압의 침강이 동해안으로 강도가 강화되면서 해상에서 구름대가 더욱 발달할 것이고 동풍 계열의 바람을 따라 해안으로 눈구름대가 접근할 수 있을 것이다.

상층 한기의 축이 만주에서 동쪽으로 빠져 있고 중국 북동부에서 동해안으로 상층 침강류에 의해 하층 고압부가 발달한다. 동시에 상해에서 규슈지방으로 저기압이 통과하면 우리나라는 북고남저형의 기압배치가 된다.

동해안으로 기압경도력이 강화되어 북동류에 의한 한기 이류가 강화되고 저기압의 영향을 강하게 받을 때는 850hPa 고도까지 북동 기류가 유입되면서 산맥에 수직으로 부는 바람의 강도에 따라 많은 수증기를 공급하면서 해안가로 많은 강설량을 기록할 수 있다.

바람이 약할 때도 925hPa 이하로 한기 이류가 나타나지만 925~850hPa은 남쪽 저기압의 영향으로 북동에서 남동풍으로 veering 일어나면서 한기 위로 따뜻한 난기가 활승하여 강수가 나타날 수 있다.

본론에서 분석해 본 결과 강릉에 북동기류가 유입될 때는 주간(9~18시)에 강수 빈도가 높고, 야간에는 강수 빈도가 낮음을 알 수 있다.

특히 강원 영동지방은 해상과 산지가 수십㎞ 이내에 붙어 있어 육풍이 산곡풍의 일주기와도 결합 되어 복합적인 중규모 순환이 발생하고 이는 주간에 육풍이 약화 되면서 해상에서 발생 된 눈 구름대가 해안으로 접근하기 때문에 동해안 강설 시 주간에 눈이 많이 오는 것으로 분석되었다.

호우의 조건도 그렇듯이 비도 강하게 많이 내리려면 하층으로 강한 수렴 역과 상층으로 강한 하강류가 필요하듯이 눈 또한 강하게 내리게 하는 에너지가 필요할 것이다.

영동지방의 대설 조건은 겨울철 시베리아 고기압이 우리나라로 영향을 주면서 한기 이류가 되면서 비교적 따뜻한 바다와의 해기차에 의한 수렴에서 바다에서 육지로 불어드는 동풍계에 따라 눈구름대가 강하게 발달하면서 해안으로 접근하고 많은 눈을 내리게 한다. 바람이 강하면 산 사면을 타고 올라가 산간지방으로도 많은 눈이 내리게 되는 것이다.

지상에서 상층저기압 또는 Trough의 영향이 비교적 약하고 925hPa와 850hPa 고도의 북풍 계열 바람이 탁월하게 불고 등온선이 남쪽으로 –5℃이하로 하강한다.

강릉 Wind Profiler 최하층에 지형성 서풍으로 동해안에 수렴 또는 Shear 형성 하층운이 발달하며, 불안정도(SSI, K-Index)가 비교적 안정하다는 특성이 있다.

그리고 또 하나가 cold air damming이다. 이런 한기 축적이 강할 시에는 주간과 야간에 상관없이 동해상에서 발달하는 눈구름대가 내륙으로 진입하는 것을 효과적으로 저지하기 때문에 해안가 부근에 약한 강설이 내리거나 동해상에만 눈이 오는 경우가 많을 것이다.

하지만 약한 CAD일 경우에는 복사냉각이 활발하게 일어나 한기 하강 풍이 발달하고 내륙의 지면 냉각으로 인하여 동해로 향하는 육풍이 강화되는 야간에는 해안가 부근만 약한 강설이 단기간 발생하고 주간에는 한기 축적 현상이 약하고 한기 하강풍 이나 육풍도 상대적으로 원활하지 못하기 때문에 동해상에서의 발달한 눈구름이 북동풍 계열의 바람이 활발하게 되는 조건에서는 내륙으로 진입할 가능성이 커진다. 고로 강원도 영동지방에는 약한 강설을 유발할 가능성이 있다.

CAD에 대하여 정리해 보면 가장 눈이 자주 내리는 종관 기압계 패턴상 cP+남쪽저기압 유형일 경우 850hPa 기온과 해기차가 20℃ 이상이며, 850hPa 기온이 –9℃보다 작을 때를 한기 축적으로 분류하여 850hPa 기온이 –12℃보다 작으면 강한 CAD로 보아 낮과 밤으로 해안가에 약한 강설 혹은 무강설 현상이 나타나고 850hPa 기온이 –12℃보다 높거나 –9℃보다 낮을 때의 약한 CAD 일때는 낮에는 약한 강설이 나타나지만 밤에는 해안가에 약한 강설이 내리고 단기간에 강설이 내릴 수 있다.

이렇게 강원 영동지방의 대설 사례 등을 분석하여 이해함으로써 향후 강설 예보에 크게 도움이 될 것으로 기대한다.

참고문헌

기상청, 2011: 한눈에 보는 대설개념모델: 예보관 핸드북 시리즈 1. 기상청 예보기술팀

홍미래, 이재규, 2016: 수렴운이 해안선 안으로 진입하는 사례와 해안선 밖에 머무르는 사례에 관한 유적선 비교연구, 한국 기상학회 가을학술대회 초록집

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기상청, 2020: Why? How! 제4권 ‘겨울예보 사례분석’

강원지방기상청, 2020: 2020년 강원영동 동풍·강풍의 특화된 관측·예보기술 개발_최종보고서

기상청, 2020: 겨울철 강원 동해안 강수의 이해와 가이던스 활용. 예보분석팀

기상청, 2011: 알기쉬운 대설판단 가이던스. 기상청 예보관 핸드북 시리즈