Thunderstorm 특별편!

우리나라도 이제 열대성 기후라고 해도 무방할 만큼 이상한 날씨가 계속 되는데요

이런 기상이변이 지속될 경우 썬더스톰(THUNDERSTORM) 즉 뇌우라고 불리는 것이 올 수도 있어요

오늘은 뇌우에 대해서 알아볼까요?

 

뇌우란 무엇일까요?

뇌우란 천둥소리가 들리는 소나기입니다. 천둥은 번개에서 나오므로 모든 뇌우에는 번개가 있어요.

 

‘대류’라는 단어를 기억하나요?

일반적으로 표면 가열에 의해 생성되는 대류는 공기 중에 있는 모든 것, 특히 공기에서 사용할 수 있는 모든 수분을 운반하는 상승기류라고 생각하면 돼요. 뇌우는 대류의 결과입니다.

 

심한(Severe) 뇌우를 정의한다면?

뇌우는 1인치(2.54cm) 이상의 우박, 50노트(57.5mph)를 초과하는 돌풍 또는 토네이도 중 하나 이상을 포함할 때 "심각한" 것으로 분류됩니다. 알고만 있자구요.

 

뇌우로 인해 어떤 피해가 발행하나요?

많은 위험한 기상 현상은 뇌우와 관련이 있습니다.

뇌우로 인한 비는 돌발적인 홍수를 일으켜 매년 허리케인, 토네이도 또는 번개보다 더 많은 사람이 사망합니다.

홍수 피해

번개는 매년 전 세계적으로 많은 화재의 원인이 되며 사망을 초래합니다.

멋지나요?

소프트볼 크기의 우박은 자동차와 창문을 훼손하고 야외의 모든 생명체에 위협이 됩니다.

우박 크기 덜덜

뇌우와 관련된 강한(최대 120mph 이상) 직선 바람은 나무, 전선 및 이동 주택을 쓰러뜨립니다. 최대 약 300 mph의 바람을 동반한 토네이도는 잘 만들어진 인공 구조물(피난처)을 제외한 모든 구조물을 파괴할 수 있습니다.

토네이도

 

 

그렇다면 뇌우가 어떻게 형성될까요?

뇌우가 형성되기 위해서는 세 가지 요소가 필요합니다.

1)    충분한 습기 (Sufficient Moisture)

2)    상승하는 불안정한 공기 (Unstable lapse rate)

3)    "넛지"(초반 자극)를 제공하는 리프팅 메커니즘 (Uplift force)

 

뇌우는 대기가 에너지를 방출하는 좋은 방법입니다. 따뜻하고 습한 공기가 더 차갑고 건조한 공기와 만나면 따뜻한 공기가 상승하고 수증기가 공기 중에 응결되어 구름을 형성합니다. 수증기가 응축되면서 에너지의 한 형태인 열을 방출합니다. 많은 양의 뇌우 에너지는 뇌우 구름을 형성하는 응축 과정에서 발생합니다. 뇌우가 진행됨에 따라 결국 비가 전체 프로세스를 식히고 에너지가 사라집니다.

더 자세한 설명을 드릴께요.

태양은 지구 표면을 가열하여 그 위의 공기를 따뜻하게 합니다. 이 따뜻한 표면 공기가 강제로 상승하는 경우(언덕이나 산, 따뜻하고/춥거나 습한/건조한 공기 충돌이 함께 상승 운동을 일으킬 수 있는 지역), 주변 공기보다 무게가 적고 더 따뜻하게 유지되는 한 계속 상승하죠.

공기가 상승함에 따라 지구 표면에서 대기의 상층부로 열을 전달합니다(대류 과정). 포함된 수증기는 냉각되기 시작하여 열을 방출하고 응축되어 구름을 형성합니다. 구름은 결국 기온이 영하로 떨어지는 지역으로 위쪽으로 자랍니다.

폭풍우가 얼어붙은 공기로 올라감에 따라 얼어붙은 액체 방울에서 다양한 유형의 얼음 입자가 생성될 수 있습니다. 얼음 입자는 증기(서리와 같은)를 응축하고 아직 얼지 않은 더 작은 액체 방울("과냉각"(Supercooled)이라고 하는 상태)을 수집하여 성장할 수 있습니다.

두 개의 얼음 입자가 충돌하면 일반적으로 서로 튕겨 나가지만 한 입자는 다른 입자에서 약간의 얼음을 찢고 약간의 전하를 잡을 수 있습니다. 이러한 충돌의 많은 부분은 전하의 큰 영역을 형성하여 번개를 일으켜 우리가 천둥처럼 들리는 음파를 생성합니다.

 

이런 무지막지한 뇌우도 생명 주기를 가지고 있어요. 알아봅시다.

뇌우 수명 주기(Life Cycle)

1)    발달 단계

2)    성숙 단계  

3)    소멸 단계

발달 단계

상승하는 기류(상승기류)에 의해 위로 밀려 올라가는 적운으로 표시됩니다. 적운 구름은 상승 기류가 계속 발전함에 따라 곧 탑처럼 보입니다(우뚝 솟은 적운이라고 함). 이 단계에서는 비가 거의 내리지 않지만 가끔 번개가 칩니다.

 

성숙 단계

지속적인 상승기류가 여전히 존재하지만 강수현상이 발생하여 하강기류를 생성합니다. 

하강 기류와 비로 냉각된 공기가 지면을 따라 퍼지면 돌풍 전선 또는 돌풍의 선이 형성됩니다. 성숙 단계는 우박, 폭우, 빈번한 번개, 강한 바람 및 토네이도가 발생할 가능성이 가장 높은 시기입니다.

 

소멸 단계

많은 양의 강수가 발생하고 하강기류로 인해 상승기류는 소멸합니다.

지상에서 돌풍 전선은 폭풍에서 먼 거리를 이동하여 뇌우를 공급하고 있던 따뜻하고 습한 공기를 차단합니다. 비는 강도가 감소하지만 번개는 여전히 위험합니다.

 

 

뇌우는 어떻게 생겼습니까?

뇌우는 콜리플라워의 키가 큰 머리처럼 보이거나 "모루"가 있을 수 있습니다. 모루는 폭풍의 꼭대기에 평평한 구름 형성입니다.

상승기류(따뜻한 공기 상승)가 주변 공기의 온도가 거의 같거나 더 높아지는 지점에 도달하면 모루가 형성됩니다. 구름의 성장이 갑자기 멈추고 평평해지면서 모루 모양이 됩니다.

모루 구름

 

마지막으로 뇌우의 종류에 대해서 알아봅시다. 크게 4종류가 있어요.

Single Cell – 우리중에 최약체지…

종종 "팝콘" 대류라고 하는 단세포 뇌우는 1시간 정도 이내에 성장하고 소멸하는 작고 짧고 약한 폭풍입니다. 그들은 일반적으로 여름 오후에 난방에 의해 구동됩니다. 단세포 폭풍은 짧은 폭우와 번개를 일으킬 수 있습니다.

 

Multi Cell

다중 세포 폭풍은 비로 냉각된 공기의 앞쪽 가장자리(돌풍 전선)를 따라 새로운 상승기류가 형성되는 일반적인 뇌우입니다. 개별 세포는 일반적으로 30~60분 동안 지속되지만 시스템 전체는 몇 시간 동안 지속될 수 있습니다. 다세포 폭풍은 우박, 강한 바람, 짧은 토네이도 및/또는 홍수를 일으킬 수 있습니다.

 

Squall line

스콜 라인은 일렬로 배열된 폭풍우의 그룹으로, 종종 강한 바람과 폭우의 "스콜"을 동반합니다. 스콜 라인은 빠르게 지나가는 경향이 있으며 슈퍼셀보다 토네이도를 생성하는 경향이 적습니다. 길이는 수백 마일일 수 있지만 일반적으로 너비는 10~20마일에 불과합니다.

스콜 라인

 

Super Cell

수퍼 셀

슈퍼셀은 수명이 길고(1시간 이상) 고도로 조직화한 폭풍으로 기울어져 회전하는 상승 기류(상승하는 기류)를 공급합니다. 직경이 10마일, 높이가 최대 50,000피트인 이 회전하는 상승 기류는 토네이도가 형성되기 20~60분 전에 나타날 수 있습니다. 과학자들은 도플러 레이더에 의해 감지될 때 이 회전을 메조 사이클론이라고 부릅니다. 토네이도는 이 더 큰 회전의 아주 작은 확장입니다. 대부분의 크고 폭력적인 토네이도는 슈퍼셀에서 발생합니다.

 

뇌우에 대해서 알아보았어요.

유익하셨나요?

다음 주제도 더 쉽고 자세히 설명드리겠습니다.

감사합니다.