한국기상학회지 40, 5, 2004, p. 541-556 한반도연안안개의발생과연관된종관기압계분류 허기영 하경자 부산대학교대기과학과 (2004 년 8 월 3 일접수 ; 2004 년 10 월 23 일승인 ) Classification of Synoptic Pattern Associated with Coastal Fog around the Korean Peninsula Ki-Young Heo and Kyung-Ja Ha Dept. of Atmospheric Sciences, Pusan National University, Pusan 609-735, Korea (Manuscript received 8 August 2004; in final form 23 October 2004) Abstract Favorable synoptic condition for occurrence of coastal fog around the Korean Peninsula are investigated for a peroid between May and August from 1993 to 2002. The synoptic patterns have been extensively classified by 7 types for front or low pressure pattern and 5 types of high pressure pattern according to pressure centroid, migration and weather phenomenon of the pressure system. From the analysis for the synoptic conditions favorable of coastal fog, it is well demonstrated that coastal fog events are associated with the advection fog forced by warm advection over cold water and the frontal fog in the cold air formed with light rain or drizzle. It is found that about 39% of the coastal fog events relate to high pressure patterns and 47% of the events are concerned with front or low pressure patterns. Characteristics of onset time and persistency of coastal fog are investigated for 12 synoptic patterns and spatial condition. The persistency is affected by locality rather than synoptic pattern. The possibility of highly densed fog occurrence lies on stationary front after light precipitation event, and the possibility of persistent fog event is often increased in the western high pressure pattern and the extension of north Pacific high after dry condition. Key words: coastal fog, synoptic condition for fog, fog onset time and persistency 1. 서론 안개는지면이나해면에인접한층에서수증기가응결하여대기중에부유하는현상을가리키는데, 시정이 1 km이하이면안개, 1 km이하가아닌경우를박무라한다 (Byers, 1959; Roach, 1994). 해상에서일어나는악기상들중에서가장빈번히발생하는것이안개이며, 이를예측하는것은해상사고예방이나경제적인손실을줄이는데아주중요하다는것이여러연구를통하여지적되 Corresponding Author: Kyung-Ja Ha, Department of Atmospheric Sciences, Pusan National University, Pusan 609-735, Korea Phone : +82-051-510-2177, Fax : +82-051-515-1689 E-mail : kjha@pusan.ac.kr 었다 ( 기상연구소, 1986; 김문옥, 1998; Cho et al., 2000; 원덕진등, 2000). 특히우리나라는삼면이바다로이루어져있고, 대부분주요공항이해안에인접해있어서연안에발생하는안개는해상교통과더불어항공교통에도상당한영향을주고있으며, 그중에서도서해안과남해안은섬이많고지형이복잡하여더욱정확한예보가필요하다. 그동안연안에서발생하는안개에대한메카니즘을이해하고예측하기위한연구들이계속수행되어왔다. 기상연구소 (1986) 는관측자료분석을통해기상요소들과해무의상관성을구하고이를바탕으로통계모형을개발한바있다. 변희룡등 (1997) 은동해상전체에걸친해무발생의특성을고찰하였고, 통계모델의적용가능성을제시하였다. 김문옥 (1998) 과 Cho et al. (2000) 은우리나라주변에서발생하는해무가 4~10월사
542 한반도연안안개의발생과연관된종관기압계분류 이에집중적으로발생하며여름철, 특히 7월에가장많이발생하고, 서해안은조석간만의차가커서해수면온도가낮기때문에노점온도와의차이가커져안개발생이더욱잦다고하였다. 하지만엄밀히말하면해무는바다위에서발생하는이류무이며, 선행연구들에서사용한섬과연안지역에위치한관측소자료에서나타난안개가모두바다에서발생하여이류해온것이라고할수는없다. 따라서해무와연안안개는구별되어야한다. Leipper (1994) 는연안안개가주변지형과해안선형태에도영향을받기때문에해무와는구별할필요가있다고주장하였다. Choi et al. (1998) 과 Choi (2001) 는연안안개형성이해무와는달리해륙풍과복잡한지형으로인한산곡풍의영향도받는다고하였다. 또한 Byers (1959) 는바다로부터연안지역으로공기가이류되어복사냉각에의해안개가형성되는것을이류-복사안개라하고해무와다른연안안개의또다른특징으로써설명하였다. 이처럼연안안개는국지적인영향을많이받으며, 경계층내에서발생하는현상으로서미규모와중규모의영향으로시 공간적으로큰변동성을가지고있다 (Croft et al., 1997). 하지만경계층은종관적규모의순환에의해형성되기때문에연안안개의발생을예측하기위해서는종관규모의영향들을평가하는것이선행되어야하고, 안개의발달과유지과정에관여하는종관기압계를파악해야한다. 이에 Leipper (1994) 와 Roach (1995) 는연안안개의발생빈도의분포가해양학적특성과더불어종관적인특성에좌우되며, 특히안개의발생과소산에중요하다고지적하였다. 한반도연안에발생하는안개에대한종관기압계의분류는원덕진등 (2000) 이 NCEP의해면기압자료를이용하여기압유형을분류하였고, 기상청 (1997) 과기상연구소 (2000) 가 3년~5년동안의한반도연안및남 서해역의안개발생시의전형적인기압배치를서해고기압형, 동해고기압형, 북태평양고기압확장형, 남해전선형등크게 4가지로나누었다. 하지만이 4가지만으로는종관적인영향을모두설명하지못하며, 지역별로연안안개의발생을가져오는종관적인영향이다르게나타나고기압계의위치에따라안개발 생지역이나발생요인의차이가있으므로더세부적으로분류되어야한다. 따라서본연구에서는연안안개의발달과유지과정에관여하는종관기압계를파악하는것이선행되어야한다고보고첫번째로연안에서발생하는안개에관련한종관기압계의세부적인분류, 두번째로연안안개의특성과종관기압계와의상관성을살펴보았다. 2. 자료및방법 한반도연안의안개특성을고찰하기위해서연안지역에위치한 26개지점의기상대및관측소 (Fig. 1) 의 1시간관측자료를분석하였다. 이때시정이 1 km이하인경우를안개로정의하였고, 이중강수가 1 mm이상관측된날을분석에서제외하였다. 시정은 3시간간격으로관측되었으며, 관측횟수가 2회연속으로나타나면안개발생횟수는 1회로하고지속시간을 6시간, 3회연속으로나타나면 9시간으로계산하였다. 지상일기도를분석하여기압계유형별특성을고찰하였으며, 기본적으로기압계분류는고 저기압중심위치와기압계의이동성, 동반된기상현상을기준으로분류하였다. 일기도는 6시간단위의일본기상청일기도를사용하였으며, 03, 09, 18, 21UTC에안개가관측되었을경우전후시간대의일기도를통해서기압패턴을분류하였다분석기간은 1993년부터 2002년까지이며연안에발생하는안개의대부분은 5~8월사이에발생하여이기간동안발생한안개사례들만사용하였다. Table 1에각지점별로사용된연안안개의발생횟수를각지역별로나누어나타내었다. 3. 연안안개의발생과관련한종관기압계의분류 이연구에서는한반도연안에안개가발생할때나타나는기압계의형태를 12개의세부유형으로분류하였다. 이 12 유형에포함된기압계에서발생한안개는전체안개사례 2080회중 1802회로 86.6% 이며크게전선및저기압형과고기압형으로대별하여나눌수있다. Fig. 2에
한국기상학회지 40, 5, 2004 허기영 하경자 543 이 12 유형의종관기압계패턴을제시하였고, 이들의개략적인특징을다음과같이정리한다. A. 전선및저기압형전선의활동과연관된안개는이류안개 (advection fog), 증기안개 (steam fog) 및전선안개 (frontal fog) 의성질을복합적으로가지고있다. 저기압온난역에서온난이류가차가운지표위로이류할때이류안개가발생하고 (Wallace and Hobbs, 1977), 온난전선전면이나한랭전선후면에서는온 Fig. 1. The meteorological station map for coastal fog observation around the Korean peninsula. (a) L-1 (b) L-2 (c) L-3 (d) L-4 Fig. 2. Classified synoptic patterns for coastal fog around the Korean peninsula. (L: front or lows, H: high pressure)
544 한반도연안안개의발생과연관된종관기압계분류 (e) L-5 (f) L-6 (g) L-7 (h) H-1 (i) H-2 (j) H-3 (k) H-4 (l) H-5 Fig. 2. Continued.
한국기상학회지 40, 5, 2004 허기영 하경자 545 Table 1. The number of fog cases for 26 coastal stations that are classified by west coast, south coast and east coast. Each coastal area is devided into 2 parts. west coast # south coast # east coast # middle part western part southern part Incheon 204 Wando 78 Pohang 26 Kanghwa 92 Jeju 78 Ulsan 38 Seosan 130 Kosan 192 Yeoungdeok 23 Boryeong 36 Sogwipo 132 Uljin 91 southern part Koheung 69 middle part Kunsan 119 Seongsanpo 84 Sokcho 105 Mokpo 67 eastern part Kangnung 68 Buan 52 Masan 21 Donghae 118 Haenam 56 Busan 66 Tongyeong 102 Geoje 17 Namhae 16 난공기가차가운공기위로이류하면서냉각되어약한강수를내리는데, 이것이증발되어공기가포화되고혼합이일어나면안개가발생한다 (Byers, 1959; Eagleman, 1985). 또한서해상에서발생한안개가한랭전선후면의북서풍을타고이류해오기도한다. 여기서는우리나라로이동해오는저기압이전선을동반한다고가정하고중심의위치에따라기압계를분류하였다. L-1) 온난전선전면 : 서해상에저기압중심이위치하고, 한반도로들어오기전까지이다. L-2) 한랭전선후면 : 저기압이한반도를통과한후동해상에저기압중심이위치할때이다. 전선동반여부와는관계없이저기압중심이한반도를통과하는경우를위치에따라제주도남쪽해상에서전라도와경상도를포함하는남부지방과그이북에서동한만과서한만이남의중부지방으로나누었으며, 그보다북쪽으로만주지방을포함하는지역을한반도북쪽으로분류하였다. L-3) 남부지방저기압통과 : 저기압중심이남부지방을통과하여동해상으로빠져나가기전까지의기압배치이다. L-4) 중부지방저기압통과 : 저기압중심이중부지방을통과하여동해상으로빠져나가기전까지의기압배치이다. L-5) 한반도북쪽저기압통과 : 중국북부에서저 기압이동진하여한반도북쪽으로전선이나저기압이통과하는경우이다. 한반도나그주변에정체전선이위치하여남북으로이동하는경우, 전선의위치에따라강수의유무나운량등의분포가다르게나타나므로전선의위치에따라위와같은방법으로남부지방, 중부지방에걸쳐있는경우로나누었다. 정체전선상에서발생하는안개의형성과정은온난전선과한랭전선상에서발생하는과정, 즉차가운공기위로온난공기가이류해올때발생하는과정과유사하다. 그러나정체전선부근에서는바람이평행하게불기때문에이류는그리강하지않다. L-6) 남부지방정체전선 : 장마전선이남부지방에걸쳐있을때의기압배치이다. L-7) 중부지방정체전선 : 장마전선이북상하여중부지방으로이동했을때의기압배치이다. 장마전선이중부이북으로북상하거나세력이약화되었을때나세력이강해지고수증기의수렴이강해져서강수가있을때안개는소멸한다. B. 고기압형 5월에서 8월사이에한반도에영향을주는고기압은크게이동성고기압과북태평양고기압으로나눌수있는데, 이동성고기압은시베리아고기압에서분리되어중국으로부터다가오는이동
546 한반도연안안개의발생과연관된종관기압계분류 성고기압이나북태평양고기압에서분리된고기압, 오호츠크해고기압에서분리된이동성고기압을포함시켰고, 중심위치에따라분류하였다. 이류무가주로발생하는기압배치이며, 한반도서쪽이나남쪽에이동성고기압의중심이위치할때는한반도연안에서~남서풍이나남서~남동풍을가져오는경우가많고, 동쪽에중심이있을때는남~동풍이많이나타난다. H-1) 동중국해고기압중심 : 중국에서이동해오는이동성고기압의형태가주로나타나고, 동중국해에고기압의중심이위치한다. 종종한반도북동쪽에저기압 기압골또는동해상에저기압이동반되기도한다. H-2) 서해고기압중심 : 서해에고기압의중심이위치하는경우로종종한반도북쪽의저기압이통과하거나북동쪽에저기압또는기압골을동반한다. H-3) 북태평양고기압확장 : 한반도남동쪽에중심을두고확장한형태이며, 북태평양고기압에서분리되어서해나동중국해상에중심이위치하는경우는서해고기압중심, 동중국해고기압중심으로분류하였으며, 한반도전체로확장하여서해와동해에중심을두고있는경우도동서고압대로분류하였다. H-4) 동해고기압중심 : mp기단이확장하거나이동성고기압이한반도를통과하여동해에위치하는경우가포함되며, 종종한반도북쪽에저기압을동반하거나장마전선과함께나타난다. H-5) 동서고압대 : 서해와동해에고기압중심이위치하여한반도가고기압세력에들어있거나동해에중심을둔고기압이서해까지확장한경우이다. 4. 지역에따른기압계별안개발생종관기압계분류에따른연안안개의발생빈도를 Fig. 3에나타내었다. 기압계별안개발생비 Fig. 3. Frequency of synoptic category for coastal fog events. (L: front or lows, H : high pressure) Fig. 4. The frequency of synoptic category for coastal fog events from 1993 to 2002 over (a) west coast (W-M: middle part of west coast, W-S: Southern part of west coast), (b) south coast (S-W: western part of south coast, S-E: eastern part of south coast), (c) east coast (E-S: southern part of east coast, E-M: middle part of east coast). 'MEAN' in three panels is same as the average of all coasts.
한국기상학회지 40, 5, 2004 허기영 하경자 547 율을보면전선및저기압형에서발생하는안개가고기압형에서발생하는안개에비해그비율이높게나타나는것을볼수있다. 특히정체전선상에서는광범위한지역에서발생하여안개가발생하는비율 (L-6과 L-7) 이 20.5% 로가장높게나타난다. 또한전선의북쪽에서수증기의공급이활발하므로남부지방에걸쳐있을때안개의발생이많다. 고기압형에서는동해에고기압중심이있을때 (H-4) 와북태평양고기압이확장할때 (H-3) 연안안개의발생빈도가높았다. Fig. 4는서해, 남해, 동해의연안지역을각각둘로나누어지역별로나타난기압계분류에따른안개의발생빈도를나타낸것이다. 연안의안개발생에종관기압계가주는영향이각연안지역마다다르다는것을볼수있다. A. 서해연안 Fig. 4a를보면서해연안에서는전체평균에 비해전선, 저기압의기압배치보다고기압세력에서발생빈도가높은데, 특히서해중부에서뚜렷하다. 또한서해중부연안은전선및저기압형에비해서고기압형에서나타난연안안개의발생빈도가높다는것을볼수있다. 그중에서도북태평양고기압확장형 (H-3) 에서발생수가평균보다많고, 특히풍향 S~W 사이에서풍속이 4 ms -1 미만일때대부분의안개가형성된다 (Fig. 5a와 c). 서해중부에서는인천에서가장많은안개가관측되었으며, 서해중부의총안개사례 462회중에서 204회를차지한다 (Table 1). 또한북태평양고기압확장시 24회 (12%), 중부지방장마전선에의해 28회 (14%) 가발생하여서해중부에서나타나는평균적인특징 ( 각각 8%, 9%) 보다크게나타난다. 반면서산은해안에서약 20 km정도떨어져있어서다소내륙의특징이나타나는데, Fig. 5d를보면풍속이 1 ms -1 미만인상태에서발생하는복사안개의발생빈도가타지 (a) (b) (c) (d) Fig. 5. The frequency of coastal fog events over west coast from 1993 to 2002 for (a) area averaged wind direction of middle part and southern part, (b) wind direction of stations for Incheon, seosan and Kunsan. (c) and (d) are same as (a) and (b), respectively, except for wind speed.
548 한반도연안안개의발생과연관된종관기압계분류 점에비해높다는것을알수있다. 군산, 목포, 부안, 해남을포함하는서해남부지역은중부지방장마전선 (L-7) 의영향이적은대신동중국해고기압 (H-1) 에의한안개발생비율이크게높아진다 (Fig. 4a). 이것은서해남부에서장마전선의영향으로인한강수현상이안개발생보다많고, 동중국해고기압에의한남~남서풍의영향을상대적으로많이받아서이류무가타지점보다많이발생하기때문이며, Fig. 5a에잘나타난다. 그중에서도군산은서해고기압과동해고기압상에서발생한비율이각각 13% 로다른지점에비해매우높고, 풍향이 ENE~ESE 사이인경우에도안개발생빈도가높다 (Fig. 4b). B. 남해연안 Fig. 4b에서나타난남해연안에서발생하는안개는기압형태별발생비율이전체평균과가장유사한분포를보인다. 특히남해서부는남부 지방정체전선형에서의연안안개발생빈도가높고서해고기압형에서는낮다. 지점별로는완도에서북태평양고기압확장시발생하는비율이 14%, 고흥은서해고기압형에서의비율이 12% 로정체전선형과더불어아주높다. 또한고흥은풍향에따른안개발생빈도가고르게분포하고 1 ms -1 미만의바람이거의없는상태에서발생하는복사안개의비율이다른지점에비해매우높게나타난다 (Fig. 6b와 d). 이것은고흥관측소의남쪽에해발 500 m정도의산이위치해있는지형적특성과다른지점들에비해관측소가해안에서떨어져있어서해상의안개가이류해오지못하기때문인것으로생각된다. 그리고제주, 고산, 서귀포, 성산포등제주도에서기록된안개가 486회였는데제주도에서발생한연안안개사례의 70% 는서쪽의고산과남쪽의서귀포에서발생한것이며, 전선및저기압통과에연관된것 (L-1~L-7) 이 60% 이상이다. 또한서귀포는남 Fig. 6. The frequency of coastal fog events over south coast from 1993 to 2002 (a) area averaged wind direction of western part and eastern part, (b) wind direction of stations for Kosan, Sogwipo, Koheung and Tongyeong, (c) and (d) are same as (a) and (b), respectively, except for wind speed.
한국기상학회지 40, 5, 2004 허기영 하경자 549 서~서풍이 4 ms -1 미만일때, 고산은 ESE~SSW 의풍향과 1 ms -1 이상에서 8 ms -1 이상까지풍속이강할때에도연안안개의발생에좋은조건이된다 (Fig. 6b와 d). 남해동부는서부에비해상대적으로연안안개의발생횟수가적다. 남해동부는마산, 부산, 통영, 거제, 남해가포함되고, 부산과통영이남해동부의안개사례중 222회의사례중 168회로 76% 를차지한다 (Table 1). 부산은한반도북쪽과중부지방에저기압이통과할때, 남부지방에장마전선이위치할때많이발생하며, 통영은북태평양고기압이확장할때 19% 이상의안개발생빈도를보였다. 통영은풍향이 E~SE일때, 풍속이 1~3 ms -1 일때많이발생하는데주변이산과큰섬으로둘러싸여있어서바다에접한남동쪽으로부터안개가이류되기쉬운것으로생각된다 (Fig. 6b와 d). 또한거제는바다에인접하긴하지만관측소가거제도북쪽에위치하고동, 서, 남쪽이산으로둘러싸여있어서바다로부터의이류무가거의없는것으로보인다. C. 동해연안동해연안의안개는서해연안보다해기차가상대적으로크지않기때문에발생횟수가적다 (Cho et al., 2000). 특히동해남부지역에서는안개가 178회밖에관측되지않았다. 그나마중부와인접한울진에서관측된 91회를제외하면포항이나울산, 영덕에서발생한안개는아주적게나타난다. 또한동해고기압 (H-4) 이나동서고압대 (H-5) 와같이동해에고기압중심이놓여있을때, 혹은남부지방정체전선상에서안개발생비율이높은특징을보인다 (Fig. 4c). 동해중부는속초와동해에서안개가많이발생하는데, 속초는풍속이 3 ms -1 미만에서 NW~ NE, SE~SSE인경우에안개가자주관측된다 (Fig. 7b와 d). 6월에는동해고기압이나동서고압대, 전선및저기압이남부지방에있을때 75% 이상발생하였고, 7월에는장마전선에의한영향으로 50% 이상발생하였다. 동해는동서고압대나동해고기압의영향이적은대신온난전선전면일때의영향이크고 (10%), Fig. 7b와 d에서보듯이풍향이 N~NE, 풍속이 2 ms -1 이내인경우가 안개발생의좋은조건이된다. Fig. 7a는동해중부연안에서동풍계열의바람이불때안개가많이발생한다는것을잘보여준다. 이것은동해에서북한한류와대마난류가만나수온전선대가형성되어대기- 해양상호작용이활발하고 ( 안중배와이해진, 2000), 특히동해중부에서강한수온전선이형성되기때문에그위로온난이류가있을때안개가잘발생한다는것을의미한다. 그리고동해남부와중부의안개의발생횟수를비교했을때이수온전선대가여름철에동해중부에서남부의울진부근까지잘발달되어있는것으로보이며동해중부와동해남부의안개발생횟수의차이가생기는것으로생각된다. 5. 안개발생시각, 지속시간및강수, 습도와의상관성 안개발생원인과성인을규명하는많은연구에서안개발생시각과지속시간이중요하게다루어졌다 ( 기상연구소, 1986; 조혜경, 1996; Croft et al., 1997). 이는안개의발생시각과지속시간이안개예측에있어서중요한요소이고, 발생원인에따라달라지기때문이다. 이장에서는안개발생시각과지속시간과의관련성을살펴보고, 강수와습도가이들관련성에끼치는영향을살펴본다. A. 안개발생시각과지속시간 Fig. 8에안개발생시각빈도를지속시간을고려한것과그렇지않은것으로나누어나타내었다. 먼저 (a) 는지속시간을고려하지않은안개발생시각빈도로써연안안개가가장많이발생하는시각은 03시~06시사이로발생빈도가 49% 에이르고, 특히 06시에 32% 이상의안개가발생하였으며일출후에서일몰전까지 09~18시사이에 28%, 일몰후 21~24시에 23% 이상발생하였다. 고기압형에서발생하는안개의발생시각분포는 06시에발생하는안개가 37% 로그비율이매우큰반면, 전선및저기압형에서발생하는안개는 06시에발생하는비율이 28% 였다. 또한낮동안 (12~18시) 에발생하는안개의 62% 는전선및저기압에서발생하는안개이다. 따라서낮
550 한반도연안안개의발생과연관된종관기압계분류 (a) (b) (c) (d) Fig. 7. The frequency of coastal fog events over east coast from 1993 to 2002 for (a) area averaged wind direction of southern part and middle part, (b) wind direction of stations for Sokcho and Donghae, (c) and (d) are same as (a) and (b), respectively, except for wind speed. (a) (b) (c) (d) Fig. 8. Frequency of coastal fog onset time is illustrated in (a) regardless of duration. Same as (a) except for duration associated with all cases patterns, high pressure and fronts and lows are illustrated in (b), (c) and (d).
한국기상학회지 40, 5, 2004 허기영 하경자 551 에발생하는안개는전선이나저기압에의한수증기첨가로발생하는안개가상대적으로많고, 연안지역에서의안개는야간에많이발생하므로복사냉각이중요한역할을한다는것을알수있다. 지속시간에따라서도안개발생시각분포가달라지는데 (b) 를보면 6시간이하의지속시간을가지는안개는 06시에가장많이발생하고, 9시간의지속시간을가지는안개는 21시에서 03시사이에발생한비율이 73%, 12시간이상오랫동안지속되는안개는 18시에서 24시사이에발생한비율이 70% 였다. 다시말하면, 새벽 (06시) 에발생한안개는일출후에소산될가능성이높으며, 18시~03시사이에발생한안개는복사냉각에의해더욱발달하여일출후까지잘지속된다는것을의미한다. 이것은 (c) 와 (d) 에서알수있듯이정도의차이는있으나고기압형과전선및저기압형에서도공통적으로나타나며, 고기압형에서더뚜렷하게구별된다. Table 2는종관기압계분류에따른연안안개발생빈도를지속시간별로나누어나타낸것이다. 3시간이내의지속시간을가지는연안안개중에서 20.8% 가전선이나저기압통과와관련있고정체전선형에서 19.9% 가발생한다. 하지만 6시간이상지속되는연안안개는전선이나저기압통과의비율이낮아지고 (18.2~19.7%), 정체전선형의비율이높아지는것 (20.0~22.6%) 으로나타났다. 전자는기압계의이동이적기때문에안개가지속될수있는좋은조건을제공하며, 온난전선전면에서는저기압이이동함에따라강수현상이발생하기때문에지속시간이다소짧은경향이있다. 또하나의주목할만한차이는북태평양고기압확장형과동서고압대형에서나타나는데북태평양고기압이확장하면서발생하는연안안개의비율은 8.3% 이지만 6시간이상지속되는경우에대한비율은지속시간이길어질수록비율이 7.2% 에서 4.9% 로점차낮아지고, 동서고압대형은반대로지속시간이길어질수록비율도 7.5% 에서 Table 2. Frequency of coastal fog about synoptic category by duration category for May-Aug of 1993-2002. Duration Synoptic Category 3 hr 6 hr 9 hr > 12hr % % % % Front or Low pressure 20.8 18.5 18.2 19.7 Ahead of WF 4.9 3.6 3.5 2.2 The southern part 4.6 3.6 5.3 3.8 The middle part 5.1 4.6 6.5 6.0 Behind of CF 6.2 6.7 2.9 7.7 Front close to Korea (north) 5.9 6.9 5.3 10.4 Stationary Fronts 19.9 22.6 20.0 21.3 The Southern part 12.0 11.6 10.6 12.0 The middle part 7.9 11.1 9.4 9.3 Western High Pressure 13.5 13.4 10.6 12.0 Yellow Sea High 8.1 7.5 8.8 7.7 East China Sea High 5.4 5.9 1.8 4.4 N. Pacific High Extension 8.3 7.2 5.3 4.9 East Sea High 11.9 8.5 12.4 8.7 East-West High region 5.7 7.5 9.4 10.9 Number of Events 1172 330 138 162 Frequency (%) 55.6 15.6 6.5 7.7
552 한반도연안안개의발생과연관된종관기압계분류 10.9% 로함께높아진다. 하지만안개의지속시간과종관기압계와의상관성은뚜렷하게나타나지않으며, 안개의지속시간은종관적인영향보다는국지적인영향을많이받는것으로보인다. B. 강수와의상관성연안안개의발생전강수유무가안개의발생과지속, 발달에영향을준다고보고강수와의상관성을찾고자하였다. Croft et al. (1997) 은겨울철에안개발생전의 24시간이내에강수의유무를분석하여시정이 800 m이내인안개에대해서상관성을보고자하였지만찾지못하였다. 본연 구에서는강수가있은후안개가발생하는데영향을주는시간이그리길지않다고보고, 6시간이내의강수유무를비교하였다. Table 3은전선및저기압형에서발생한연안안개중에서시정이 500 m이하인짙은안개에대해지속성안개 ( 지속시간 6시간이상 ) 와단속성안개 ( 지속시간 6시간이하 ) 로나누어강수유무와의관계를나타낸것이다. 먼저안개발생시각에서 3시간전까지 1 mm hr -1 이상의강도를가진강수량을기록된경우와이슬비가관측된경우, 강수가없는경우로나누어비교해보았다. 전선및저기압형에서발생한짙은안개는정체 Table 3. Whether drizzle and precipitation was observed during the 3hr preceding the observation of (a) short-lived dense fog and (b) long-lived dense fog caused fronts and lows for May-Aug of 1993-2002. (a) short-lived dense fog synoptic category 6hr > -3hr drizzle - 3hr rain no rain frequency % % % Front or Low pressure 167 14 7 80 Ahead of WF 55 11 4 85 The southern part 27 7 19 74 The middle part 34 32 9 59 Behind of CF 51 8 2 90 Front close to Korea(north) 68 12 3 85 Stationary Fronts 193 16 12 72 The Southern part 116 16 16 69 The middle part 77 16 8 77 Total 428 14 9 77 (b) long-lived dense fog synoptic category 6hr -3hr drizzle - 3hr ppt no ppt frequency % % % Front or Low pressure 28 18 18 64 Ahead of WF 4 25-75 The southern part 5 40 40 20 The middle part 11 9 18 73 Behind of CF 8 13 13 75 Front close to Korea(north) 15 7 7 87 Stationary Fronts 33 18 6 76 The Southern part 19 16 11 74 The middle part 14 21-79 Total 76 16 11 74
한국기상학회지 40, 5, 2004 허기영 하경자 553 전선, 특히남부지방의정체전선상에서 27% (504회중 135회 ) 로가장많이발생하였다. 전체저기압형안개중에서 76.6% 가안개발생전강수나이슬비가없었고, (a) 의지속성짙은안개는 74%, (b) 의단속성짙은안개는 77% 에서강수현상이없었다. 그중에서도전선과저기압통과시에는각각 64%, 80% 의비율을보여, 강수나이슬비에의한수증기첨가가안개를오래지속시키는데도움을준다는것을말해준다. 그리고강수후에발생하는안개는단속성일때에는동시에여러지점에서발생하는경우가많았으며, 지속시간이긴경우는 2개이상의지점에서동시에발생하는사례가거의없었다. Table 4는 Table 3과같은방법으로안개발생시각 6시간전까지의강수유무를나누어비교한것이다. 먼저 Table 3(a) 와 Table 4(a) 를비교해보면, 강수에의한단속성짙은안개의발생비율이크게증가하고강수가있었을때 12% 의차이를보였으며, 정체전선과남부지방, 중부지방저기압통과에서그특징이두드러졌다. 따라서안개발생 6시간전부터 3시간전사이에강수가관측되었을때, 또는한반도로저기압이통과하거나장마전선으로인한강수가있었던경우에단속성짙은안개가발생할가능성이높아진다. Table 3(b) 와 Table 4(b) 를비교해보면지속성안개의경우는강수가있었을때의발생비율이 11% 에서 24% 로 Table 4. The same as Table 3 except for 6hr preceding the observation of dense fog. (a) short-lived dense fog synoptic category 6hr > -6hr drizzle - 6hr rain no rain frequency % % % Front or Low pressure 167 10 16 74 Ahead of WF 55 7 9 84 The southern part 27 11 33 56 The middle part 34 21 24 56 Behind of CF 51 6 10 84 Front close to Korea (north) 68 13 9 78 Stationary Fronts 193 15 30 55 The Southern part 116 15 30 55 The middle part 77 16 29 56 Total 428 13 21 66 (b) long-lived dense fog synoptic category 6hr -6hr drizzle - 6hr rain no rain frequency % % % Front or Low pressure 28 11 25 64 Ahead of WF 4-25 75 The southern part 5 40 40 20 The middle part 11 9 18 73 Behind of CF 8-25 75 Front close to Korea (north) 15-13 87 Stationary Fronts 33 9 27 64 The Southern part 19 16 32 53 The middle part 14-21 79 Total 76 8 24 68
554 한반도연안안개의발생과연관된종관기압계분류 크게높아진다. 전체적으로강수가없었을때의발생비율은크게차이가없으나이슬비의영향이줄어들고강수의영향이커지는것이다. 그중에서도한랭전선후면이나정체전선상에서강수가있었을때의발생비율이크다. 따라서이러한기압패턴에서강수후 6시간이내에짙은안개가발생할가능성이높다는것을알수있다. 그렇지만전선, 저기압형에서짙은안개의발생전에강수나이슬비가있었던사례는대략 30% 로전선안개보다는이류안개가상대적으로더많다. 게다가아직강수와안개와의상관성은명확하게밝혀진것이없으며, 아직해결해야할과제로남아있다 (Westcott, 2004). C. 습도와의상관성 Table 5는고기압형에서발생한짙은안개중에서지속성안개와단속성안개를구별하여각 고기압형에대해안개가발생하기 3시간전습도의비율을나타낸것이다. 고기압형에서발생하는짙은안개 ( 시정 500 m이하 ) 사례 318회 ( 단속성 263회, 지속성 55회 ) 중에서습도가 85% 이상일때발생한안개는 93%, 습도가 90% 이상일때발생한안개는 77% 로대부분습도 85% 이상에서발생하는것으로나타났다. 6시간미만의단속성짙은안개는발생전의습도가 91~95% 일때가많았고, 서해고기압과동해고기압형에서는습도가 85% 이하인경우에도각각 23% 와 24% 가발생하였다. 반면 6시간이상의지속성짙은안개는역시발생전습도가 91 ~95% 일때가가장많았으나그비율이상대적으로적었으며, 또한습도가 85% 이하일때안개발생비율이단속성짙은안개에비해 10% 정도높았고특히동중국해고기압형과서해고기압형, 북태평양고기압확장형에서높게나타났다. Table 5. Relative humidity category at 3hr preceding the observation of (a) short-lived dense fog and (b) long-lived dense fog caused high pressure pattern for May-Aug of 1993-2002. (a) short-lived dense fog synoptic category 6hr > 85% 86~90% 91~95% 96~100% frequency % % % % Western High Pressure 91 20 22 49 9 East China Sea High 43 23 19 49 9 Yellow Sea High 48 17 25 50 8 N. Pacific High Extension 66 15 23 47 15 East Sea High 63 24 25 43 8 East-West High region 43 16 23 40 21 total 263 19 23 46 12 (b) long-lived dense fog synoptic category 6hr 85% 86~90% 91~95% 96~100% frequency % % % % Western High Pressure 21 38 29 29 5 East China Sea High 6 33 33 33 - Yellow Sea High 15 40 27 27 7 N. Pacific High Extension 10 30 20 30 20 East Sea High 9 33 44 22 - East-West High region 15 13 27 40 20 total 55 29 29 31 11
한국기상학회지 40, 5, 2004 허기영 하경자 555 또한동중국해와서해고기압형은습도 90% 이하에서지속성짙은안개가각각 66%, 67% 가발생하여습도가낮은상태에서갑자기높아졌을때짙은안개가발생하고오랫동안지속되는특징을보인다. 그리고안개발생 3시간전과발생했을때의상대습도차는평균적으로동중국해고기압의경우 9%, 서해고기압의경우 13% 로나타났다. 따라서안개발생전에건조한상태가되었다가수증기의이류에의해안개가발생하였을때그안개는오래지속될가능성이높다. 6. 요약및결론한반도연안에발생하는연안안개에대한선행조건을찾고자연안안개발생시종관기압계를크게전선및저기압형과고기압형으로나누고각각 7가지와 5가지, 총 12가지의세부유형으로분류하여지속시간, 발생시각, 바람, 강수, 습도와의상관성을찾아보았다. 연안안개는 5~8월에주로발생하며, 차가운해수면위에온난이류가있을때발생하는이류안개와전선상에서차가운지표층위로약한강수나이슬비가증발하여발생하는전선안개가많고다양한종관기압패턴에서발생한다. 분석결과, 고기압형에서 39%, 그리고전선및저기압형에서 47% 가발생하는것으로나타났는데전선및저기압형안개중 70~75% 에서안개발생전강수현상이없었으므로이류안개의비율이상대적으로높다. 또한주변지형과해안선의형태등지리적요건에따라발생빈도나원인, 안개발생에영향을주는종관기압패턴의분포가달라진다. Table 6은한반도연안에안개가발생하기에가장좋은조건들을요약한것이다. 먼저서해연안은다른지역에비해고기압형, 특히서쪽에고기압이있는경우남~남서풍이 4 ms -1 미만의바람이있을때이류안개가많이나타나고안개의발생빈도가높은지역이다. 남해연안은제주도에서안개발생이많으며, 주변의지형이복잡한곳이많아국지적인영향이강하였다. 전선이나저기압이통과할때안개발생이가장많으며풍향은 SE~SW, 풍속은 4 ms -1 이하인경우가가장좋은안개발생조건이된다. 동해연안은동위도대의서해에비해안개발생이아주적고, 특히동해남부에서적게나타난다. 동해중부는동해에고기압중심이있고, 풍속이 3 ms -1 이하이고풍향이 N~NE일때안개가가장잘발생하며풍향이 SE~SSE일때도잘발달한다. 그리고공통적으로발생시각은 03~06시사이에전체의 51% 가발생하고소산시각은 09~12시사이, 지속시간은 3시간이내가가장잘발생하는조건이다. 연안안개는새벽 6시부근에발생빈도가높고, 야간에주로발생하였으며, 고기압형에서이러한특징이더뚜렷하게나타났다. 낮동안발생하는연안안개는전선및저기압형이많으며, 야간에발생한안개가오래지속될가능성이크다. 다시말해, 낮에발생하는연안안개는강수등에의한수증기의첨가가중요한요소로작용한다. 하지만낮동안에발생하는비율이그리크지않기때문에연안안개의발생에있어서복사냉각이중요하며, 안개의지속시간이길어질수록발생시각도새벽에서야간으로이동하므로야간의복사냉각은연안지역의안개의발달 지속 Table 6. Favorable conditions of coastal fog around the Korean Peninsula, May-August 1993-2002. west coast south coast east coast synoptic condition Western High ressure Front or low pressure East sea high wind direction S ~ SW SE ~ SW N~NE wind speed 4m/s 4m/s 3m/s onset time (LST) 03 ~ 06 (51%) end time (LST) 09 ~ 12 (64%) duration 3 hours (66%)
556 한반도연안안개의발생과연관된종관기압계분류 메카니즘에도중요한요소가된다는것을알수있다. 그리고안개의지속시간에는종관적인영향보다도국지적인영향이더크게작용한다. 전선및저기압에의한안개중에서강수나이슬비가있은후에안개가발생하는비율은약 30% 였다. 하지만강수후 6시간이내에안개가발생하였다면, 짙은안개가될수있으며, 또한다른지역이나지점등넓은지역에서동시에강수가있었을때는짧게끝날가능성이높고, 그렇지않다면지속성안개가될가능성이높다. 하지만아직명확하게밝혀지지않았다. 고기압형에서연안안개발생시에대부분습도가 85% 이상이었으며, 91~95% 인경우에가장발생빈도가높았다. 반면 6시간이상지속되는안개는발생전습도가 90% 이하인경우가많고동중국해고기압이나서해에고기압이있을때, 북태평양고기압이확장할때가장뚜렷하게나타난다. 즉, 안개발생전에건조해진상태에서수증기이류등에의해습도가갑자기증가했을때지속시간이길어지는특성이있다. 참고문헌 기상연구소, 1986: 한국서해중부연안의해무특성조사, MR 86-1, 83pp. 기상연구소, 2000: 해무탐지기술및해륙상호작용규명에의한호남국지예보기법의개발, MR002E20, 76pp. 기상청, 1997: 한반도연안해무특성집, 136pp. 김동정, 1988: 가을철한반도의기압계유형과안개발생에관한연구, 경북대학교석사학위논문, 57pp. 김문옥, 1998: 한반도주변해역의해무분포특성, 전남대학교석사학위논문, 63pp. 변희룡, 이동규, 이화운, 1997: 동해및그주변에서발생하는해무의특성과예측가능성조사. 한국기상학회지, 33, 41-62. 안중배, 이해진, 2000: 중규모해양모형을이용한한반도주변해역해양순환재현. 한국해양학회지바다, 5, 186-194. 원덕진, 김상윤, 김경익, 민경덕, 2000: 황해상해무발생시의기상및해양요소의특성분석. 한국기상학회지, 36, 631-642. 조혜경, 1996: 영종도를중심으로한황해연안지역의안개연구, 서울대학교석사학위논문, 73pp. Byers, H. R., 1959: General Meteorology, 3rd Edition, McGraw Hill Book Co., Inc, 540pp. Cho, Y.-G., Kim, M.-O., Kim, B.-C. 2000: Sea Fog around the Korean Peninsula. J. Appl. Meteor. Soc., 39, 2473-2479. Choi, H., J. W. Kim and S. Takahashi, 1998: Three-dimensional numerical prediction of fog formation over coastal complex terrain. J. Korean Meteor. Soc., 34, 319-335. Choi, H., 2001: Numerical Prediction on Fog Formation Affected by the Yellow Sea and Mountain. J. Korean Meteor. Soc., 37, 261-282. Croft, Paul J., Pfost, Russell L., Medlin, Jeffrey M., Johnson, G. Alan. 1997: Fog Forecasting for the Southern Region: A Conceptual Model Approach. Weather and Forecasting: 12, 545 556. Eagleman, Joe E. 1985. Meteorology: The Atmosphere in Action, 2nd ed., Wadsworth Pub Co., Belmont, CA. 394pp. Leiper, D. F., 1994: Fog on the U.S. West Coast: A Review. Bull. Amer. Meteor. Soc., 75, 229-240. Roach, W.T., 1994: Back to basics: Fog: Part 1 - Definitions and basic physics. Weather, 49, 411-415. Roach, W.T., 1995: Back to basics: Fog: Part 3 - The formation and dissipation of sea fog. Weather, 50, 80-84. Wallace, John M. and Peter V. Hobbs, 1977: Atmospheric Science: An Introductory Survey. Academic Press, Inc., New York. 467pp. Westcott, N.E., 2004: Synoptic conditions associated with dense fog in the Midwest, Preprint, 14th AMS Conf on Applied Climatology, Seattle, WA, 10-16 Jan 2004. Amer. Meter. Soc., Boston. 최종원고채택 : 2004년 10월 24일