지구과학 고3 강수 과정과 대기의 운동 심화

제트 기류

대류권 상부~하부 성층권에서 동서방향으로 빠르게 이동하는 제트 기류가 날씨 패턴과 항공로에 미치는 영향을 이해한다.
대류권 상부에서 하부 성층권에 걸쳐, 좁은 띠 모양으로 서에서 동으로 아주 빠르게 부는 편서풍의 핵입니다.
편서풍이 넓게 흐르는 강물이라면, 제트 기류는 그 강의 한가운데를 지나는 가장 빠른 물줄기입니다. 강 전체가 아니라 물살이 몰린 좁은 심지 부분입니다.

쉽게 말하면

제트 기류의 원동력은 남북 온도차입니다. 따뜻한 저위도와 차가운 고위도가 만나는 곳에서는 기압 차이가 생기고, 이 차이가 위로 올라갈수록 누적되어 커집니다. 그래서 지상에서는 그저 서풍이던 바람이 대류권 계면(약 ) 부근에서 최고 속도에 이릅니다. 풍속이 시속 를 넘고, 강할 때는 시속 수백 에 달하기도 합니다.

온도차가 가장 급격하게 벌어지는 곳, 즉 전선대 위에서 제트가 가장 강해집니다. 그래서 대표적인 제트 기류는 한대 기단과 중위도 기단이 만나는 한대 전선 위의 것과, 대기 대순환의 하강 구역인 위도 부근 아열대 지역의 것 두 갈래로 나타납니다. 여름에는 남북 온도차가 줄어드므로 제트가 약해지고 고위도로 물러나며, 겨울에는 온도차가 커져 제트가 강해지고 저위도로 남하합니다. '왜 겨울에 더 강한가'는 이 한 문장으로 설명됩니다.

제트 기류는 편서풍 파동(행성파)을 따라 남북으로 구불구불 흐릅니다. 파동의 골과 마루를 잇는 축이 곧 제트의 길이라고 보면 됩니다. 제트가 강하고 곧게 흐르면 찬 공기가 고위도에 갇혀 있어 중위도 날씨가 비교적 순하지만, 제트가 약해지고 크게 구불거리면 극지방의 찬 공기가 저위도까지 흘러내려 한파가 옵니다. 제트가 지나는 자리 바로 아래가 온대 저기압이 발달하는 길목이기도 해서, 제트의 위치는 곧 '비구름이 지나갈 길'입니다.

항공에도 직접적인 영향을 줍니다. 서에서 동으로 부는 바람이므로 아시아에서 아메리카로 가는 동향 비행은 제트를 등에 업고(순풍) 시간과 연료를 아끼고, 반대 방향은 제트를 피해 우회하거나 더 오래 걸립니다. 같은 두 도시 사이인데도 왕복 비행 시간이 다른 이유입니다.

이렇게 나타납니다

  1. 예시 1
    같은 노선인데 갈 때와 올 때 비행 시간이 다르다
    인천에서 미국 서부로 가는 비행기는 제트 기류를 순풍으로 받아 상대적으로 빨리 갑니다. 돌아올 때는 같은 바람이 역풍이 되므로 항공사는 제트의 중심을 피해 남쪽이나 북쪽으로 우회하는 항로를 택하기도 합니다. 편도 비행 시간 차이가 한 시간 이상 나기도 하는데, 비행기 성능이 달라서가 아니라 바람 때문입니다.
  2. 예시 2
    겨울철 한파는 제트가 남쪽으로 늘어질 때 온다
    제트 기류는 찬 공기와 따뜻한 공기의 경계선 역할을 합니다. 제트가 우리나라 남쪽까지 크게 처지면 우리는 제트의 북쪽, 곧 찬 공기 쪽에 놓이게 되어 한파가 찾아옵니다. 반대로 제트가 북상해 우리가 제트의 남쪽에 놓이면 포근한 날씨가 이어집니다.
  3. 예시 3
    제트 기류가 발견된 계기 — 고고도 비행
    제트 기류는 대류권 상부에 있어 지상 관측만으로는 알기 어려웠습니다. 비행기가 높은 고도를 날게 되면서, 조종사들이 예상보다 훨씬 심한 역풍과 순풍을 겪고 나서야 그 존재가 분명해졌습니다. 지금은 고층 기상 관측과 위성으로 제트의 위치를 매일 추적합니다.

자주 하는 오해

제트 기류와 편서풍을 같은 말로 쓰기
이렇게 생각하기 쉬움중위도 상공에서 부는 서풍이 곧 제트 기류다
실제로는편서풍은 중위도 대류권 전체에서 부는 서풍이고, 제트 기류는 그중에서도 대류권 계면 부근에 좁고 얇게 몰린 최고 속도의 핵입니다.
제트 기류는 편서풍의 부분집합입니다. 폭이 수백 km, 두께가 수 km에 불과한 띠라서, 같은 고도라도 제트 축에서 조금만 벗어나면 풍속이 뚝 떨어집니다. 이 구분이 중요한 이유는 '제트가 남하했다'는 말이 '편서풍대 전체가 옮겨 갔다'는 뜻이 아니라, 온도차가 가장 급한 경계선이 남쪽으로 내려왔다는 뜻이기 때문입니다. 한파 예보는 편서풍이 아니라 제트 축의 위치를 봅니다.
더울수록 바람이 강할 테니 제트도 여름에 강하다고 생각하기
이렇게 생각하기 쉬움여름에 태양 에너지를 많이 받으니 대기가 활발해져 제트 기류도 더 강할 것이다
실제로는제트 기류는 겨울에 더 강합니다. 여름에는 오히려 약해지고 북쪽으로 물러납니다.
제트를 만드는 것은 '절대적인 온도'가 아니라 '남북 온도 차이'입니다. 여름에는 고위도까지 햇빛을 많이 받아 저위도와의 온도차가 줄어들고, 겨울에는 고위도가 극단적으로 차가워져 온도차가 벌어집니다. 차이가 클수록 상층의 기압 경도가 커져 제트가 강해지므로, 온도 자체가 아니라 '기울기'를 봐야 한다는 것이 이 개념의 핵심입니다.

선수 개념 — 이걸 먼저 알아야 해요

편서풍 파동(행성파)고3

이후 개념 — 이 개념을 배우면 이어집니다

없음 — 이 개념이 마지막입니다

같은 단원의 개념 — 강수 과정과 대기의 운동

단열 변화와 구름 형성고3온실 효과와 지구 복사 수지고3편서풍 파동(행성파)고3

자주 묻는 질문

Q1제트 기류는 왜 하필 대류권 계면 부근에서 가장 빠른가요?
남북 온도차가 만드는 기압 차이가 고도가 올라갈수록 누적되어 커지기 때문입니다. 그런데 대류권 계면 위, 즉 성층권에서는 온도 분포가 뒤바뀌어 온도차가 사라지거나 반대가 됩니다. 그래서 누적이 멈추고, 그 경계인 대류권 계면 부근에서 풍속이 최대가 됩니다.
Q2제트 기류는 항상 같은 자리에 있나요?
아닙니다. 계절에 따라 남북으로 이동하고, 편서풍 파동을 따라 날마다 구불구불 모양이 바뀌며, 갈라졌다 합쳐지기도 합니다. 그래서 항공사는 매일 갱신되는 상층 바람 예보를 보고 항로를 새로 짭니다.
Q3제트 기류가 있는 곳에서 비행기가 흔들리는 이유는 무엇인가요?
제트의 가장자리에서는 좁은 거리 안에서 풍속이 급격히 달라집니다. 이렇게 풍속 차이가 큰 곳에서는 공기가 소용돌이치며 난류가 생기는데, 구름이 없어 눈으로도 레이더로도 보이지 않아 청천 난류라고 부릅니다. 예보가 어려운 이유이기도 합니다.
교육과정 2022 개정 · 고3 지구과학 · 강수 과정과 대기의 운동 수록 심화 (교육과정 밖 확장 개념)

제트가 왜 구불구불 흐르는지, 그 굽이가 어떻게 지상의 고·저기압을 만드는지는 편서풍 파동(행성파)에서 다시 확인하고, 제트가 실어 나르는 공기 덩어리가 어떻게 구름과 비가 되는지는 단열 변화와 구름 형성에서 이어집니다.

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