지구과학 고2 대기와 해양의 상호작용

기압대

적도 저압대·아열대 고압대·한대 전선대 저압대·극 고압대로 구성되는 지구적 기압대 분포를 이해한다.

대기 대순환의 상승·하강 구역이 위도를 따라 띠 모양으로 만들어 놓은 기압 분포로, 적도 저압대·아열대 고압대·한대 전선대(저압대)·극 고압대가 번갈아 나타납니다.

지구를 옆에서 보면 공기가 올라가는 곳과 내려오는 곳이 위도를 따라 번갈아 늘어서 있습니다. 올라가는 자리는 기압이 낮고 비가 잦으며, 내려오는 자리는 기압이 높고 건조합니다. 지구의 기후 지도는 사실상 이 띠의 지도입니다.

쉽게 말하면

대기 대순환의 세 세포를 옆에서 자른 단면을 떠올려 보세요. 공기가 올라가는 곳과 내려오는 곳이 정해져 있고, 기압대는 그 결과일 뿐입니다. 원인과 결과의 순서를 뒤집지 않는 것이 이 개념의 핵심입니다.

적도에서는 강한 가열로 공기가 상승합니다. 공기가 위로 빠져나가니 지표의 기압이 낮아집니다 — 적도 저압대입니다. 상승한 공기는 식으며 응결해 매일 비를 뿌립니다. 위도 30도 부근에서는 상공에서 실려 온 공기가 쌓여 내려앉습니다. 공기가 위에서 눌러 주니 기압이 높습니다 — 아열대 고압대입니다. 하강하는 공기는 압축되며 데워져 건조하고, 그래서 이 위도대에 사막과 대양의 고기압이 자리 잡습니다.

위도 60도 부근에서는 극에서 내려온 찬 공기와 중위도에서 올라온 따뜻한 공기가 부딪힙니다. 가벼운 따뜻한 공기가 밀려 올라가면서 상승 기류가 생기고 기압이 낮아집니다 — 한대 전선대의 저압대입니다. 여기가 온대 저기압의 산실입니다. 극에서는 강한 냉각으로 공기가 무거워져 내려앉으므로 기압이 높습니다 — 극 고압대입니다.

주목할 점은 저압대가 만들어진 이유가 두 가지로 서로 다르다는 것입니다. 적도 저압대는 '뜨거워서 올라가서' 생긴 열적 저압대이고, 한대 전선대의 저압대는 '두 공기가 부딪혀 밀려 올라가서' 생긴 역학적 저압대입니다. 마찬가지로 극 고압대는 '차가워서 무거워' 생긴 열적 고압대이지만, 아열대 고압대는 '공기가 쌓여 내려앉아' 생긴 역학적 고압대입니다. 이 구분을 잡아야 위도 30도가 왜 그렇게 뜨거운데도 고기압인지가 설명됩니다.

이렇게 나타납니다

예시 1

기압대와 강수량 분포가 겹치는 것

위도별 연 강수량 그래프를 그리면 적도와 위도 60도 부근에서 봉우리가, 위도 30도와 극에서 골짜기가 나타납니다. 상승 기류가 있는 저압대에서 비가 많고, 하강 기류가 있는 고압대에서 건조합니다. 기압대의 지도와 기후대의 지도가 사실상 같은 그림인 이유입니다.
예시 2

북태평양 고기압 — 아열대 고압대의 한 조각

우리나라 여름을 지배하는 북태평양 고기압은 아열대 고압대가 태평양 위에 자리 잡은 것입니다. 여름철 이 고기압이 북쪽으로 세력을 넓히면 장마 전선을 밀어 올리고 무덥고 습한 날씨를 가져옵니다. 세계 기압도의 큰 특징들이 대순환의 띠에서 나온 것임을 보여 주는 사례입니다.
예시 3

기압대가 계절에 따라 남북으로 이동하는 것

태양의 남중 위치가 계절에 따라 오가면 대순환 전체가 함께 움직이고, 기압대도 여름에는 북쪽으로, 겨울에는 남쪽으로 이동합니다. 지중해성 기후 지역이 여름에 건조하고(아열대 고압대에 들어감) 겨울에 비가 많은 것(편서풍대에 들어감)은 이 이동 때문입니다.

자주 하는 오해

기압대가 먼저 있고 그것이 바람을 만든다고 생각하기

이렇게 생각하기 쉬움지구에 기압대가 정해져 있고, 그 기압 차 때문에 대순환이 생긴다

실제로는순서가 반대입니다. 태양 복사의 위도별 차이가 대순환을 만들고, 대순환의 상승·하강이 기압대를 만듭니다.

이 순서를 뒤집으면 '기압대는 왜 하필 그 위도에 있는가'에 답할 수 없습니다. 기압이 낮은 곳은 공기가 위로 빠져나가는 곳이고, 높은 곳은 공기가 위에서 내려와 쌓이는 곳입니다. 원인은 언제나 연직 운동에 있습니다. 기압대는 대순환이 지표에 찍어 놓은 도장입니다.

위도 30도가 더우니 저기압일 것이라 생각하기

이렇게 생각하기 쉬움아열대는 기온이 높으니 공기가 가벼워져 저기압이 되어야 한다

실제로는위도 30도는 뜨겁지만 고기압입니다. 상공에서 실려 온 공기가 계속 내려앉으며 쌓이기 때문입니다.

기압을 '지표 온도'만으로 판단하는 습관이 만드는 오류입니다. 기압은 그 위에 얼마나 많은 공기가 있느냐로 정해지고, 그것을 정하는 것은 연직 운동입니다. 아열대 고압대는 열 때문이 아니라 대순환의 하강 구역이어서 생긴 역학적 고기압입니다. 이 사실이 지구에서 가장 뜨거운 지역에 가장 큰 사막들이 몰려 있다는 역설을 설명해 줍니다.