항공기상 - 기단, 전선, 구름, 안개
드론 - 항공기상 - 대류권의 기상 현상 - 대기의 기온과 습도, 기압, 고기압과 저기압, 바람에 이어 기단, 전선, 구름, 안개에 대해 정리한다.
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이 글의 목차
- 드론 자격증 4종 학습 자료 - 항공기상 - 대류권의 기상 현상 후반부
- 5. 기단
- 6. 전선
- 7. 구름
- 7-1. 구름의 분류
- 8. 안개
5. 기단
1) 기단
주어진 고도에서의 온도와 습도 등 수평적으로 그 성질이 비슷한 대규모의 공기덩어리
2) 기단의 분류
발원지의 위도에 따라 열대 기단(T), 한대 기단(P), 극기단(A)으로 분류한다. 또한 습도 조건에 따라, 대륙 발생 건조한 것을 대륙성 기단(c), 해상에서 발생한 습한 것은 해양성 기단(m)으로 분류한다.
3) 기단 성질의 분류
- 열대 해양성(mT, maritime Tropical) :온난, 다습, 불안정
- 열대 대륙성(cT, continental Tropical) :고온, 건조, 안정(상공)/불안정(지상)
- 한대 해양성(mP, maritime Polar) : 서늘, 다습, 불안정
- 한대대륙성(cP, continental Polar) : 한랭, 건조, 안정
- 극 해양성(mA, maritime Arctic) : 한랭, 다습
- 극 대륙성(cA, continental Arctic) :한랭, 건조
4) 기단의 특성
우리나라 부근에서 영향을 미치는 기단은 시베리아, 오호츠크해, 북태평양, 양쯔강 기단이 있음
6. 전선
1) 전선
물리적 성질이 다른 두 기단이 부딪쳐 경계를 이루는 것이 전선이다. 찬 기단과 더운 기단은 밀도 차이 때문에, 찬 기단은 더운 기단 아래로 쐐기 모양으로 파고 들어가게 된다. 더운 기단은 찬 기단 위로 올라탄다. 전선의 종류에는 온난전선, 한랭전선, 폐색 전선, 정체전선 등이 있다.
2) 온난전선(Warm front)
온난한 공기가 한랭한 공기 쪽으로 이동해 가는 전선. 더운 공기가 찬 공기 위를 타고 오르기 때문에, 이동속도가 느리고 기울기가 적고, 넓은 지역에 걸쳐 강수가 나타나며 강수 강도는 약함.
2-1) 온난전선에서 나타나는 항공기 운항에 위험한 기상
온난 전선 전면의 광범위한 강수대는 자주 아래층에 층운이나 안개를 발생시킨다. 이 경우, 강수는 한랭 공기에 수증기를 공급하여 포화상태에 이르게 한다. 한랭 공기의 온도가 어는점 이하일 때, 강수는 어는 비(freezing rain)나 얼음 싸라기(ice pellets)의 형태로 나타난다.
- 온난전선이 통과할 때, 하절기에는 뇌우가, 동절기에는 심한 착빙 등 매우 위험한 기상을 초래하기도 한다.
- 하층 바람시 어는 온난전선의 전방에서 6시간 이상 지속되기도 하므로 매우 심각한 문제를 일으킬 수도 있다.
3) 한랭전선(Cold front)
인접한 두 기단 중 한랭 기단의 찬 공기가 온난 기단의 따뜻한 공기 쪽으로 파고들 때 형성되는 전선이다. 찬 공기가 따뜻한 공기 속을 쐐기 모양으로 파고들기 때문에 따뜻한 공기는 찬 공기 위를 차고 오르게 되며, 이때 전선 부근에서는 소나기나 뇌우, 우박 등 궂은 날씨를 동반하는 경우가 많다. 또한 이동 속도가 빠르고 기울기가 크고, 좁은 지역에서 강수가 나타나며 강수 강도가 강하다.
3-1) 한행전선에서 나타나는 항공기 운항에 위험한 기상
전선 앞 스콜선(Squall Line)이나 전선을 따라 나타나는 적운형 구름이 위험하다. 기상 현상은 심한 요란, 바람 시어, 뇌우, 번개, 심한 소나기, 우박, 착빙, 토네이도 등을 동반하게 된다.
뇌우: 주변이나 뇌우 하부와 지표면 부근에 강한 돌풍이 출현한다.
4) 페색전선(Occluded front)
온대선 저기압이 발달하는 과정의 마지막 단계로 저기압에 동반된 한랭전선과 온난전선이 합쳐져 페색 상태가 된 전선을 말한다.
- 한랭형 페색전선: 한랭전선의 이동 속도가 온난전선의 이동속도보다 빨라 온난 전선을 따라붙으면서 찬 공기는 위로 올라가고 한랭전선 후면의 더 찬 공기가 온난전선 전면의 찬 공기와 만나서 형성되는 전선.
- 온난형 페색전선: 한랭형 페색 전선과 반대로, 한랭전선 후면의 찬 공기보다 온난전선의 찬 공기가 더 차가울 때 발생됨.
5) 정체전선(Stationary front)
움직이지 않거나 움직여도 매우 느리게(10km/hr 미만) 움직이는 전선을 말한다. 상공의 풍향과 전선이 뻗쳐 있는 방향이 평행을 이루고 있을 때 형성.
7. 구름
1. 구름
대기 중의 수증기가 응결, 또는 빙결해서 형성되는 수적 또는 빙정의 집합체.
2. 구름의 구성
구름은 어는점보다 높은 온도를 가진 물방울과 어는점보다 낮은 온도를 가진 물방울(과냉각 물방울), 빙정들로 이루어져 있다.
3. 구름의 형성
대기 중에서는 공기가 냉각되면 쉽게 포화에 이른다. 따뜻한 공기가 차가운 땅이나 수면 위에 머무르면, 공기가 냉각된다. 이때 포화상태에 의하여 안개 또는 층운이 발생된다.
4. 공기를 상승시키는 4가지 원인
- 대류 상승: 지표면 가열되면 대류가 일어나 공기가 상승하게 된다. 대류에 의해 상승한 공기는 상승 응결 고도에 이르면 응결이 시작되어 구름이 발생한다.
- 지형적인 상승: 풍상 측(wind side)에서 온난 다습한 공기가 산의 경사면을 따라 상승하면 냉각되어 구름이 된다.
- 전선에 의한 상승: 밀도가 서로 다른 두 개의 공기덩어리(기단)가 만나게 되면 경계면이 생기게 된다. 이 경계면을 전선이라 한다.
- 공기의 수렴에 의한 상승 : 지표면 부근에서 공기가 수렴하게 됨에 따라 공기가 상승하여 구름이 형성된다.
7-1. 구름의 분류
구름 입자의 상(phase)과 수직 발달 정도에 따라 여러 가지 형태의 구름이 된다. 물방울로 된 구름과 얼음 조각으로 된 구름은 형성 고도가 다르다. 모양이나 색깔도 다르다. 구름의 수직 발달 정도는 기층의 안정도에 따라 다른데, 불안정한 기층에서는 구름의 두께가 수직으로 두꺼운 적운형, 안정한 기층에서는 수직 발달이 제한되어 비교적 얇은 층운형의 구름이 된다.
1) 상층운(high-level clouds)
상층운은 운저고도가 보통 6km 이상이어서 주위의 온도가 매우 낮고 건조하다. 이로 인하여 거의 얼음 조각으로 이루어져 있다. 두께는 아주 얇으며 상층운에는 권운(Cirrus), 권적운(Cirrocumulus), 권층운(Cirrostratus)이 있다.
2) 중층운(medium-level clouds)
중위도 지방에서는 구름 저면의 높이가 2~6km이어서 물방울로 되어있는 경우가 많다. 기온이 낮아지면 그
일부는 얼음 조각이 된다. 중층운에는 고적운(Altocumulus), 고층운(Altostratus)이 있다.
3) 하층운(low-level clouds)
하층운은 중위도 지방에서는 구름 저고도가 2km 이하이며, 거의 수적으로 되어 있으나 추운 날씨에는 빙편과 눈을 포함하기도 한다. 하층운에는 층운(Stratus), 난층운(Nimbostratus), 층적운(Stratocumulus)이 있다.
4) 수직운(convective clouds)
수직운은 보통 하층운의 고도로부터 상층운의 고도에까지 확장하는 수직으로 발달하는 구름이며, 불안정한 공기와 아주 밀접하게 관련되어 있다. 수직운에는 적운(Cumulus), 적란운(Cumulusonimbus)이 있다.
5) 기본 구름 10종
5-1) 권운(Cirrus, CI)
흰색의 가느다란 선이나 흰색의 반점 좁은 띠 모양의 흩어져 있는 구름으로 미세한 얼음으로 구성되어 있다. 권적운 고적운 꼬리를 늘려서 형성되었거나 적난운 꼭대기 부근에서 생성된 것. 새털 모양의 흰구름
5-2) 권적운(cirrocumulus, CC)
조약돌을 배열하여 놓은 것 같은 구름 조각들이 모인 것으로 가느다란 물결과 같은 모양과 얇고 흰 구름 모양으로 미세한 얼음으로 되어 있고 고공에서 기층이 서서히 상승할 때 발생한다. 털 쌘 구름.
5-3) 권층운(Cirrocumulus, CS)
베일 모양의 엷은 구름 섬유모양 유백색 베일 형태로 미세한 얼음으로 되어 있으며 햇무리, 달무리 현상이 일어나는 구름. 털층 구름
5-4) 고적운(altocumulus, AC)
엷은 판자나 둥그스름한 덩어리 구름 조각들이 모여서 된 백색이나 회색 구름 보통 음영이 나타난다. 빗방울로 되어 있으나 저온일 때 일부는 미세한 얼음으로 형성되어 있고 대기권 중층에서 요란이나 대류현상으로 발생 고적운의 엷은 부분에는 코로나 또는 채운현상도 있다. 양떼구름.
5-5) 고층운(altostratus, AS)
무늬가 있거나 줄무늬로 된 회색 또는 엷은 검은색의 구름으로 물방울 또는 미세한 얼음으로 되어 있으며 빗방울 또는 눈송이로 형성된 경우도 있다. 고층운은 광범위하게 퍼져 있으며 두께도 두껍다. 강수현상을 동반하지만 중간에서 증발되는 경우가 많다. 높층 구름.
5-6) 난층운(Nimbostratus, NS)
짙은 회색의 구름층으로 되어 있으며 연속적인 비 또는 눈을 내리게 한. 난층운은 물방울 빗방울 미세한 얼은 눈송이가 혼합되어 형성되어 있다. 비층구름.
5-7) 층적운(stratocumulus, SC)
엷은 판 모양의 둥글둥글한 구름 조각들이 모여서 형성된 구름 회색과 엷은 검은색을 띤 구름이 보통이며 물방울로 대부분 형성되어 있으나 가끔 빗방울 싸락눈 또는 미세한 얼음 눈송이 까지도 형성되어 있다. 층적운에도 코로나 또는 무지개 현상이 생긴다. 회색 두루마리 모양의 구름, 층쌘구름.
5-8) 층운(Stratus, ST)
비교적 일정한 운저를 가진 회색의 구름으로 통상 물방울로 되어 있으며 아주 저온일 때는 미세한 얼음 가루눈이 내재되어 있고 지면이 가열되거나 풍속이 증가하여 안개 층이 서서히 상승되면서 형성된다. 안개와 비슷한 층 구름.
5-9) 적운(cumulus, CU)
윤곽이 뚜렷하고 농밀한 구름이 수직으로 솟아올라 둥근 산봉우리나 탑 모양 또는 지붕 모양을 이루는 구름, 주로 물방울로 되어 있고 기온이 낮은 곳은 미세한 얼음으로 형성되어 있다. 대기 하층 부근에 기온 체감률이 격심할 때 공기의 대류 현상에서 발생한다. 쌘 구름
5-10) 적란운(Cumulonimbus, CB)
수직 방향으로 크게 발달한 짙은 검은색 또는 회색 구름 거대한 탑 모양이나 산봉우리 모양으로 형성되어 있고 꼭대기 부근에는 Anvil(쇠모루) 형태나 새의 날개 모양처럼 퍼져 있는 경우도 있다. 물방울 또는 미세
한 얼음으로 되어 있고 구름 정상에는 과냉각된 눈송이 싸락 우박, 싸락눈이 뇌우, 뇌전, 소나기, 우박, 돌풍 등을 동반한다. 아주 높게 솟은 구름, 번개가 치며 소나기나 우박이 내린다. 쌘 비구름
8. 안개(Fog)
대기 중의 수증기가 응결해서 구름이나 안개가 된다. 구름과 안개의 차이는 "지면과 접해 있느냐, 하늘에 떠 있느냐"에 따라 결정된다. 지형과 보는 사람의 위치에 따라 구름이 되기도 하고 안개가 되기도 한다. 구성입자는 물방울로 되어 있다.
1. 냉각에 의해 형성된 안개
땅의 면과 맞닿아 있는 공기층의 온도가 이슬점 이하가 될 때 안개가 만들어진다. 안개에는 복사 안개, 이류 안개, 활승안개가 있다.
1-1) 복사 안개(radiation fog)
땅에서 관측되는 안개의 대부분은 밤 시간의 지표면 복사 냉각으로 인해 생겨난다. 맑은 날 밤바람이 약한 날, 공기의 복사냉각은 땅 부근에서 가장 심하며 기온 역전층이 만들어진다. 지면에 접한 공기가 이슬점에 달하여 지상의 어떤 물체 위에서 이슬이나 서리가 되는 것이다. 땅의 면 근처에는 엷은 기층에 안개가 형성되는 것이다. 이렇게 형성된 안개가 복사 안개이다. 땅 안개(ground fog)라고도 부른다.
1-2) 이류 안개(advection fog)
따뜻하고 습기 많은 공기가 차가운 땅 부근으로 이류하여 발생한 안개이다. 바다 위에서 형성된 안개는 대부분 이류 안개이다. 해무(sea fog, 海霧)라고 부른다. 해무는 복사 안개보다 두께가 두껍고, 만들어지는 범위가 매우 넓다. 또한 지속성이 커서 한번 생성되면 며칠에서 한 달 동안 지속되기도 한다.
1-3) 활승안개(upslope fog)
습윤한 공기가 완만한 경사면을 따라 올라갈 때 팽창, 냉각됨에 따라 만들어진다. 산안개(Mountain fog)는 대부분이 활승안개이며 바람이 강해도 형성된다.
2) 증발에 의해 형성된 안개
증발은 수면이나 낙하하는 우적에서 일어난다. 증발 안개와 전선 안개가 있다.
2-1) 증발 안개
따뜻한 물 위에서 찬 공기로 수증기가 증발할 때 안개가 발생한다. 이때 발생한 안개가 증발 안개이다.
2-2) 전선 안개
빗방울에서 증발된 수증기가 찬 공기 내에서 안개를 발생시키고 전선의 위치에 따라 전선 앞 안개, 전선 뒤 안개, 전선 통과 안개로 구분된다.
다음 글
다음 글: 비행 안전에 관련된 기상현상(난류 등)
※ 위 참고 자료: 국토교통부 "초경량 비행장치 조종자 표준교재"에서 참고 및 인용.
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