행성파 (Planetary Wave)
쉽게 풀면
지구는 둥글기 때문에 코리올리 힘의 세기가 위도에 따라 다릅니다. 이 차이가 마치 용수철처럼 작용해서, 공기가 남북으로 살짝 밀려나면 다시 원래 자리로 되돌아가려는 성질을 만들어 냅니다. 이 되돌림 효과 때문에 대기 중에는 대륙 몇 개를 아우를 정도로 아주 큰 규모의 물결 모양 흐름이 생기는데, 이것이 행성파입니다. 일기도에서 상층 기압골과 기압능이 물결처럼 늘어서 있는 모습이 바로 이 파동의 표현입니다.
왜 중요한가
행성파는 중위도의 장기적인 날씨 패턴, 계절 내 기후 변동, 성층권 순환에까지 영향을 미치는 대규모 대기 현상입니다. 이상기후나 블로킹 현상 등 장기 예보와 기후 연구에서 중요한 역할을 하기 때문에 대기역학의 핵심 연구 주제 중 하나입니다.
논문에서는 이렇게 쓰입니다
상층 일기도에서 대륙 규모의 물결 모양 흐름이 확인되었다는 관측 결과입니다.
행성파가 성층권까지 전파되며 대규모 기후 현상에 영향을 준 사례를 보여줍니다.
조금 더 깊게 보면
행성파는 지구를 둘러싼 파수(전 지구를 몇 개의 물결로 나눌 수 있는지)로 특징지어지며, 파수가 작을수록(즉 물결의 규모가 클수록) 서쪽으로 전파되는 위상 속도가 느려지는 경향이 있습니다. 대류권에서 생성된 행성파는 조건이 맞으면 성층권까지 전파되어 성층권 순환에도 영향을 미칠 수 있습니다. 행성파는 고정된 지형(산맥)이나 해륙 분포처럼 움직이지 않는 강제력에 의해 만들어지는 정상파와, 시간에 따라 위치가 이동하는 이동성 파동으로 나누어 다루어지며, 두 성분이 중첩되어 실제 관측되는 물결 패턴을 만듭니다. 차니-드레이진(Charney–Drazin) 기준에 따르면 정상 행성파는 편서풍이 불되 파수에 따라 정해지는 임계 풍속보다 약할 때만 성층권으로 연직 전파할 수 있어, 겨울철에는 주로 파수 1~2의 긴 파동만 성층권에 도달하고 동풍이 부는 여름 성층권으로는 전파되지 못한다는 이론적 결과가 잘 알려져 있습니다.
주의할 점
행성파는 일반적인 중력파나 음파와는 발생 원리가 전혀 다른, 지구 자전 효과에서 비롯된 파동이라는 점을 혼동하지 않아야 합니다. 규모와 시간 스케일도 이러한 파동들과 크게 다릅니다.