온도풍 (Thermal Wind)
쉽게 풀면
실제로 바람이 부는 실체라기보다는, 하층의 지균풍과 상층의 지균풍이 서로 얼마나, 어느 방향으로 다른지를 나타내는 "차이" 개념입니다. 이 차이는 그 층에 놓인 수평적인 기온 분포와 직접 연결되어 있습니다. 예를 들어 남쪽이 따뜻하고 북쪽이 찬 지역에서는 고도가 높아질수록 서풍이 강해지는 온도풍 관계가 성립합니다. 제트기류가 왜 특정 위도대에서 강하게 나타나는지를 설명할 때 자주 쓰입니다. 북반구에서는 따뜻한 공기를 오른쪽에, 찬 공기를 왼쪽에 두는 방향으로 온도풍이 분다는 경험 법칙이 널리 쓰이며, 이를 이용하면 바람 방향 변화만 보고도 이류의 종류를 가늠할 수 있습니다.
왜 중요한가
온도풍은 수평 기온 분포와 연직 바람 시어(shear)를 직접 연결해 주는 관계식이어서, 제트기류의 위치와 강도, 한랭·온난 이류 진단, 전선대 분석 등 대기역학의 여러 진단 기법에서 핵심적으로 활용됩니다.
논문에서는 이렇게 쓰입니다
기온 경도로부터 고도에 따른 바람 변화를 계산해 제트기류를 분석한 예입니다.
온도풍 관계를 기준으로 삼아 이류(공기가 이동하며 성질을 옮기는 현상)를 진단한 사례입니다.
조금 더 깊게 보면
온도풍은 정역학 평형과 지균 균형을 함께 가정했을 때 유도되는 관계식으로, 두 기압면 사이의 층후(두께)가 그 층의 평균 기온을 반영한다는 점을 이용합니다. 온도풍 방향과 실제 바람 방향의 관계를 통해 한랭이류인지 온난이류인지도 판별할 수 있습니다. 고도가 높아질수록 지균풍이 시계 방향으로 회전하면 온난이류, 반시계 방향으로 회전하면 한랭이류가 진행 중이라고 해석하는 것이 온도풍 개념을 실무에 적용하는 대표적인 방식입니다. 온도풍 관계는 두 등압면 사이의 층 두께(층후)가 그 층의 평균 기온에 비례한다는 정역학적 성질에서 비롯되며, 이 때문에 층후 분포도를 그리는 것만으로도 대략적인 온도풍의 방향과 크기를 가늠할 수 있습니다.
주의할 점
온도풍은 실제로 부는 바람이 아니라 두 고도의 지균풍 차이를 나타내는 벡터라는 점에 유의해야 합니다. 지균풍 자체와 혼동하지 않도록 주의가 필요합니다. 온도풍 관계는 정역학 평형이 성립한다는 가정 위에 성립하므로, 강한 대류나 급격한 연직 가속이 있는 상황에서는 이 근사가 잘 들어맞지 않을 수 있습니다.