호수 효과(Lake Effect), 해기차(海氣差)
해기차(海氣差)는 해수면 온도와 대기 온도의 차이라는 뜻으로, 넓은 의미로는 겨울철 찬 대륙고기압(cP)이 확장하면서 웨스터리(Westerly)에 의해 해상에서 대류운이 발생하여 한반도에 강설을 일으키는 일종의 호수 효과(Lake Effect) 현상을 뜻한다. 이러한 해기차에 의한 강설은 일반적으로 한반도 대설 6종 모델에서 "서해안형"과 "동해안형"으로 구분한다.
기본 메커니즘
겨울철 시베리아 대륙 고기압에 동반된 차고 건조한 공기가 상대적으로 따뜻한 해수면 위를 지나가게 되면 열과 수증기를 공급받게 되면서, 하층 대기가 불안정지며 대류운이 발달하여 육상으로 유입되면서 강설이 나타나게 된다. 해수면 위를 긴 시간 이동할수록 해수면 부근의 대기는 더욱 온난 습윤해지고, 하층 대기는 더욱 불안정해진다. 따라서 수온이 높고 유입되는 공기가 차가워 그 온도차이(=해기차)가 클수록 하층 대기로의 열 공급은 더욱 커지며, 해상을 길게 이동할수록 많은 수증기 공급이 일어난다. 또한 하층의 강한 바람은 대기를 혼합시켜 열과 수증기 공급을 더욱 활발하게 해 불안정한 대기를 형성한다. 이런 일련의 과정들이 복합적으로 어우러져 대류운을 발달시켜 강설로 이어지게 된다.
호수 효과에서 해수면 위를 이동하는 '취주거리(fetch)'의 최소 임계값은 80km이며, 일반적으로 160km 이상의 취주거리를 가져야 강설이 발생한다고 알려져 있다. 취주거리가 길수록 더욱 많은 열과 수증기를 공급받아 강한 대류운이 발달한다.
서해안형
한대제트 북쪽의 차가운 기단 내에서 시베리아 고기압이 확장할 때 해기차에 의해 서해상에서 발달한 적운열 형태의 구름대가 서해안으로 유입되면서 눈을 내리게 하는 대설 유형이다.
우리나라에서 10cm 이상의 대설이 나타나는 서해안형 강설 유형은 크게 세 가지 정도로 분류할 수 있다.
저기압성 기압계에서 상층을 지나는 기압골의 영향을 받는 상층 기압골형(내륙형), 순수 고기압성 기압계(호수효과)에서 850hPa 강풍대와 온도골의 위치에 따라 지형 수렴형(산맥형)과 육풍 수렴형(해안형)이다.
상층 기압골형(내륙형)은 말 그대로 상층의 강제력을 동반한 경우로 순수 호수효과에 의한 생긴 구름대와는 다르게 상층의 기압골 영향으로 기류가 수렴하면서 대상수렴운이 발달한다. 이러한 유형에서는 수렴에 의한 상승운동이 더해져 대류운이 폭발적으로 발달하고, 상층의 강제력까지 더해지면서 쉽게 10cm 이상의 적설로 이어질 수 있다. 특히 기압골의 영향을 받게 되므로 풍계가 서풍이 가깝게 눕게 되면서 눈 구름대가 내륙까지 쉽게 유입되기 때문에 내륙까지 많은 양의 적설이 나타날 수 있는 대표적인 대설 유형이라 할 수 있다. 순수 호수효과에 의한 강설은 아니지만, 상층 기압골 대설 유형의 경우 한기가 두 차례 이상으로 영향을 주기 때문에 기본적으로 강수 시간도 길고, 상층의 찬 공기 영향으로 700hPa 해기차도 크며, 하층의 수렴, 상층의 강제력까지 대설이 발생하기 매우 유리한 조건이라고 할 수 있다. 이 유형이 역대 기상관측 이래 호남지방을 크게 강타했던 2005년 12월 4일, 21일에 발생한 해기차가 대표적이다.
다음으로 지형 수렴형(산맥형)과 육풍 수렴형(해안형)은 강풍대와 온도골의 위치에 따라 구분할 수 있다.
만약 강풍대와 온도골이 서해상에 위치한다면 지형 수렴형(산맥형)으로, 간단하게 강한 한랭이류로 전라서해안으로 북서풍이 강하게 유입될 경우 노령산맥에 의한 산악 강제상승 효과(지형 수렴)로 인해 산맥 풍상측(정읍, 고창, 부안, 영광)에 많은 양의 적설이 기록된다. 지형 수렴형(산맥형)은 서해안형 강설을 전반기와 후반기로 나누어 보았을 때, 시베리아 고기압이 강하게 확장하면서 서해상으로 한랭이류가 강한 전반기에 주로 나타나 한랭이류형 강설이라고도 한다.
그런데 시간이 지나 후반기가 되면 서해상까지 남하한 시베리아 고기압이 이동성 고기압으로 점차 변질되기 시작하면서 바람은 점차 약해지고 상대적으로 육지보다 따뜻한 서해상은 더이상 차가워지지 못하고 다시 따뜻해지기 시작하는데, 그러면 서해상으로는 온도능이 발달하면서 서해안으로는 한랭이류가 더욱 약화되는 가운데 반대로 육지에서는 그동안 이류됐던 한기가 축적되고 바람도 약해지면서 야간의 경우는 복사냉각 효과까지 더해져 서해상에 비해 기온이 크게 하강하여 서해상과 반대로 온도골이 깊어진다. 그러면 육지에는 국지고기압이 형성되고, 고기압의 가장자리로 육풍 성분인 북동풍이 서해안으로 불게 되면서 종관풍인 북서풍과의 수렴대가 발생한다. 바로 이 수렴대의 영향으로 많은 눈이 내리는 경우가 육풍 수렴형(해안형)이다. 이 수렴대의 위치가 서해안으로 자리 잡는 경우가 빈번해 서해안에 10cm 이상의 적설이 나타나게 되며, 경우에 따라서는 육풍이 너무 강해 수렴대가 해상으로 밀려나 오히려 적설이 기록되지 못하는 사례도 나타난다.
분석 가이던스
서해안형 해기차는 주로 850hPa 해기차와 700hPa 해기차로 분석한다. 850hPa 해기차는 주로 강수 유무를, 700hPa 해기차는 주로 강수 강도 및 대설 가능성을 판단할 수 있다.
850hPa 해기차가 15℃ 이상이라면 강수가 발생하며, 17℃ 이상일 때 대설 발생 가능성이 생긴다. 하지만 적설에 대해서는 850hPa 해기차뿐만 아니라 풍속, 풍향 등 여러 요소들을 복합적으로 고려해야 하는데, 강수 강도는 850hPa 해기차보다는 700hPa 해기차에서 상관관계를 보이는 경향이 있다. 기상청 통계에 따르면 700hPa 해기차가 20℃ 이하인 경우 3시간 최심적설은 2cm 이상 기록되기 어려웠고, 700hPa 해기차가 높을수록 대설 가능성이 높아졌다.
풍속은 850hPa에서 20노트(=10m/s) 이상일 때 강설 발생 가능성이 높아지며, 일반적으로 850hPa 풍속이 강할수록 많은 적설이 기록된다. 도서 지역인 흑산도에서 해안지역인 목포, 내륙지역인 광주광역시까지 적설이 쉽게 기록되기 위해서는 더 강한 풍속이 필요하다.
풍향은 850hPa에서 서해안은 340° 이하, 내륙은 330° 이하일 때 강설 발생 가능성이 높으며, 풍향이 서풍에 가까울수록 적설이 늘어나는 경향을 보인다. 일반적으로 풍향이 서풍에 가까울수록 많은 양의 적설이 관측되며, 강수지역도 내륙으로 확대되는 경향이 있다. 또한 풍향이 서풍보다 북풍계열에 가깝다면 강수지역은 서해안으로 국한되며, 내륙은 해상에서 발달한 눈구름대의 영향을 잘 받지 않는다.
서해안형 강설은 중층 역전층의 영향으로 주로 하층 구름대가 발달해 영향을 주는 강설 유형이다. 즉 구름이 연직적으로 높게 발달하지 못하므로 상대적으로 많은 양의 강설을 기대하기는 어려운 것을 알 수 있다. 특히 서해는 동해에 비해 수심이 얕고, 난류의 개입도 적으며 상대적으로 건조하므로 서해안형 강설은 주로 건설형태로 나타나므로, 동해안형 수준의 폭설이 내리기는 힘들다. 실제로 사례들을 살펴보면 전형적인 강설 유형에서는 심각한 대설을 잘 나타나지 않고, 호수 효과에 의한 강설이 대설로 이어지기 위해서는 반드시 수렴이 동반돼야 하는 것으로 알려저 있다.
서해안에서 해기차는 겨울 날씨, 더 나아가 수자원과 대기 환경을 좌우하는 상당히 중요한 요소이다. 해기차가 크면 폭설이 오지만, 그렇지 않으면 가뭄을 겪기 때문이다. 특히 정월 무렵에 해기차로 서해안 주변에 폭설이 내리면 서설(瑞雪)이라 하여 길한 징조로 보았다. 이때 쌓여서 얼음이 된 눈이 봄에 천천히 녹으면서 물이 흐르기 시작하고, 이에 따라 봄철 가뭄을 해결해주는 효과가 있다.
동해안형
동해안지역은 서해안에 비해 더 복잡한 메커니즘을 보이는데 서해보다 훨신 넓고 수온이 높으며 한반도 북부의 백두산으로 인하여 기류의 변화가 매우 복잡하기 때문이다. 겨울철 동해안에는 눈을 내리게 하는 전형적인 구름 시스템이 발달하는데 한기가 불어오는 방향과 평행한 것과 직교하는 것이 있다. 바람의 방향과 나란한 운열을 평행형 구름줄(Longitudinal-mode bands) 바람의 방향과 수직한 운열을 직교형 구름줄(Transverse-mode bands)이라고 한다. 또 개마고원, 함경산맥, 백두산 등을 포함하는 고산 지대인 북쪽 산맥군으로 북서 계열의 기류가 유입되면서, 지형에 의해 기류가 둘로 분리된다. 그리고 이 두 기류는 동해상의 풍하측에서 합류하며 수렴역이 형성되고 대류운이 강하게 발달하게 되어 띠 모양의 대상수렴운이 발생하는데 이를 동해 한대 기단 수렴대라 한다. 통상적으로 이 구름대는 일본 동해 연안 지역과 울릉도에 폭설을 내리게 하고 동풍류가 동해안으로 유입되면 한반도 동해안에도 폭설을 내리게 한다. 이로 인해 발생하는 폭설의 강도는 세계 최고 수준으로, 일본 서해안 지역은 전세계에서 눈이 가장 많이 내리는 지역이다.
동해안형은 쓰시마 난류로 인해 서해안형보다 해기차가 더 크며, 눈구름도 연직으로 더 높게 발달해 다량의 습기를 머금은 습설의 형태로 내린다. 여기에 태백산맥의 지형적인 영향까지 결합하여 서해안형보다 훨신 강한 대설을 일으킨다. 특기할 점은, 겨울철에 해기차의 영향으로 동한만 지역에 저기압이 발달하고, 상층골이 들어올때 더 강화되므로 이곳에 저기압성 순환에 의해 오히려 기압골이 들어올 때 동해안 지역은 풍하 측에 위치하여 맑은 경우가 많다. 이후 고기압이 들어오더라도 주로 북풍이나 북서풍으로 불기 때문에 동해안 지역엔 큰 영향이 없다. 동해안에 많은 눈이 내리는건 오히려 2월 중순 이후, 동한만에 고기압이 자리잡아 강원도 동해안에 끊임없이 동풍이 불어닥칠 시기이다.
해기차와 관련된 지역
강원영동
"동해안형"은 북고남저형의 기압배치에서 개마고원을 우회하여 동해안으로 불어들어오는 북동기류의 영향으로 동해안과 강원영동지역에 대설을 발생시키는 유형이다. 2011년 동해안 폭설 사태와 2014년 동해안 폭설 사태에서 보듯 한반도에서 가장 많은 눈을 내리게 하는 유형이며 장기간에 걸쳐 1m 가량의 매우 많은 눈이 내리기도 한다.
흔히 얘기하는 해기차 사례에서 발생빈도는 서해안형에 비해 적으나 한번 발생하면 서해안형보다도 장기간 매우 강한 폭설로 연결되는 경우가 있다. 이는 강원 영동의 지형적인 강제상승효과와 더불어 대상대류운이라는 한여름 소나기 구름과 같이 위아래로 높게 발달되는 적란운으로 발달하기 때문이다.
울릉도
나리분지폭설
울릉도는 충청, 호남과 마찬가지로 겨울철 북서기류가 불어올 때 동해를 지나면서 발생한 해기차 구름대로 인해 많은 눈이 내린다. 강원영동과 가까운 위치이지만 울릉도는 북동기류 유입 시에는 많은 눈이 내리기 힘드며 대부분이 북서기류에 의한 눈이다. 때문에 울릉도에서 폭설은 보통 대륙고기압이 한반도로 급격히 확장하면서 강력한 한파가 찾아오는 상황에서 자주 발생한다. 예시로 전국적으로 엄청나게 추웠던 겨울로 유명한 2010~2011년 겨울의 울릉도 공식 신적설 총합은 503.7cm로 보통 200~300cm를 기록했던 다른 겨울 시즌을 압도했다.
강설 양상은 북서기류 유입 시 폭설이 찾아오는 일본 서해안, 홋카이도와 제일 비슷하다고 할 수 있으며, 실제로 울릉도는 북서기류가 동해를 지나 일본에 도달하는 길목에 위치하기 때문에 일본 서해안과 비슷한 시기에 폭설이 내리는 경우가 대다수다.
전라도, 충청도, 제주도
겨울철 시베리아 대륙 고기압이 강하게 확장하면 시베리아~중국 북부로부터 북서풍이 불어오는데, 이 북서풍이 발해만에서부터 해기차 대류운이 발생하고 서해를 거쳐가면서 점점 강수가 발달해 서해안지역에 눈이 내린다. 서해는 동해에 비해 상대적으로 수심이 얕고 면적이 좁으며, 비열 차이에 의해 겨울철 수온도 동해보다 더 낮기 때문에 서해안에서는 동해안이나 울릉도 처럼 내렸다하면 1m 이상 쌓이는 매우 극단적인 폭설 현상이 일어나기가 사실상 불가능하다.
그러나 해기차의 강도가 심하면 30cm가 넘는 눈이 내리기도 하며, 2000년대에 들어서부터 기후변화의 영향인지는 몰라도 폭설의 여파를 자주 맞는 곳이기도 하다. 특히 2005년 12월 4일, 21일과 2022년 12월 22~23일에는 전라도를 크게 강타하여 상당히 극단적인 사례를 보여줬으며, 2005년 12월에는 전라도를 중심으로 약 20일에 가까운 기간 동안 눈이 쏟아졌다. 하지만 이런 사례는 보기 매우 드문 사례다. 특히 2005년 12월 4일, 21일의 해기차는 매우 부드럽고 완벽한 서북서풍을 타고 오는 적운열의 정석을 보여주는 위성 영상을 확인할 수 있다. 4일 위성, 21일 위성
주요 적설 구역은 대한민국의 서해안과 내륙으로, 주 무대는 전라도 전역과 제주산지이며, 그 다음은 충남 서해안, 충남 내륙(천안, 대전, 세종), 제주 평지 및 해안가, 백령도 부근, 경기 남부 서해안 순이다. 이 유형에서는 중국의 산둥성 역시 적설 구역에 드는데, 서해를 얼마 지나지 않은 상태에서 눈을 뿌리므로 그리 많은 눈이 내리지는 않고 약하게 눈이 계속해서 내린다. 또한 강하게 발달할 시 서해를 완전히 가로지른 눈구름이 제주도에도 눈을 뿌리는데, 한라산에는 쉽게 1m 이상의 적설이 나타나며 해안에서도 기온이 낮을 시에는 제주 동부와 북부에 많은 눈이 쌓인다. 2016년 한파 및 폭설 사태 및 2017-2018년 한파 및 폭설 사태의 경우 당시 막강한 북극한파의 영향으로 제주도의 기온이 평년보다 낮아 해안 지방까지 강수형태가 주로 눈으로 나타나며 매우 많은 눈이 내렸다.
이 유형으로 보통 제일 많은 눈이 내리는 지역은 정읍, 고창, 부안, 영광, 목포, 광주광역시, 장성, 순창, 함평 등 전라서해안과 호남평야 지역으로, 매 겨울에 한파가 찾아올 때마다 폭설 소식이 한 번씩은 들려온다. 원인은 전라 동부를 가로지르는 노령산맥의 영향으로, 서해에서 북서풍을 타고 유입된 눈구름대가 노령산맥에 막혀 북서쪽에 위치한 호남평야에 가장 많은 눈을 뿌리기 때문이다.
충남 서해안도 경우에 따라 많은 양의 적설이 기록되며, 경기만에서 충남북부 내륙 쪽으로 이어지는 '아산만'의 지형적인 효과로 인해 발달한 눈구름대의 영향으로 대설이 발생하기도 한다. 경기만에서 아산만까지 취주거리가 강설이 발생할 수 있을 만큼 충분히 길고, 지형적 영향에 의한 국지적 수렴효과도 나타나기 때문에 경우에 따라서는 레이더 에코상 짙은 초록색(3~5mm/h)에 육박하는 매우 강한 눈구름이 발달하기도 한다. 실제로 2016년 북극한파 때 천안 서쪽, 아산 등지에 15cm가 훌쩍 넘는 눈이 내리기도 했다. 특히 아산만에서 발생하는 눈구름대는 미규모 이하의 매우 국지적인 대류현상으로 이루어졌다 보니, 종종 레이더상으로도 탐지가 불가능하며 서해상 눈구름대와 다른 경향을 보이기도 하고, 고해상도의 예측모델에서도 거의 모의되지 않는다. 내륙으로 들어설수록 풍향도 내륙 쪽으로 꺾이는 편이라 천안, 아산 쪽이 직접적인 아산만에서 발생한 눈구름대의 영향을 받는다.
그외에도 2019년 2월에 천안에 아산만에서 발달한 눈구름이 기습폭설을 내려 천안시민들이 기상청에 욕을 한사발 하는 풍경도 벌어지는 등 이따금씩 아산만 효과가 상당히 강하게 발달하는것을 목격할수 있다. 2018년 12월에도 레이더에 에코가 없었음에도 불구하고 오전 동안 8.4cm의 눈이 내리며 대설특보가 발효되기도 했다.
이러한 아산만에 의한 눈에 대해 아직 기상청에서는 공식적으로 설명한 적은 없으나, 종종 날씨해설문에서 아산만에 의한 눈구름대의 영향을 받는다는 멘트를 심심찮게 볼 수 있고, 최근에도 기상청 유튜브나 날씨정보문에서 종종 아산만을 통한 지형적 영향 혹은 아산만을 타고 눈구름이 온다는 설명을 들을 수 있다.
2020년~2021년 겨울에도 아산만 효과가 여럿 관측되었으며, 이로 인해 12월 30일 오전에는 청주, 세종 전의면 등에 5~10cm의 많은 눈이 내렸고, 2월 17~18일에도 아산만 효과로 대전에 3cm, 세종, 천안 등에 1cm 안팎의 눈이 내렸다.
2022년 12월 23일에도 경기만에서 아산만으로 흘러들어오는 아산, 천안, 청주, 세종시 전의면 근방에 종일 많은 눈이 내렸고, 특히 천안의 경우 오후부터 아산만 부근을 시작으로 장마전선처럼 수렴대가 한곳에 정체하며 시간당 3~4cm의 눈폭탄을 쏟아부었고, 거의 20cm에 달하는 눈폭탄과 동시에 대설경보가 발효되기도 하였다.
간혹 서울 등 수도권에서도 해기차에 의한 눈구름대의 영향을 받는다. 수도권에 해기차에 의한 강수가 발생하려면 경기만으로 서풍이 강하게 불어야 되는데, 이러한 조건이 충족되는 경우는 많지 않다. 해기차를 발생시키는 풍향이 보통 북서풍이고, 풍향이 서풍인 경우는 기압골의 영향을 받는 강수 초반이거나 이미 대륙고기압의 변질이 끝나 서해상의 대류운이 약화되면서 해기차에 의한 강설이 종료되는 강수 후반이기 때문.
하지만 가끔 이러한 서풍계열의 바람이 부는 조건이 만족되면 해기차에 의해 만들어진 구름대가 서울과 경기남부로 유입되기도 하는데, 주로 상층에 강한 절리저기압이 지나는 가운데 하층에서도 저기압성 흐름(약한 기압골)이 발달하면서 풍향이 서풍에 가깝게 눕는 경우이다. 순수 해기차의 영향이라고 보기는 어렵지만, 이 경우 기압골과 함께 상층의 강제력을 동반하기 때문에 강수강도가 강한 편이며 하층의 풍속이 충분히 강하다면 동쪽지방을 제외한 전국 대부분의 지역에서 강설이 가능하다. 2015.12.03, 2018.01.10, 2020.02.17, 2024.11.27. 정도의 사례가 있다.
다만, 북서풍이 불 때도 해기차가 크고 하층의 풍속이 강하다면 백령도 근처와 충청도와 가까운 인천광역시 도서 지역 및 경기도 남부 해안 지역은 눈구름대의 영향을 받을 때도 있다.
이외에도 해기차에 의해서 만들어진 눈구름대가 약화되며 더이상 육상에 접안하지 못하고 해상으로 빠져나가는 서해안형 강설의 후반기에, 이미 변질이 끝난 대륙고기압에서 비교적 온난한 서풍이 유입되기 시작하면서 북풍계열과 서풍계열의 이류가 서해상에서 서로 수렴하며 발달한 눈구름대가 발해만 부근에서 접근하는 기압골을 타고 경기만으로 유입되는 경우 서울과 경기남부에 대설이 가능하나, 이것은 해기차에 의한 강설이 아닌 '온난이류에 의한 강설'로 구분하고 있다. 이 유형에서 단순 온난이류보다 기압골에 의한 강수요인이 더 크다면 발해만 기압골, 기압골 후면에 더 강한 한기와 함께 지상부근에 약한 중규모 저기압을 동반한다면 대설 6종 모델 중 '발해만 저기압형'으로 분류할 수 있다.
특이사례로 장파골이 한반도 서쪽에서 사행하는 경우 경기남부에 해기차 폭설이 쏟아지기도 한다. 2009년 1월 24일 평택 일원에 30cm에 육박하는 폭설이 왔다. 그리고 인접한 충남 당진에 최대 50cm의 눈이 왔다는 뉴스도 있다. 경기 남부·전북 대설주의보 해제
경상도에서도 가끔 (또는 아주 가끔) 해기차에 의한 눈구름대의 영향을 받기도 한다. 이런 경우 순수 해기차에 의한 강설보다는 하층에 약한 기압골의 지원을 받는 등 모종의 이유로 내륙에서 약간의 강제력이 작용하는 경우이다. 이러한 경우에는 이 지역들도 눈이 약하게 단속하거나 약간의 적설이 나타나기도 한다. 2018.01.10이 대표적인 사례이며 부산에 0.7cm 적설을 기록하였다.
위에서도 서술되어있으나, 천안, 아산 등 충남북부내륙 쪽은 아산만에서 만들어지는 해기차의 영향을 추가로 받기도 한다.
일본 북서해안 및 홋카이도
시베리아에서 불어오는 북서풍이 일본으로 향하면서 수온이 높고 수심이 깊은 동해를 지나면서 강력한 눈구름이 발달한다. 동해를 완전히 가로질러 오므로 울릉도보다 강설 강도가 훨씬 더 강하며, 호쿠리쿠 지역과 도호쿠 서부, 홋카이도에는 한국에서는 상상도 못할 폭설이 쏟아진다. 한국에서 대폭설로 취급하는 30~50cm 눈은 기본적이며, 1m를 넘는 일도 연례행사처럼 있다.
2016년 1월에는 일본 전역에 폭설이 내렸는데, 눈을 수십년에 한번 볼까 말까 한 큐슈에 폭설이 쏟아지고 오키나와에서 눈이 관측될 정도였다. 이러니 동해 측에 면한 아오모리현에서는 정말로 대폭설이 쏟아졌다.
매년 연강설량이 미터 단위를 찍는 엄청난 눈이 쏟아지며, 오대호 근교와 함께 세계적 다설지로 이름을 날리고 있는 지역이다.
오대호 근교
북아메리카 오대호에서 발생한 해기차. 대류운이 오대호를 완전히 뒤덮은 것을 볼 수 있다.
오대호는 호수임에도 불구하고 매우 넓어 해기차가 발생할 조건이 충분하다. 정확히는 Lake Effect(호수 효과)라고 불리는데, 해기차와 매커니즘은 똑같고 단지 발생 장소가 바다가 아닌 호수일 뿐이다. 여기도 캐나다 내륙에서 차가운 북서풍이 불어올 시에 해기차 대류운이 형성되어, 우리나라와는 비교가 안 되는 막대한 양의 눈을 주변 지역에 뿌린다. 주로 슈피리어(Lake Superior) 남안, 버팔로가 있는 이리 호(Lake Erie) 동안/남안 지역에 제일 많은 눈이 오는데, 일본 서해안과 더불어 세계적인 다설지로 유명하다.
그레이트솔트 호
앞서 서술한 오대호와 같은 크고 깊은 호수에서만 호수효과가 발생하는 것은 아니다. 솔트레이크 시티 북서쪽에 위치한 그레이트솔트 호는 최저 수심이 겨우 14m에 그칠 정도로 얕고 작은 호수이지만 호수의 높은 수온과 남동쪽에 위치한 산지로 인해 일어나는 지형적 효과로 인해 호수효과가 자주 일어나는 대표적인 환경 중 하나다. 솔트레이크시티의 연 강수량 중 10%는 호수효과에 의한 것으로 보여지며, 겨울철 눈 뿐만 아니라 여름철 강수에도 영향을 끼친다.
다만 최근 호수 면적이 잦은 가뭄과 증가한 물 소비로 인해 계속해서 작아지고 있다는 보고가 나오고 있고, 이것이 호수효과에 어떤 영향을 미칠 지 역시도 주목해볼만한 부분이 될 것으로 보인다.
카스피해 남부 해안
위에 서술한 오대호와 유사한 환경이다. 주로 북풍, 북동풍이 불어올 때 카스피해를 지나며 해기차 구름대가 형성되어 이란, 아제르바이잔 해안과 엘부르즈 산맥에 영향을 준다. 길란 주(Gilan) 라슈트(Rasht)를 비롯한 이란 북부 해안지역은 이 해기차로 인해 겨울철이 상당히 습한 편이며, 이란 내 다른 지역들에 비해 강수량이 상대적으로 많다. 겨울철 북풍이 강하게 불어올 시에는 해기차 구름대가 엘부르즈 산맥을 넘어 수도 테헤란까지 영향을 주며 많은 눈이 내리는데, 이란 내에서의 많은 대설 사례가 이 유형에 해당한다. 더군다나 엘부르즈 산맥의 지형효과로 인해 북부 해안을 중심으로 적설량이 더 가중되면서 막대한 피해를 입기도 한다. 비유하자면 태백산맥의 지형효과를 받는 우리나라의 강원영동 지역과 비슷하다.
2014년 2월에는 이란 북부 해안의 길란, 마잔다란 주를 중심으로 2m에 가까운 폭설이 쏟아지기도 했고, 2018년 1월 말에는 테헤란에 40cm의 폭설이 쏟아지며 큰 피해를 입기도 했다.
주요 서해안형 대설 사례
전라도, 충남서해안 지방으로 최대 20cm 이상의 폭설을 기록한 주요 사례에 대해 기록하였다.
적설단위는 cm이며, 연두색으로 칠해진 지점은 기상청 종관기상관측장비(ASOS)로, 관측값이 목측인 경우 공식적인 기후값으로 활용된다. 흰색으로 칠해진 지점은 기상청 방재기상관측장비(AWS)로, CCTV나 적설계로 관측된 값이다. 그리고 밝은 회색으로 칠해진 지점은 과거 기상청에서 적설관측을 위탁했던 관측지점이거나 현재 기상청과 적설관측자료를 공동 활용하는 유관기관(지자체)의 적설계 관측값이다.
일최심신적설 : 하루중 새로 내려 쌓인 눈의 최대 깊이
기간최심신적설 : 일정 기간동안 새로 내려 쌓인 눈의 최대 깊이
최심적설 : 눈이 쌓인 기간에 관계없이 원래 쌓여있던 눈을 포함하여 지면에 쌓인 눈의 최대 깊이
흑조현상, 호수효과
호수효과란, 말 그래도 호수에서 어떠한 효과로 인해 기상현상이 발생하는 것입니다.
겨울이 되면 우리나라를 기준으로 시베리아에서 강력한 cP라고 불리는 대륙성 한대기단(시베리아 기단)이 남하합니다. cP가 남하하면서 한기가 유입되어 우리나라와 일본, 중국은 혹한의 겨울 시즌을 맞이하게 됩니다.
여기서 중국 내륙으로 오면 그냥 춥고 건조한 것으로 끝이나지만, 우리나라는 삼면이 바다로 된 반도국가입니다. 그러면 얘기가 달라집니다.
바다는 물이기 때문에 육지에 대해 비열이 큽니다. 그래서 앞에서 해륙풍에 대해서 배웠듯이 더운날 천천히 데워지고 반대로 천천히 식습니다.
이 정의를 이번에 배우는 호수효과에 대입해보겠습니다.
북쪽에서 한기가 남하합니다. 그러면 일단 몽골과 중국북부의 대륙은 아주 춥고 습도가 낮아 건조해집니다. 반면 바닷물은 아직 얼지않고 따뜻합니다.
찬공기가 멈추지 않고 계속 남하하면서 마침내 서해상에 이르게되는데, 여기서 찬 바람과 따뜻한 해수온이 만나게 됩니다. 이 둘의 온도차가 형성되어 잠열이 방출되면서 서해상에 눈구름이 형성되는데 이 눈구름이 바람을 타고 흘러가다가 풍하측 내륙으로 눈구름이 도달하면서 그 지역에 폭설이 내리게 됩니다.
우리나라의 예로는 서산등의 충청남도와 전라도입니다. 그리고 중국에서는 뤼순과 대련서부, 특히 웨이하이와 옌타이가 대표적입니다.
근데 여기서 의문이 생깁니다. 서해바다는 호수가 아니라 바다인데 왜 바다효과가 아니라 호수효과일까?
이 이유는 그 용어가 먼저 정의된 곳이 미국이기 때문입니다.
미국에서도 우리나라와 마찬가지로 오대호라는 큰 호수들이 있습니다. 폴라볼텍스라고 불리는 한기가 남하하면서 오대호를 지날 때 해기차가 발생하면서 풍하측에 많은 눈을 내리게 합니다. 그 지역이 미국 버펄로 주이지요. 많이 오면 2m는 그냥 넘긴다고 합니다.
근데 우리나라의 경우 전라도와 충청도에 주 타켓을 주다가 어느날 한기 남하가 멈추고 서풍계열의 바람이 불면 그 구름이 그대로 서울로 유입이 되어 서울에도 많은 눈이 내립니다. 작년 12월3일이 대표적인 예입니다. 대련은 2014년 12월2일입니다.
근데 그 구름은 결코 부산으로 오지 않습니다. 그 이유는 호수효과에 의해 형성된 구름은 대류운이라고 불리는데 태풍과 동일하게 바다의 수증기의 응결열(잠열) 때문에 생긴것입니다. 우리나라 한반도로 들어오면 수증기가 없어 잠열이 없기 때문에 소산되는 것입니다. 그래서 서울의 경우에서도 대류운이 북한 옹진반도를 지나면 사라져서 서울도 그냥 맑은 이유입니다
What Is Lake Effect Snow?
Snow piled high in a parking lot after a lake effect snow storm in Buffalo
It was the early morning hours in Buffalo, New York. Trouble was brewing. Temperatures had plummeted and strong squalls began to blow across neighboring Lake Erie. Even though it was October, snow was falling faster than an inch per hour by the next afternoon.
The storm, called the “October Surprise” by locals, caught the Buffalo area off-guard. In a very short period of time, up to 27 inches of heavy snow fell. The snow damaged trees and power lines, shutting down electricity and blocking roads.
This storm was the result of a phenomenon called “lake effect snow.” It’s one of the main reasons why areas near big lakes, like the Great Lakes, get such remarkable snowstorms. Such storms usually occur between November and February, not October. It just so happened that all of the ingredients for lake effect snow came together in a remarkable way that October.
Heavy lake effect snow downs trees and blocks roads during Buffalo, New York's "October Surprise." Credit: DragonFire1024 via Wikimedia Commons.
Lake effect snow forms when cold air passes over the warmer waters of a lake. Water holds on to heat more than air. As a result, below freezing air often passes over much warmer water. This causes some lake water to evaporate into the air and warm it. This warmer, wetter air rises and cools as it moves away from the lake. When it cools, it dumps all that moisture on the ground. If it’s cold enough, that moisture becomes snow.
If the winds and temperatures are right, the air acts like a big sponge that sops up water from the lake and wrings it out on land. The direction of the wind is important—if the wind is blowing in a direction that covers more of the lake, the air will take in more water. The greater the temperature difference the more water the air will take in.
GOES-13 satellite animation showing bands of lake effect snow forming over the Great Lakes moving west to east on November 18th, 2014. Credit: NOAA and the Cooperative Institute for Meteorological Satellite Studies (CIMSS).
All that water picked up from the lake normally travels no further than about 25 miles away before falling, but it can sometimes travel as far as 100 miles away! That moisture can make for a whole lot of snow. Luckily for people living near large lakes, lake effect snow generally slows down around February. That’s when the lakes freeze over, making it impossible for the air to steal moisture away from the lake.
Not surprisingly, Buffalo is one of the snowiest cities in the country. Conditions are frequently right for lake effect snow. To many who live there, massive snowstorms are a regular part of life. But don’t think you could get more snow days by moving to an area that experiences lake effect snow. People there are well trained in snow removal!