지구과학 ① 5-2. 전선의 종류(한랭전선, 온난전선, 폐색전선, 정체전선)

▎지구과학 ① 5-2. 전선의 종류(한랭전선, 온난전선, 폐색전선, 정체전선)

 

◈ 기단과 날씨

 

1. 전선
기온과 습도 등의 성질이 다른 두 공기 덩어리가 만나서 생기는 경계면을 ‘전선면’이라 하고, 전선면이 지표면과 만나는 선을 ‘전선’이라고 한다. 전선면은 보통 찬 공기 쪽으로 기울어진다. 또, 전선면에서는 따뜻한 기단이 전선면을 따라 찬 기단 위로 상승하면서 구름을 만들기 때문에 날씨가 흐리고 비를 내리는 경우가 많으며, 상승 기류가 강할수록 두꺼운 구름이 만들어 진다.

 

 

① 한랭 전선
찬 공기가 따뜻한 공기 쪽으로 이동하여 찬 공기가 따뜻한 공기 밑으로 파고들면서 따뜻한 공기를 밀어 올릴 때 생기는 전선을 한랭 전선이라고 한다.

② 온난 전선
따뜻한 공기가 찬 공기 쪽으로 이동하여 따뜻한 공기가 찬 공기를 타고 올라 갈 때 생기는 전선을 온난 전선이라고 한다.

 

 

 

 

 

 

 

③ 폐색 전선
한랭 전선이 온난 전선보다 이동 속도가 빠르므로 두 전선이 만나 겹쳐진 전선을
‘폐색 전선’이라고 한다.

 

④ 정체 전선
두 기단의 세력이 비슷하여 한 곳에 오랫동안 머물러 있을 때 생기는 전선을 ‘정체 전선’이라 한다.  우리나라의 초여름에 나타나는 장마 전선은 정체 전선이다.

 

 

한랭 전선이 온난 전선 보다 빠른 이유

우선 전선의 이동 속도는 상대적인 값이다. 절대적인 값으로 속도를 측정하는 것이 아니고 기단과 기단이나 주변 공기와의 속도에 비하여 빠른 것인가 느린 것인가를 말하는 것이다. 한랭 전선이 온난 전선보다 이동 속도가 더 빠른 근본적인 이유는 ‘밀도’ 때문이다.
한랭 전선이 온도가 낮아서 내부에 기체들이 운동에너지가 적어서 상대적으로 기체분자가 많이 있어서 밀도가 크다. 반면에 온난전선은 상대적으로 뜨겁기 때문에 내부 기체들의 운동에너지가 커서 쉽게 모이지 못하고 퍼진다. 그래서 밀도가 작게 나타난다. 그리고 한랭 전선이 온난 전선 보다 더 빠르게 나타난다. 한랭 전선은 찬 공기가 따뜻한 공기의 아래쪽으로 파고드는 것인데 이때 전선면의 위쪽에 있는 밀도가 적은 따뜻한 공기는 상승하게 되면서 찬 공기가 이동하는 경로를 내어주게 되어 한랭 전선의 이동속도가 상대적으로 높게 나타난다. 반면 온난 전선은 따뜻한 공기가 머물러 있는 찬 공기의 위쪽을 타고 올라가는 것인데 이때 찬 공기는 밀도가 높아 전선을 지키려는 성질이 있고 따뜻한 공기는 그런 찬 공기의 위를 타고 올라가야 하기 때문에 이동 속도가 상대적으로 느리다. 한랭 전선이 밀도가 크기 때문에 느리다고 생각할 수 있는데 그것은 잘못된 생각이다.

 

 

전선의 형성

 

다음 그림과 같이 투명한 플라스틱 그릇의 중앙에 칸막이를 하고 더운물과 파란 물감을 탄 찬물을 같은 높이로 넣은 다음 칸막이를 들어 올리면서 관찰하였다.

 

 

① 밀도가 큰 찬물이 밀도가 작은 더운물 밑으로 파고들며, 시간이 지나면서 밀도가큰 찬물은 아래쪽에, 밀도가 작은 더운물은 위쪽에 위치하게 된다. 찬물과 더운물이 만나는 경계면이 전선면에 해당한다.
② 기체나 액체에서는 밀도가 더 큰 물질이 아래쪽에 위치할 때는 안정한 상태가 되어,  대류 현상이 일어나지 않고 밀도가 더 큰 물질이 위쪽에 있을 때에는 불안정한 상태가 되어 대류 현상이 일어난다.
[결론] 성질이 다른 두 기단이 서로 접할 때 두 기단은 서로 섞이지 않고, 찬 기단 쪽으로 기울어진 경계면을 만든다.

 

 

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