뇌우특집-중규모 저기압 (Mesocyclone)

지난 포스팅(토네이도)에서 나왔던 중규모 저기압(Mesocyclone)에 대해서 알아보도록 하겠습니다.

중규모 저기압(Mesocyclone:메소저기압)의 기상청 정의는 '격렬뇌우의 상승기류에서 발달하는 직경 3∼10km의 저기압성 회전을 하는 연직 원통모양의 공기기둥'입니다. 

메소 저기압의 크기는 지름 3~10km정도입니다. 이 크기는 기상 현상 속에서는 메소 스케일로 불리는 분류에 들어가 이 이름이 붙여졌습니다.
메소 저기압에 대해서는 여러가지 설이 있지만 현재 가장 믿음직 스러운 설에는 가스트 프론트를 동반하는 경우와 없는 경우가 있다.

가스트 프론트를 동반하는 경우

가스트 프런트는 적란운이 감쇠기에 접어든 때에 구름 밑에 고인 냉기가 한꺼번에 지표로 빠져나가(이 바람을 냉기 외출류)그 기류가 주위의 따뜻한 공기 사이로 만들어 내는 일종의 소규모 한랭 전선입니다.
가스트 프론트는 매우 차가운 바람에 그 뒤편은 기압이 낮습니다. 다만 전선 면에서는 상승 기류가 발생해 전선 통과시는 기압이 급상승했으며 이후 크게 하강하는 경과를 보입니다. 이것이 원인으로 가스트 프런트 근처의 대기(대기장)는 경압인 상태입니다. 그러나 가스트 프런트에 평행인 수평으로 긴 기류의 소용돌이 관이 많이 있습니다. 이 소용돌이 관 끝이 적란운의 상승 기류에 의해 들어올려져 연직 와관으로 바뀌자 그것을 중심으로 동서남북에서(북반구의 경우)시계 반대 방향에 바람이 빠져 메소저기압입니다.
가스트 프론트가 없는 경우

냉기 외출 이유가 너무 약하면 가스트 프런트는 형성되지 않습니다. 이 경우 지표 부근에서는 와관이 발생하기 어려워집니다. 그러나 냉기 외출류가 약한 적란운(다운 버스트가 없다는 것 등에서 추정되는)에서도 메소 저기압이 발생하므로, 가스트 프론트를 제외한 메소 저기압의 발생이 연구되고 있습니다.
1가지 설로 적란운의 하단 부근에 해당하는 고도 1km정도의 대기에서 수평으로 긴 와관이 발생한다는 것이 있습니다. 상공의 소용돌이 관이 하강 기류에 의해 지표 부근에 밀려난 뒤 상승 기류에 의해 와관의 끝이 거론되고, 연직 와관 메소 저기압으로 성장한다는 것입니다.

메소저기압과 토네이도와의 상관관계
메소 저기압은 그 발견 초기부터 회오리 바람과의 관계가 지적 연구되고 있습니다. 현재도 메소 저기압에 따른 작고 강한 상승 기류가 토네이도의 소용돌이의 발달을 돕고 있다(연직 소용돌이도를 확대 효과가 있다)라는 설이 기상학자들 사이에서 널리 알려져 있습니다. 다만 밝혀지지 않은 부분도 있습니다.
토네이도 발생 요인으로는 주로 메소 저기압이 연루돼 있는 것으로 주로 가스트 프런트 등의 소전선이 관여하고 있지만 2종류로 대별됩니다. 

1번째는 강력한 토네이도가 발생하기 쉬운 것이 있고 2번째는 강한 토네이도가 발생하기 어려운 것으로 알려졌다. 다만 메소 저기압 중 회오리를 발생시키는 것은 약 20~30%에 불과하다는 연구 결과가 있습니다.

메소저기압 확인 하는 방법

메소 저기압의 발생을 확인 방법은 기상 레이더, 특히 풍향 풍속을 상세하게 해석할 수 있는 도플러 레이더가 잘 쓰입니다.  난운 인근에서의 풍향, 풍속의 분포를 알면, 메소 저기압의 여부와 위치를 알 수 있습니다. 강우 레이더에서는 메소 저기압에 따라 적란운의 일부분이 간결하게 회전해 훅 메아리라고 불리는 특징적인 에코가 관측되는 경우가 많습니다. 레이더 정보가 의심되거나 없는 경우는 기상 관측 지점의 바람, 기압의 데이터, 구름 관측 정보 등을 구하는 것도 가능하지만 정확도가 떨어집니다.

[도플러 레이더로 잡은 메소 저기압.화면 중앙의 붉은 색과 하늘색의 영역]

[2003년 켄자스주 토네이도에서의 훅메아리]

메소 저기압의 형성 과정

1.시어에 의해 가느다란 바람의 소용돌이가 발생

 2.상승 기류가 소용돌이를 상승

 3.소용돌이가 길게 강화

[그림:출처Licensed under CC 表示-継承 3.0 via ウィキメディア・コモンズ]

참고-http://ja.wikipedia.org/wiki/メソサイクロン