[김영수 잡학여행] = 해마다 여름이면 우리나라를 찾아오는 태풍은 때로는 고마운 존재이면서도 때로는 각종 재해를 일으키는 반갑지 않은 손님이다.

▲ 태풍(무료이미지 픽사베이).     © 경기도민뉴스

태풍은 지구의 자전축이 기울어진 탓에 발생하는 대규모 지역풍의 하나인데, 전 지구적으로 보면 적도부근이라는 특정지역에 집중된 열에너지를 극지방으로 옮기는 열순환시스템의 작용이기도 하다.

태풍이라는 용어는 그리스 신화의 티폰(Typhon)에서 유래했다는 것이 정설이다. 대지의 여신인 가이아(Gaia)와 거인 족 타르타루스(Tartarus) 사이에서 태어난 티폰은 뱀 100마리의 머리와 강력한 손과 발을 가진 괴수(용)였으나, 제우스신의 공격을 받아 불길을 뿜어내는 능력은 빼앗기고 폭풍우 정도만을 일으킬 수 있게 됐다고 신화는 전한다.

타이푼이라는 용어는 신화속의 괴물 ‘티폰’을 ‘typhoon’이라는 영어식으로 표현한 것으로 영국(1588년)과 프랑스(1504년)에서 사용하기도 했다.
 
 
◇ 여름철 집중강수 덕분에 쌀농사 가능
우리나라의 연평균 강수량은 1300mm정도로, 통상 쌀농사가 가능하려면 연평균 강수량이 3000mm를 넘어야 한다. 쌀농사 가능 강수량의 절반밖에 되지 않는 우리나라에서 쌀농사가 가능한 것은 바로 벼의 생육시기에 맞춰 비가 집중적으로 내리기 때문이다.

▲ 지구로 쏟아지는 태양에너지는 극지방에서는 경사면 때문에 적도지방의 수직으로 받는 에너지보다 입사량이 적다(그래픽=김영수).     © 경기도민뉴스

즉, 태풍은 적도부근의 열에너지(수증기)를 우리나라에 공급해주는 일종의 대규모 저수지 역할을 하는 셈이다.

그러나 모든 것은 양면성이 존재하는 법이어서, 이 태풍이 한반도를 직접적으로 타격하면 엄청난 피해를 입히기도 한다.

한반도를 찾는 태풍은 코리올리 효과 때문에 대개는 제주도와 한반도 남부지방에서 커브를 틀어 동해상으로 빠져나가곤 하는데, 간혹 한반도 중심으로 북상하는 경우 엄청난 피해를 입히기도 한다.

세계적으로는 4개의 대규모 지역풍이 있는데 우리나라를 찾는 태풍은 바로 북태평양 서부지역인 필리핀 또는 괌 해상에서 발생하는 타이푼(Typhoon, 颱風)이라는 열대성 저기압이다.

북태평양 동부ㆍ북대서양ㆍ카리브 해에서 발생하는 지역풍은 ‘허리케인(Hurricane)’이라고 하며, 벵골만ㆍ인도양 등에서 발생하는 지역풍은 ‘사이클론(Cyclone)’이라 한다. 오스트레일리아 북동부 해상에서 발생하는 것은 ‘윌리윌리(Willy-Willy)’라고 부른다.

이 글에서는 우리의 생활과 밀접한 관련이 있는 태풍을 중심으로 열대성저기압, 대규모지역풍을 알아본다.
참고로 우리나라를 포함한 동남아시아지역에서 특히 쌀을 재배하는 이유는 쌀의 인구 부양력이 높기 때문이다. 쌀의 인구부양력을 1이라고 할 때 밀은 0.64, 옥수수는 1.22 정도다.

물이 많이 필요하기는 하지만, 쌀은 연작장해가 거의 없고 이모작도 가능해 실제 인구부양력은 더 높은 편이다. 세계 인구가 동남아시아에 몰려있는 이유도 이같은 쌀의 높은 인구부양력 때문이다.
 
 
◇ 여름철 뜨거워진 해수면 열에너지가 태풍의 원인
열대저기압이 발생하기 위해서는 전향력이 적절하게 작용할 수 있는 위도(5~6°), 대기에 충분한 습기를 제공할 수 있는 해수면 온도(26.5℃ 이상) 등의 조건이 맞아 떨어져야 한다. 적도지대는 적도 무풍지대라고도 하는데, 이는 지구자전에 따른 전향력(轉向力)이 작용하지 않아 태풍과 같은 큰 소용돌이가 발생할 수 없기 때문이다.

▲ 제10호 태풍 암필(AMPIL)의 이동경로(2018년 7월23일 09시기준, 자료=기상청).     © 경기도민뉴스

지구 북반구의 적도부근은 여름철이면 막대한 태양에너지의 공급으로 해수면 온도가 상승하면서 열대성 저기압이 나타나기 시작한다. 열대성 저기압은 결국 막대한 상승기류를 일으키고, 상승기류는 해수면과 주변으로부터 수증기 형태로 열에너지를 공급받는다. 물은 웬만한 물체보다 비등점이 상대적으로 높은데다, 상승기류에 포함된 수증기(기체)는 물(액체)로 변하면서 잠열을 지니고 있다. 이 잠열이 바로 태풍의 에너지원이 된다.

따라서 해양에서 오래 지체한 태풍일수록 많은 수증기를 포함할 수 있어, 잠열도 많으므로 강한 힘을 받는 것이 일반적이다. 태풍이 육지에 상륙하면 수증기의 공급이 차단되므로 더 이상 에너지(수증기)를 공급받을 수 없어 급격하게 위력이 약해진다.

태풍은 지구 자전의 영향으로 전향력을 받는 진행방향 중심의 오른쪽이 왼쪽보다 바람이 강하다. 태풍의 오른쪽 반원을 위험반원, 그 반대쪽을 가항반원이라고 하는데, 일반적으로 위험반원 쪽에서 강한 폭풍우가 발생한다.
 

◇ 한반도 ‘코리올리 효과’로 피해 적은 편
태풍의 발생을 이해하기 위해서는 태양과 지구와의 관계를 먼저 이해해야 한다. 태양 주위를 타원궤도로 돌고 있는 지구는 자전축이 23.5도 기울어져 있어 태양을 중심으로 지구가 상대적으로 어디에 위치하느냐에 따라 각 지역별로 받아들이는 태양에너지의 양이 달라진다.

▲ 세계 4대 열대 저기압 발생지(그래픽=김영수).     © 경기도민뉴스

결국 계절의 변화도 특정지역이 태양으로부터 받아들이는 에너지의 양이 달라지므로 발생한다고 볼 수 있다.
북반구의 경우 적도부근은 여름철이면 태양의 에너지를 직각으로 받아들여, 해수면의 온도가 급격히 상승한다. 반면 극지방은 태양의 에너지를 비스듬히 받아들여 상대적으로 온도가 높지 않다.

큰 솥 안에 담긴 물이 대류작용을 통해 솥 전체에 담긴 물이 끓어오르듯, 지구라는 거대한 통도 적도부근과 극지방의 온도 차이에 따라 열이 적도지방에서 극지방으로 이동하는 것이 곧 태풍이다.

북태평양 남서부에서 연간 발생하는 태풍은 30개 안팎인데, 이중 3개정도가 우리나라에 직접적으로 영향을 미친다. 앞서 밝혔듯이 한반도는 코리올리 효과 덕분에 태풍의 직접적 영향권에 드는 경우가 많지 않아 일본에 비하면 피해정도가 적은 편이다.

최근 한반도에 직접적인 타격을 가해 우리나라에 큰 피해를 입힌 태풍은 제15호 태풍 루사(RUSA)다. 2002년 8월30일~9월1일 전국을 강타한 태풍 루사는 최저 중심기압 950hPa, 중심 최대풍속 41m/s로, 강한 바람과 많은 비로 막대한 피해를 입혔다.

교량ㆍ도로ㆍ건축물 등이 태풍 루사의 위력에 무너졌고, 건물 2만여동과 농경지 15만㏊가 물에 잠겼다. 사망ㆍ실종자는 200여명이었고 재산 피해액은 5조3000억원으로 집계됐다.
 

<코리올리 효과> 프랑스의 공학자, 수학자 코리올리(Gaspard Gustave Coriolis, 1792년 5월21일~1843년 9월19일)가 회전좌표계에서 움직이는 물체가 회전 반대방향으로 편향돼 보이는 것을 설명(1835년)한 것으로 지구물리학(탄도학, 기상학 등)에서는 반드시 감안해야하는 운동방정식의 하나다. 둥근 원판의 지름을 통과하는 쇠구슬이 있다고 가정해보자. 원판이 움직이지 않는다면, 쇠구슬은 지름을 따라 이동할 것이다. 이 원판이 회전하면, 쇠구슬은 원판의 회전과 맞물려 경로가 비뚤어지는 겉보기운동을 할 것이다. 이것이 바로 코리올리 효과다. ▲왼쪽이 회전하지 않는 원판 위를 굴러가는 쇠구슬, 오른쪽이 회전하는 원판 위를 굴러가는 쇠구슬을 모형으로 나타낸 것이다. 지구의 자전으로 적도지방에서 북위도 쪽으로 이동하는 티풍은 오른쪽으로 꺾어진다(그래픽=김영수).     ©경기도민뉴스