기단(氣團)은 넓은 지역에서 거의 같은 성질(일정한 기온이나 습도)을 가진 큰 공기 덩어리다. 간단하게 공기가 모여서 만든 단체라고 생각하면 쉽게 기단의 의미를 알 수 있다.
정의
기단(Air Mass)이란 공간적으로 넓은 범위에서 물리적인 성질(온도, 습도)이 균일하거나 그 변화가 매우 적은 공기덩어리를 의미한다. 여기서 공간적으로 넓다는 의미는 수평 방향으로는 적어도 수천km단위의 전지구적 단위이며, 수직방향으로는 수km에 이르는 대류권 높이의 상당부분을 차지하는 공간개념이다.
주로 넓은 대륙의 영구동토나 사막, 대양과 같이 지표면의 상태가 거의 균일한 곳에 대기가 수 주일 이상 정체하고 있으면 해당 지표면의 영향을 받아 바로 위의 공기가 지표면의 특성인 열에너지나(주로 복사열로 전달) 수증기 등의 성질이 균일하게 되고 이것이 기단의 기본적인 특성을 결정하게 된다.
발원지
광범위한 지역의 지표면 상태가 균일한 편이고 이 위의 공기가 오랫동안 정체해야 하는 상태에서 기단이 형성되며 이러한 곳을 기단의 발원지라 한다. 즉, 기단이 온도, 습도와 같은 주요한 특성을 가지게 되는 지역을 기단의 발원지라 할 수 있는데 이상적인 기단의 발원지는 다음 조건을 만족한다.
- 넓은 범위에 걸쳐 지표면의 성질이나 상태가 균일할 것
- 공기덩어리가 상당히 장시간(적어도 1주일 이상) 같은 지표면 상에 정체하고 넓은 범위에 걸쳐 바람이 약할 것
이런 조건은 비교적 한정되어 있는데 대체로 바람이 약한 고위도 및 저위도 지방의 대륙과 해양의 고기압권에 해당하게 된다. 또한 지표면의 최적 형태로는 눈이나 얼음으로 뒤덮인 극지방, 열대나 한대의 넓은 바다, 사막지역과 같은 조건이며, 중위도 지방에 해당하는 위도 30~60도 인근의 구역은 편서풍의 영향을 강하게 받고 온대 저기압이나 여기에 동반된 전선대와 같은 각종 대기요란 현상의 통로에 해당하며, 고기압이 발생하더라도 편서풍에 의해 이동을 하게 되는 이동성 고기압에 해당하게 되어 기단 자체가 형성되는 것이 불가능하다.
기단의 진화 단계
기단은 다음과 같은 단계로 변화하게 된다.
- 대기정체 현상 발생 : 한 지역에서 오랫동안 대기정체현상이 발생하면서 지역의 공기에 지표면의 특성이 영향을 주기 시작한다
- 기단의 특성 획득 : 오랫동안 정체한 대기는
- 기단의 이동 : 대체적으로 정체해 있지만 지구 자전 등에 의해서 기단 자체가 느린 속도로 이동을 하게 된다.
- 기단의 변질과 소멸 : 편서풍 파동과 같은 대기 파동현상에 의해서 기단의 공기덩어리 일부가 떨어져 나오는 경우가 있다. 이를 절리현상이라고 하는데 이 과정에서 기단이 중위도 부근을 통과하게 되는데 중위도 부근의 특성에 따라 기단의 성질이 일부 변질되면서 점차 본래의 성질을 잃고 변화하게 된다.
분류
기단은 발원지의 위도, 지표면의 성질 등에 의해서 구분한다.
위도에 따른 구분
발생 위도에 따라 기단은 다음과 같이 구분한다.
- 극기단(A; Arctic Air Mass) : 극지방 부근의 매우 한랭한 기단으로 북반구에서는 시베리아와 캐나다 북부 대륙 내부에서 발생한다.
- 한대기단(P; Polar Air Mass) : 고위도 한대지방의 차가운 성질을 가지는 기단
- 열대기단(T; Tropical Air Mass) : 저위도 부근 열대지방의 따뜻한 성질을 가지는 기단
- 적도기단(E; Equatorial Air Mass) : 적도 부근의 매우 따뜻한 기단
지표면의 성질에 따른 구분
지표면의 성질에 따라서는 다음과 같이 구분한다
- 대륙성 기단(C; Continental) : 발원지의 지표면이 상대적으로 균질한 지표면으로 수증기량이 적은 건조한 성질을 가진다.
- 해양성 기단(M; Maritime) : 발원지의 지표면이 상대적으로 균질한 해양으로 수증기량이 많은 습윤한 성질을 가진다.
위의 분류 조합을 할 경우 다음과 같은 8가지 조합이 가능하지만 실제로는 mA, cE는 거의 나타나지 않아 6종류의 기단이 존재하며, 이외에 상층기단이라 하여 S형 기단이 존재한다.
| 구분 | 극기단(A) | 한대기단(P) | 열대기단(T) | 적도기단(E) |
|---|---|---|---|---|
| 대륙성 기단(C) | cA | cP | cT | cE(실존하지 않음) |
| 해양성 기단(M) | mA(실존하지 않음) | mP | mT | mE |
즉 존재하지 않는 mA, cE를 제외하고 상층기단을 포함하여 구분하는 기단의 구분은 다음과 같이 정리할 수 있다.
| 명칭 | 기호 | 성질 |
|---|---|---|
| 북극기단 | cA | 극히 저온 건조 |
| 대륙성 한대기단 | cP | 저온 건조 |
| 해양성 한대기단 | mP | 저온 다습 |
| 대륙성 열대기단 | cT | 고온 건조 |
| 해양성 열대기단 | mT | 고온 다습 |
| 적도기단 | mE | 극히 고온 다습 |
| 상층기단 | S | 비교적 고온 건조 |
열역학적 특성에 따른 분류
특징
기단은 엄연히 공기 덩어리이기에 다른 곳으로 이동이 가능하다. 그런데 기단은 다른 곳으로 이동하면서 이동 경로 안에 있는 지역의 날씨에 영향을 주거나, 성질이 다른 지면이나 수면을 만나면 열과 수증기를 얻거나 잃어서 성질이 변한다.
예를 들자면 한겨울에 시베리아 기단이 서해와 한반도를 경유해 다른 곳으로 이동할 때는 비교적 따뜻한 서해의 영향으로 기온과 습도가 모두 높아지게 되는데, 이럴 경우 한반도에는 폭설이 내리기도 한다.
한반도에 영향을 주는 기단의 종류
대한민국과 북한이 있는 한반도 같은 경우는 대륙과 해양의 경계에 위치했기에 계절에 따라 각기 다른 특성을 가진 기단이 영향을 끼친다.
한반도에 영향을 끼치는 기단은 이하와 같다.
- 시베리아 기단(한랭+건조) :주로 겨울철 영향을 주는 기단.
- 양쯔 강 기단(온난+건조) : 봄과 가을철에 이동성 고기압과 저기압을 교대로 보내서 한국의 봄가을 일기예보를 힘들게 하는 주범. 다만 이 기단은 실제하지 않는 기단으로 보는 것이 일반적이지만 교과서에는 여전히 오류사항이 남아있는 상태이다.
- 오호츠크해 기단(한랭+다습) : 늦봄과 초여름 사이에 높새바람을 일으켜서 영동 지방의 저온현상과 영서 지방의 뜨겁고 건조한 날씨를 만드는 주범이며, 장마 전선도 이 녀석의 영향을 받는다. 겨울철 영동 지방의
미친듯한폭설도 사실 이 녀석이 주범인 경우가 많다. 경우에 따라서는 5월에 눈이 오게 하기도 한다. - 북태평양 기단(고온+다습) : 한여름 찜통더위의 주범.
- 적도기단(고온+다습) : 직접적인 영향은 평소에 별로 없으나 한국 주변에 가끔씩 태풍을 패스하여 긴장 타게 만들어주는 기단.
- 티베트 기단(고온+건조) : 하층 기단이 아닌 상층부 기단으로 여름철 극한 폭염이나 장마시 집중호우, 가을태풍의 강도 등에 영향을 준다. 이외에 겨울철 북서풍도 이 티베트 기단의 간접적인 영향에 속한다.
다음은 기단의 발원지와 기단의 성질을 나타낸 그림이다.
혹시나 이걸 외워야 하는 위키러가 있다면 이렇게 외워보는 것을 추천한다.
- 일단 시베리아 기단은 이름만 들어도 추워 보이고 시베리아 벌판의 기상을 느낄 수 있으니 왼쪽 위에 배치할 것.
- 북태평양 기단은 이름만 들어도 필리핀의 열기와 눈부신 바다를 느낄 수 있으니 오른쪽 아래에 배치할 것.
- 양쯔강 기단은 이름 만 들어도 대륙의 기상이 느껴지니 대륙이 위치한 왼쪽에 배치할 것.
- 오호츠크해 기단은 자동적으로 오른쪽에 배치.
그러면 순식간에 암기 끝! 기단이 영향을 주는 계절은 왼쪽 아래에 있는 양쯔강 기단부터 반시계 방향으로 봄-여름-가을-겨울이다. 왼쪽 사진과 조금 다를 수 있지만 어떤 책에서는 저렇게 표기하기도 하고 또 다른 책에서는 이렇게 표기하기도 하므로, 취향과 학교에 따라서 보면 될 것이다.