Introduction to Climatology #3. 기압과 바람

#1. 지구의 기압 분포에 영향을 줄 수 있는 주 요인 2가지와 부 요인 1가지를 제시하고, 그것들이 어떻게 지구의 기압 분포에 영향을 줄 수 있는지 설명하시오.

#1-1. 기온

지구의 기온 분포는 열 대류 순환에서도 설명한 바와 같이 대기 층후 변화를 통한 상층에서의 대기 이동을 유발하여 지상 기압 변화를 유도할 수 있다. 기온이 높은 곳에서는 지상 저기압이 유도되며, 기온이 낮은 곳에서는 지상 고기압이 유도되는 경향이 있다. 일반적으로, 지구의 위도에 따른 태양복사선속밀도의 차이를 고려할 때, 저위도가 고 태양복사선속밀도가 유입되므로 기온이 높고, 고위도 지역이 저 태양복사선속밀도 유입을 가지므로 기온이 낮기 때문에, 지구 기온 분포는 일반적으로 저위도에서의 지상 저기압 유도, 고위도에서의 지상 고기압 유도를 가져온다고 말할 수 있다.

#1-2. 지구의 자전

지구의 자전으로 인한 원심력은 극 지역(고위도 지역)의 대기를 적도 지역(저위도 지역)으로 운송하려는 경향을 유발한다. 지구 자전 효과는 극 지역의 대기를 적도 지역으로 운송하기 때문에 극 지역의 지상 저기압화, 적도 지역의 지상 고기압화를 유도시킨다.

#1-3. 수증기량

일반적으로 수증기가 많이 함유된 혼합 기체는 건조 기체에 비하여 밀도가 낮다. 정역학 방정식과 연계하여 이해하면, 어떤 고도에서의 기압은 그 고도에서부터 대기 꼭대기까지의 단위 면적 대기 기둥의 무게로 이해할 수 있으므로, 수증기가 많은 지역의 경우 기압이 하강하는 경향이 있다.

• 일반적으로 지구의 기압 (특히 지상 기압) 분포는 기온과 지구 자전에 의한 효과로서 주로 결정되지만, 수증기량도 간간이 영향을 미친다.

#2. 일반적으로 전-지구의 해수면 기압(Sea Level Pressure; SLP)의 분포는 상대적으로 복잡한 반면, 상층 기압(500hPa, 300hPa)의 기압 분포는 단순하고 위도에 평행한 편이다. 왜 이러한가?

해수면 기압의 경우는 지형과 비열, 해류 등의 영향으로 인한 기온 차이와 수증기량 등의 영향을 복잡하게 받으므로 당연히 복잡하지만, 상층 기압의 경우는 주로 이들 영향이 적고 오로지 지구 자전 효과와 기온의 영향에 의하여 그 분포가 결정되는 편이기 때문이다. 즉, 지형과 해수 등으로 인한 영향이 상층 기압계에서는 적기 때문이다.

상층 기압계의 경우 대체로 저위도에서 고기압, 고위도에서 저기압이 형성된다. 그 이유는 저위도의 경우 태양복사선속밀도가 높기 때문에 지표온이 높고, 이 때문에 지상 대기 온도가 높아 층후가 증가하면서 상대적으로 상층의 고기압을 유도하며, 고위도의 경우 태양복사선속밀도가 낮기 때문에 지표온이 낮고, 이 때문에 지상 대기 온도가 낮아 층후가 감소하면서 상대적으로 상층의 저기압을 유도하기 때문이다.

#3. 일반적으로 기온 분포만을 고려하면 적도 – 극을 잇는 하나의 대순환만이 발생해야 할 것처럼 보이나, 실제로는 복잡한 순환 구조가 나타난다. (위도 30도 부근에서의 고기압, 60도 부근에서의 저기압 발달 등) 왜 이러한가?

지구 자전 효과와 기온에 의한 효과가 상반되는 결과를 가져오면서 동시에 작용하기 때문이다. 위도에 따른 태양복사선속 차이에 의하면 저위도에서는 지상 저기압이, 고위도에서는 지상 고기압이 유도되어야 하나, 지구 자전 효과에 의하면 저위도에서는 지상 고기압이, 고위도에서는 지상 저기압이 유도되어야 하는 반대 효과를 가지며 이들이 동시에 작용하기 때문에 복잡한 순환 구조가 나타나는 것이다.

#4. 해수면 기압(SLP) 분포는 다음과 같은 연평균적 특징을 가진다. 왜 이러한가?

#4-1. 일반적으로 대양의 동쪽에서는 고기압이, 대양의 서쪽에서는 저기압이 나타난다.

지구의 지표 근방 2m 고도의 대기온 분포를 생각해보면, 대양의 동쪽에서는 상대적으로 저온, 대양의 서쪽에서는 상대적으로 고온이 나타났다. 이는 바람에 의해 대양의 서안으로 난수가 수송되며, 대양의 동안에서 연안 용승으로 차가운 심층수가 상승하여 해표로 유입되었기 때문이었다. 일반적으로 높은 기온은 지상 저기압을, 낮은 기온은 지상 고기압을 유도하므로 지표 근방 기온이 높은 대양의 서쪽에서는 저기압이, 지표 근방 기온이 낮은 대양의 동쪽에서는 고기압이 유도되는 것이 자연스럽다.

#4-2. 일반적으로 시베리아 대륙은 여름에는 상대적으로 저기압, 겨울에는 상대적으로 고기압을 나타내나, 연평균적으로는 고기압을 보인다.

시베리아 대륙은 비열이 낮은 대륙이므로, 여름의 경우에는 복사 가열로 인하여 지표 부근 기온이 상승하므로 저기압이 유도된다. 겨울에는 반대로 복사 냉각으로 인하여 지표 부근 기온이 크게 하강하므로 고기압이 유도된다. 시베리아 대륙 부근에서는 겨울의 고기압이 상대적으로 여름의 저기압보다 강하게 나타나므로 연평균적으로는 고기압을 보인다.

#4-3. 남극 환류 부근에서는 약한 고기압을 보이는 북극해와는 달리 강한 저기압을 보인다.

남극 부근은 대륙으로 가로막힌 북반구 지역과는 달리 그 주변 해역에 아무런 장애물이 없어, 지구 자전 효과에 의한 극 지역에서의 적도 지역 방향으로의 대기 수송이 보다 원활하게 일어날 수 있어 저기압 유도가 더 강하게 일어난다. 따라서 이러한 저기압 유도 흐름이 대륙이나 산맥에 가로막히는 북극과는 달리 남극 지역은 저기압을 보일 수 있다.

#5. 일반적으로 계절에 따라서 SLP의 분포는 달라진다. 그 이유는?

계절에 따라서 그 지역으로 유입되는 태양복사선속밀도가 달라져 지표 부근의 기온이 달라지기 때문에, 기온에 의한 지상 저기압 및 고기압 유도 효과가 달라지기 때문이다.

#5-1. 계절에 따라 대륙 부근에서는 기압 변화가 크지만, 해양 부근에서는 기압 변화가 크지 않다. 그 이유는?

대륙은 해양에 비하여 비열이 낮기 때문에 태양복사선속밀도의 동일한 변화에 비하여 복사 가열이나 냉각의 차이가 심하여 기온차가 크게 나타나기 때문이다.

#5-2. 일반적으로 고기압은 여름철에 해양에서 강화된다. 그 이유는?

일반적으로 여름철의 경우는 대륙이 높은 태양복사선속밀도로 인해 복사 가열되면서 지표 부근 기온이 상승한다. 높아진 지표 부근 기온의 상승은 지상 저기압을 유도한다. 상대적으로 기온이 낮은 해양 부근의 경우는 지상 고기압이 유도되기 때문에, 고기압은 일반적으로 여름철에 해양서 강화되는 경향을 보인다.

#5-3. 일반적으로 한반도는 겨울철에는 시베리아 고기압의 영향으로 북서 계절풍을, 여름철에는 북태평양 고기압의 영향으로 남동 계절풍의 영향을 받는다.

계절풍 또는 몬순 역시 대륙과 해양의 비열 차이로 설명이 가능하다. 여름철의 경우는 비열이 작은 대륙에서의 복사 가열로 인한 기온 상승이 더 크기 때문에 대륙에서 지상 저기압, 해양에서의 지상 고기압이 유도되므로 한반도의 경우는 남동 계절풍이 분다. 남동 계절풍에 의하여 한반도에서는 온난 다습한 공기가 유입되게 된다. 반면 겨울철의 경우는 비열이 작은 대륙에서의 복사 냉각으로 인한 기온 하강이 더 크기 때문에 대륙에서의 지상 고기압, 해양에서의 지상 저기압이 유도되므로 한반도의 경우는 북서 계절풍이 분다. 북서 계절풍에 의하여 한반도에는 시베리아발 건조 한랭한 공기가 유입되게 된다.

#5-4. 계절에 따른 SLP 분포는 계절에 따른 지표온 분포와 유사하다.

일반적으로 계절에 따른 SLP 분포의 변동은 계절에 따른 태양복사선속밀도의 차이로 인한 지표온과 그 지표온에 강하게 영향을 받는 지표 부근 기온의 변화에 영향을 받은 결과이기 때문이다.

#6. 일반적으로 수증기량은 여름 반구에서 증가하고 겨울 반구에서 감소하는 경향을 보인다. 이는 SLP 분포에 어떤 영향을 줄 수 있는가?

일반적으로 증발은 대기의 기온이 높아 증발원 근처의 상대 습도가 낮을수록 잘 일어난다. 따라서 높은 태양복사선속밀도를 가져 기온이 높은 여름 반구에서는 증발이 활발하여 수증기량이 증가하고, 낮은 태양복사선속밀도를 가져 기온이 낮은 겨울 반구에서는 증발이 활발하지 못하여 수증기량이 감소하는 경향을 보인다. 일반적으로 혼합 공기의 밀도는 건조 공기의 밀도보다 낮고, 정역학 방정식을 생각할 때 기압은 해당 고도로부터 대기 꼭대기까지의 단위면적 대기기둥의 무게로 이해할 수 있으므로, 수증기량의 증가는 SLP의 감소를 유발할 수 있다.

#7. 바람은 어떻게 발생하는가? 마찰이 없거나 거의 없다고 가정할 수 있는 자유 대기의 경우 고기압역과 저기압역을 가정하고 설명하시오.

일반적으로 자유 대기에서는 고기압 to 저기압 방향으로 형성된 기압경도력에 의하여 가속된 대기가 속도에 직각 방향으로 작용하는 코리올리 힘과 기압 경도력이 균형을 이룰 때까지 가속되면서 등압선에 평행한 방향으로의 지균풍이 불게 된다.

#8. 마찰 대기의 경우 바람은 어느 방향으로 편향되는가? 그 이유는?

마찰 대기의 경우는 마찰력이 작용하는데, 일반적으로 마찰력은 대기의 속도 벡터에 반대 방향으로 작용하여 대기의 가속을 느리게 한다. 이 경우 일반적으로 대기의 운동 속력에 비례하는 코리올리 힘이 감소하므로, 바람은 기압경도력의 방향, 즉 고기압 to 저기압의 방향으로 편향되게 된다.

#9. PW(Precipitable Water)란 무엇인가?

PW는 수직적분 수증기량으로, 어떤 단위 면적의 대기기둥의 모든 수증기를 모두 비로 내리게 하였을 때 그 강수량이다. 단위는 m이다. 다음과 같은 공식으로 기술 가능하다.

$PW = {{1} \over {\rho_{water}} \int_{P_{surf}}^{0} {q_{v} {{dP} \over {g}}}$

#10. 전 지구적 지상 바람 분포를 살펴보면 다음과 같은 특징을 가진다. 그 이유는 무엇인지 각각 설명하면?

#10-1. 지상 바람의 방향은 고기압에서 저기압 방향으로 편향되어 분다.

지상에서는 상층과는 달리 마찰력이 작용하는데, 마찰력은 대기의 속도 벡터의 반대 방향으로 작용하여 대기의 운동 속력을 감소시킨다. 이는 속력에 비례하는 크기를 가지는 코리올리 힘을 약화시키기 때문에, 결과적으로는 새로운 힘의 균형이 이루어지는 조건이 바람의 속도 벡터가 등압선에서 고기압 to 저기압의 방향으로 약간의 각을 이루는 조건이 되도록 한다. 따라서 지상 바람의 방향은 마찰력 때문에 고기압에서 저기압 방향으로 편향되어 분다.

#10-2. 고기압 · 저기압 중심에서는 바람의 세기가 약하다.

저기압과 고기압의 중심에서는 기압 경도가 크지 않기 때문에 바람의 세기가 당연히 약하다.

#10-3. 등압선 간격이 좁은 곳에서 바람의 세기가 강하다.

지상풍이든 지균풍이든 모두 바람이 불 때의 힘의 균형 조건을 생각해보면, 기압 경도력이 클수록 더 큰 코리올리 힘이 힘의 균형을 위해 필요하게 된다. 일반적으로 코리올리 힘의 크기는 풍속에 비례하는데, 등압선의 간격이 좁은 곳에서는 기압 경도력이 크다. 따라서 등압선 간격이 좁은 곳에서는 바람의 세기가 강하게 된다.

#10-4. 남극 순환류 부근에서는 강한 서풍 피류가 발달한다.

남극 순환류 부근에서는 마찰을 주로 일으키는 대륙과 같은 장애물이 없으며, 동시에 남극 부근의 큰 기압경도력 (등압선 간격 좁음)으로 인해 강한 서풍이 발달한다. (기압경도력은 북에서 남으로 작용하며, 남반구이므로 CF는 바람 벡터의 좌향 직각으로 작용하므로 서풍)

#10-5. 육지는 해양에 비해 전반적으로 바람 패턴이 복잡하며, 풍속이 전반적으로 낮다. (단, 산맥 주변의 일부는 바람이 세다)

육지는 해양에 비하여 지형에 의한 마찰 때문에 바람 패턴이 복잡하게 발달하며, 풍속이 전반적으로 낮다. 단, 산맥 주변의 경우는 산곡풍 등의 영향과 높은 고도에 의한 적은 마찰력 등의 복합 영향으로 강한 바람이 발달하기도 한다.

#10-6. 육지의 산맥과 해안 부근에서는 국지적으로 풍속이 세다.

산맥 부근은 산곡풍 등의 영향과 높은 고도에 의한 낮은 마찰의 영향으로 풍속이 강한 편이며, 해안 부근에서는 해륙풍 발달의 영향으로 풍속이 강하다.

#11. 적도 부근에서는 저기압대가 발달하며, 북위 및 남위 30도 부근에서는 지상 고기압대 (아열대 고기압대)가 발달하는데, 이 때문에 적도 수렴대 (ITCZ; Inter-Tropical Convergence Zone) 가 발달한다. 적도 수렴대는 왜 발달하며, 적도 수렴대의 특징은?

적도 부근의 지상 저기압과 북위 및 남위 30도 부근의 지상 고기압 발달로 인하여 남동 무역풍과 북동 무역풍이 발생하는데, 이 두 무역풍은 태평양의 수증기를 적도 부근으로 수송시킨다. (이 무역풍이 부는 지대에서는 바람이 세기 때문에 잠열속이 높다) 적도 부근에서 수렴하는 두 무역풍은 Mass Conservation Equation을 생각하면 상승 기류를 형성시키게 되고, 따라서 적도 부근의 이 지역으로 모인 수증기가 상승, 단열 팽창으로 인한 기온 하강으로 인해 상대 습도(RH)의 분모항이 감소하게 되면서 상대 습도가 100%에 도달, 포화 및 응결이 일어나면서 강수대를 형성하게 된다. 적도 수렴대는 이처럼 수증기의 수렴과 상승으로 인한 강수 발달이 잦다는 특징이 있으며, 이 지역의 강수는 당연히 Convective 성질을 가지게 된다.

#12. 제트 기류란 무엇인가?

북반구와 남반구 중위도 부근의 200hPa 기압고도 부근에는 강한 서풍이 발달하는데, 이를 제트 기류라고 한다.

#13. 제트 기류는 왜 발달하는가?

제트 기류는 온도풍이다. 즉, 남북의 큰 온도 경도에 의한 상층의 기압 경도로 인해 발생한다. 남북에 큰 온도 경도가 발달하면 Hypsometric Equation을 생각할 때 온난한 남쪽 역에서 상층 고기압이 크게 발달하고, 한랭한 북쪽 역에서 상층 저기압이 크게 발달한다. 이러한 온도 경도에 의한 기압 경도력은 200hPa 까지는 증가하다가 200hPa 기압고도 위쪽에서는 남북의 온도 경도가 역전된다. 북반구 제트류의 경우를 상정하여 설명하면, 따라서 기압경도력이 가장 크게 발달하는 200hPa 부근에서 남에서 북 방향으로의 상층의 기압경도력이 작용하고, 지균풍 평형 조건을 생각하면 강한 서풍이 발달하게 된다.

#14. 제트류는 계절에 따라 변동하며, 이 제트류의 계절 변동 이외에도 적도 부근 상공의 편동풍의 세기도 바뀐다. 어떻게 바뀌는가?

북반구와 남반구의 제트류 모두 해당 반구가 겨울 반구가 될 때 강화된다. 이는 겨울 반구일 때 중위도 부근의 남북 온도 경도가 커지기 때문이다. 적도 부근 상공의 편동풍의 세기는 북반구가 여름 반구일 때 (JJA) 강화되는 편이다.

#15. 발산함수 (div) 란 어떻게 정의되는가? 대기의 발산과 수렴을 발산함수의 부호로 어떻게 나타낼 수 있는가?

일반적으로 대기의 수평 바람장($\vec{v_{hor}}$)에 대한 발산 및 수렴의 여부는 다음과 같이 정의할 수 있다.

• $div \vec{v_{hor}} = ({{\partial} \over {\partial x}}, {{\partial} \over {\partial y}}) \cdot (u, v) = {{\partial u} \over {\partial x}} + {{\partial v} \over {\partial y}}$

일반적으로 대기가 발산, 즉 어떤 지점으로부터 불어나가는 경우 발산함수의 부호는 양수이며, 대기가 수렴, 즉 어떤 지점으로 모여드는 경우 발산함수의 부호는 음수이다.

#16. 지상에서 대기의 발산함수 부호와 상승 · 하강 기류의 관계는 어떠한가?

지상에서 어떤 지점에서의 대기 수평 바람장의 발산함수 부호가 양이라면 이 지점에서 대기의 수평 흐름은 발산이 일어난다는 뜻이다. Mass Conservation Equation에 의하면 하강 기류가 발생하여야 한다. 반대로, 지상에서 어떤 지점에서의 대기 수평 바람장의 발산함수 부호가 음이라면 이 지점에서 대기의 수평 흐름은 수렴이 일어난다는 뜻이다. Mass Conservation Equation에 의하면 상승 기류가 발생하여야 한다.

#17. 상층에서의 대기의 발산함수 부호와 상승 · 하강 기류의 관계는 어떠한가?

상층에서 어떤 지점에서의 대기 수평 바람장의 발산함수 부호가 양이라면 이 지점에서의 대기의 수평 흐름은 발산이 일어난다는 뜻이다. Mass Conservation Equation에 의하면 상층의 이 지점에서 대기의 발산이 일어나려면 이 지점에는 하층으로부터 공기를 공급하는 상승 기류가 존재해야 한다. 반대로, 상층에서 어떤 지점에서의 대기 수평 바람장의 발산함수 부호가 음이라면 이 지점에서의 대기의 수평 흐름은 수렴이 일어난다는 뜻이다. 역시 Mass Conservation Equation에 의하면 상층의 이 지점에서 대기의 수렴이 일어나려면 이 지점에는 하층으로 공기를 내려보내는 하강 기류가 존재해야 한다.

#18. 전 지구의 300hPa와 850hPa의 대기의 발산함수 부호를 보면 다음과 같은 특징을 가진다. 그 이유를 각각 설명하시오.

#18-1. 일반적으로 지면 부근이 850hPa 기압고도서 div 함수의 분포는 해양보다는 육지에서 매우 복잡하다.

육지의 경우 대기의 발산과 수렴에 영향을 주는 기온의 분포, 이에 영향을 받는 SLP의 분포, 또 이에 영향을 받는 바람이 복잡하게 발달하기 때문이다.

#18-2. 일반적으로 해양서 지면 부근인 850hPa 기압고도에서의 div의 부호와 상층 대기인 300hPa 기압고도에서의 div의 부호는 반대 경향을 보인다.

일반적으로 해양 부근에서, 지면 부근에서 발산이 일어나면 하강 기류가 발생하므로 상층에서는 수렴이 일어나고, 반대로 지면 부근에서 수렴이 일어나면 상승 기류가 발생하므로 상층에서는 발산이 일어나야 하기 대문에, 일반적으로 상층과 지면에서의 div 부호는 반대가 된다.

#19. 와도함수(Vor)는 어떻게 정의되는가? 와도는 대기의 어떤 양을 기술하는가?

일반적으로 대기의 수평 바람장($\vec{v_{hor}}$)에 대한 와도는 다음과 같이 정의할 수 있다.

• $Vor \vec{v_{hor}} = (- {{\partial} \over {\partial y}}, {{\partial} \over {\partial x}}) \cdot (u, v) = – {{\partial u} \over {\partial y}} + {{\partial v} \over {\partial x}}$

일반적으로 와도는 대기의 그 지점을 중심으로 한 대기의 회전하는 정도의 양을 서술하는 물리량으로서 사용된다.

#20. 와도함수의 부호와 대기의 회전은 어떠한가?

일반적으로 와도 함수의 부호가 양수이면 이 지점을 중심으로 대기는 반시계성 회전을 보인다. 이는 북반구 지상에서는 저기압성 회전을 보이는 것으로 이해할 수 있고, 남반구 지상에서는 고기압성 회전을 보인다고 이해할 수 있다. 반대로 와도 함수의 부호가 음수이면 이 지점을 중심으로 대기는 시계성 회전을 보인다. 이는 북반구 지상에서는 고기압성 회전을 보이는 것으로 이해할 수 있고, 남반구 지상에서는 저기압성 회전을 보인다고 이해할 수 있다.

#21. 전 지구적인 와도 분포를 보면 다음과 같은 특징을 가진다. 각각의 이유를 설명하면?

#21-1. 북반구는 지상 고기압 근방서 850hPa 기압고도의 상대와도는 음수, 지상 저기압 근방서 850hPa 기압고도의 상대와도는 양수이다.

북반구는 지상 고기압계에서는 시계 방향으로 바람이 불어 나가고, 지상 저기압계에서는 반시계 방향으로 바람이 불어 들어간다. 따라서 북반구 지상 고기압 근방서는 수평 바람장이 시계방향의 회전을 보이므로 와도가 음수가 나타난다. 반대로, 북반구 지상 저기압 근방서는 수평 바람장이 반시계방향의 회전을 보이므로 와도가 양수가 나타난다.

#21-2. 일반적으로 지상(850hPa)과 상층 대기(300hPa)의 상대 와도가 반대 경향을 보이는 경향이 있다.

지상 저기압에 의해서는 대기의 수렴이 일어나기 때문에 상승 기류의 발달로 상층에서는 반대로 대기의 상층 고기압이 유도되어 대기의 발산이 일어난다. 또, 지상 고기압에 의해서는 대기의 발산이 일어나기 때문에 하강 기류의 발달로 상층에서는 반대로 대기의 상층 저기압이 유도되며 대기의 수렴이 일어난다. 북반구든 남반구든 대기의 수렴과 발산시 그 회전의 방향이 반대이기 때문에 상대 와도가 지상과 상층 대기에서 반대 경향을 보인다.

#21-3. 300hPa 상층 대기 일대에서 동아시아-북태평양 상층 대기의 북쪽은 상대 와도가 양수, 남쪽은 상대 와도가 음수가 되는 지역이 뚜렷하게 관찰된다.

이는 제트류에 의한 영향으로, 중위도대의 제트류로 인하여 제트류의 북쪽에는 반시계성 회전이, 제트류의 남쪽에는 시계성 회전이 유도되기 때문에 그렇게 관찰되는 것이다.

#22. 위도, 고도에 따른 $\omega$(Omega)의 분포를 보면, 다음과 같은 특징을 보인다. 각각을 설명하면?

#22-1. 적도 부근에서 강한 Omega의 음수 지역이 보인다.

적도 부근에서는 무역풍의 수렴으로 인해 상승 기류가 발달한다. Omega는 그 부호가 연직 대기 속도 $w$와 반대이므로 음수 영역을 보인다.

#22-2. 북 · 남회귀선 부근에서 Omega가 양수 지역이 보인다.

북 · 남회귀선 부근에서는 지구 자전의 영향으로 인해 적도에서 상승한 대기가 극 지역까지 도달하지 못하고 하강 기류를 이 즈음에서 형성하기 때문에 Omega가 양수가 되는 지역이 보인다.

#22-3. 한대 전선대 (위도 60도) 부근에서 Omega가 음수가 되는 지역이 보인다.

한대 전선대 부근에서는 지상 저기압이 발달하고 또 이 때문에 상승 기류가 발달하기 때문에 Omega가 음수가 되는 지역이 보인다.

#22-4. 지상 저기압역 위쪽의 700hPa (중층) 기압고도서의 Omega는 음수를 보이며, 지상 고기압역 위쪽의 중층 기압고도서의 Omega는 양수를 보인다.

지상 저기압역에서는 대기의 수렴이 일어나므로 상승 기류가 발달하기 때문에, 그 중층인 700hPa 부근에서는 상승 기류 때문에 Omega가 음수를 보인다. 반대로, 지상 고기압역에서는 대기의 발산이 일어나므로 하강 기류가 발달하기 때문에, 그 중층인 700hPa 부근에서는 하강 기류 때문에 Omega가 양수를 보인다.

#22-5. 적도 부근 ITCZ 위쪽 700hPa 부근에서 Omega는 강한 음수를 보인다.

ITCZ는 북동 무역풍과 남동 무역풍의 수렴으로 인한 강한 상승 기류가 발달하기 때문에 Omega가 강한 음수를 보인다.

#23. Walker 순환에 대해 설명하시오.

경도 · 위도별 동-서 바람 성분과 연직 바람 성분을 보여주는 Omega의 분포를 확인하면, 동태평양 지역 부근에서는 하강 기류가 발달하고, 서태평양 지역 부근에서는 상승 기류, 그리고 태평양 부근 지상은 주로 동풍 우세, 태평양 부근 상공은 주로 서풍 우세를 확인할 수 있다. 이처럼 태평양 부근에서는 남북 방향이 아닌 동서 방향의 대기 순환이 존재하는데, 이를 Walker 순환이라고 부른다.