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전선(front )

작성일 2010-08-23

밀도가 큰(차가운) 기단(氣團)과 밀도가 작은(따뜻한) 기단과의 경계인 전면 또는 전선면이 지표면과 교차되어 생기는 선. 기단과 전선, 저기압의 개념은 1930년대에 노르웨이의 기상학자 J. A. B. 비에르크네스 등에 의해 체계화된 후 일기 해석에 불가결한 요소가 되었다.

서로 다른 두 기단의 경계에서는 밀도가 큰 기단이 밀도가 작은 기단 밑에 들어가려고 하지만, 지구 표면상에서는 전향력과 원심력이 작용하므로 전선면은 지표면에 대해 수평이 되지 않고 경사를 이룬다.

이 경사는 온난전선에서 약 l/l50, 한랭전선에서 약 1/50로 전선의 종류에 따라 다르지만, 일반적으로 두 기단의 온도차가 작거나 전선에 평행한 성분의 풍속의 차가 클수록, 또한 높은 위도에 있는 전선일수록 경사의 정도가 커진다.

전선면은 기하학적인 면이 아니며, 그곳에서 두 기단이 교차되어 두께 수 km 정도의 전이층(轉移層)을 이루고 있으므로 전선도 수백 km 정도의 폭을 가진다.

이 띠 모양의 영역을 전선대라고 한다.

일기도상에서 전선은 이 전선대의 따뜻한 기단쪽으로 끌린다.

전선을 가로질러 기온이 불연속으로 변하는데, 풍향 · 풍속 · 기압 · 이슬점온도 등도 불변 속으로 변해 악천역(惡天域)을 수반하는 경우가 많기 때문에 임기변화에 중요한 의미를 가진다.

전선대에는 ① 기상학적 전선대(두 기단의 전이층이 지표면과 교차해 생기는 띠 모양의 영역) ② 기후학적 전선대(기후학적으로 전선이 생기기 쉬운 지대)가 있고, 북반구에는 북극전선대 · 한랭전선대 등이 있다.

일반적으로 전선대라고 하면 ②를 가리킨다.

겨울철에는 아시아 대륙 동안(東岸) · 아메리카 대륙 동안 · 지중해 등이, 여름철에는 전체적으로 북쪽으로 이동해 소련 북동부 · 캐나다 · 북유럽이 전선대가 된다.

〔종류〕 전선은 보통 그것과 관련되는 기단의 운동에 의해 ① 찬 기단이 따뜻한 기단을 밀어올리면서 따뜻한 기단의 방향으로 진행하는 한랭전선, ② 찬기단이 물러나고 따뜻한 기단이 진행하는 온난전선, ③ 선행하는 온난전선에 후속하는 한랭전선의 이동속도가 빨라 온난전선을 추월할 때 생기는 폐색전선(閉塞前線), ④ 두 기단이 모두 거의 움직이지 않는 정체전선(停滯前線)으로 구분된다.

전선이 발생하는 위도에 따라 극(極)전선 · 한대(寒帶)전선 · 적도(赤道)전선(또는 열대전선)으로 구분되는데, 적도전선은 성질이 거의 같은 기단의 경계에 생겨 전선 본래의 성질은 거의 없다.

북(남)극전선 · 한대전선처럼 지구 규모의 대기 대순환에 나타나는 전선을 주요전선이라 하는데, 열대수렴대(收斂帶)를 덧붙이기도 한다.

이 밖에 전선이 움직이는 상황에 따라 ① 활승(滑昇)전선 ② 활강전선 ③ 숨은 전선 ④ 1차전선 ⑤ 계절전선 ⑥ 스모그 전선 등이 있다.

〔발생과 소멸〕 전선이 새로 발생 또는 강화되는 과정을 프런토제네시스(frontogenesis)라고 한다.

대기 하층이 흐르는 곳을 합류점(合流點)으로 해 등온선 (等溫線)이 모여드는 경우에 일어난다.

어느 정도 등온선이 모여들면 상공에 상승기류가 발생하고 하층의 수렴이 늘어 등온선이 더욱 집중되어 천선이 강화된다.

이때 상층의 상태가 상승기류를 억제하면 전선은 강화되지 않는다.

프런토제네시스가 일어나기 쉬운 지역은 기후학적 전선대이기도 하다.

전선이 약화되거나 소멸하는 과정을 프런톨리시스 (frontolysis)라고 한다.

전선의 양쪽 기단이 변질에 의해 온도차가 없어지는 경우나, 상공의 상태가 하강기류를 이루고 전선에 수반되는 상승기류가 억제 되어 전선으로서의 성질을 유지할 수 없게 되는 경우에 일어난다.

〔전선과 저기압의 발달〕 중위도 및 고위도의 저기압(온대저기압)은 대부분 한대전선상에서 일어난다.

그 전형적인 발달상태는 다음과 같다.

① 처음에는 거의 동서로 뻗는 정체전선이 형성되고, 전선 남쪽의 따뜻한 기단은 서풍, 찬 기단에서는 동풍 또는 따뜻한 기단의 서풍보다 약한 서풍이 분다.

② 전선상의 일부에서 기압이 내려가 저기압이 형성되고 전선이 파도를 치기 시작한다.

동쪽의 전선은 따뜻한 공기가 찬 공기를 밀어붙이고 진행하므로 온난전선, 서쪽은 찬 공기가 따뜻한 공기를 밀어제치고 나아가 한랭전선이 된다.

③ 저기압의 중심기압이 강하함에 따라 전선의 파상(波狀)도 커진다.

한랭전선은 온난전선보다 빨리 진행하므로 중심 부근에 형성된 난역(暖域)은 차츰 좁아진다.

④ 저기압의 중심 부근에서는 한랭전선이 온난전선에 따라붙어 폐색전선이 생겨 난역의 공기를 지상에서 쫓아내어 지표는 찬 공기만의 소용돌이가 된다.

기압의 강하가 정지되어 저기압은 차츰 쇠약한다.

이 같은 종류의 저기압은 같은 전선상에 수일 간격으로 차례차례 발생 · 발달하고 그 사이에 수천 km나 이동한다[그림 1]. 발생에서부터 쇠약 때까지 3~4개의 저기압이 하나의 집단을 이루는 경우가 있으며, 이를 저기압 가족이라고 한다.

저기압의 발달을 그림으로 표시하면, 처음에 전선을 끼고 수평방향으로 늘어서 있던 차갑고 따뜻한 두 기단이 최후에는 찬 기단이 아래, 따뜻한 기단이 위가 된다.

이때 전체의 무게중심이 내려가므로 전체의 위치에너지는 감소한다.

이 감소분이 운동에너지로 변해 저기압의 바람에너지가 된다[그림 2].

한대전선 등 대규모 전선계(系)는 상공의 제트류와 밀접한 관계를 갖고 있다.

제트류는 지표면의 전선과 거의 평행으로 달리는데 전선상에서 발생한 저기압이 폐색하면 폐색점의 상공을 통과하게 된다.

일기도나 단면도상에서 전선의 위치나 운동, 발생 · 해소 상황, 활동과 일기상태 등을 분석 · 종합 하는 것을 전선해석이라고 한다.





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