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슈퍼셀 (뇌우)
슈퍼셀(Supercell)은 천둥과 비를 동반한 뇌우의 한 종류이다. 슈퍼셀은 하나 이상의 토네이도를 형성해 폭우와 강풍을 함께 동반한다. 슈퍼셀은 메조사이클론의 중심부에서 큰 기둥 형태로 존재한다.[1] 슈퍼셀은 뇌우 중에서도 가장 파괴적이고 위험한 기상 현상이다.
개요[편집]
슈퍼셀은 뇌우의 한 형태이며, 회전하는 상승기류를 동반하는 구름과 함께 강한 토네이도를 형성한다. 즉, 뇌우(thunderstorm)의 한 종류로, 용오름(Mesocyclone) 중심부의 상승기류에 의해 큰 기둥 형태로 존재하며, 하나 이상의 토네이도를 형성하여 강한 바람과 폭우를 동반한다. 용오름은 직경 약 15km 정도의 작은 사이클론을 지칭하는데, 이에 동반되는 기상현상들이 짧은 시간에 일어난다는 점 때문에 위험하다.
외양은 우리가 흔히 보는 적란운과 흡사하게 보이지만, 규모는 그보다 훨씬 크다. 중심부가 빛나는 느낌의 흰색이며, 거대한 원반 형태의 모루구름을 허리에 두른 듯한 모양의 원통형 탑처럼 생겼다. 시간이 지남에 따라 슈퍼셀은 여러 개의 멀티셀(multicell) 형태로 분화되어 거대한 활 모양으로 퍼져가기도 하는데, 이러한 구름의 형태를 보우 에코(Bow echo)라고 부르기도 한다. 이 또한 대규모의 강우와 우박, 강력한 폭풍을 동반하며, 이것이 강할 경우 따로 데레초(Derecho)라고 부르기도 하는데, 이런 폭풍은 미국 중부와 동부 일대에 걸친 광범위한 지역에 막대한 피해를 입히기도 한다.
주로 넓은 대평원이 존재하는 북미에서 흔하게 관측되지만, 2005년 인도 뭄바이에서도 발생한 바 있다. 당시 슈퍼셀의 높이는 상공 약 15km에 이르렀고 시간당 약 100~200mm의 엄청난 폭우를 쏟아부었으며, 일강수량 944mm라는 기상관측 사상 기록에 남을 강수량을 남기게 되었다.[2]
기상 현상[편집]
슈퍼셀은 뇌우(thunderstorm)의 한 형태이자, 대류운의 일종이다. 이때 cell은 대류운(적란운) 한 덩이를 일컫는 말로써 single cell, multi cell, line multi cell, squall line cell 등이 있고 이것의 일종으로 supercell이 존재한다. 매우 거대한 형태의 뇌우로서 대개 국지대류계에 속하는 뇌우보다 커 보통 기상학에서는 슈퍼셀이라는 말보다는 중규모 대류계(mesoscale convective system, MCS)라고 부른다. 종관규모의 발생요인에 의해 일어나는 준종관규모의 대류 시스템이라는 말이다. 슈퍼셀은 기상학계 실무자보다는 폭풍 추격대들이나 이쪽 분야 비전공자 덕후들 사이에서 통용되는 용어다.
상세
메조사이클론이라는 특징적인 기상현상이 관측되며 인류가 알고 있는 뇌우 중 가장 위험한 축에 든다. 태풍과 관련은 있지만 크기나 지속시간 단위부터가 달라 동일한 것은 아니다. 이론상 전세계 어디서든 발생 가능하지만 아무래도 대평원이 존재하는 북미에서 가장 흔하게 볼 수 있다. 드문 예이지만, 2005년 인도 뭄바이에서 슈퍼셀이 발생하였다. 당시 이 괴물은 15km 상공까지 이르렀으며, 시간당 백수십 mm의 엄청난 집중호우를 쏟아부은 끝에 결국 일강수량 944mm라는 기록적인 결과를 길이 남기게 되었다.
보통 상하층의 기온차가 극심할 때 생겨나는 것이 대류운이고 적란운이지만 보통은 5~6km 수준에서 그치거나 촉발지점을 중심으로 기류를 따라 여러개의 cell을 형성하며 이동하는 것이 보통이다. 그러나 중위도 기압계에서 가끔 상층에 한기핵(cold core)이 크게 남하할 때가 있는데 상층 기압계(비발산고도)의 특징으로 한번 생성된 기압계는 잘 사라지지 않는다는 점이 있다. 따라서 오랫동안 머물며 상하층 불안정을 야기하며 이때 어떠한 요인(기류의 수렴, 지형적 상승)에 의해 이 고도까지 대류운이 생겨나게 되면 그 상승기류로 인해 연쇄적으로 주변 공기의 순간적인 대류가 일어나게 된다. 이 연쇄는 중심부로부터 퍼져나가며 순간적으로 한기핵 크기인 수백 km에 달하는 지름의 대류운을 형성하게 된다. 그리고 다시 중심부부터 상승력이 소모된 수증기가 하강하기 시작되는데 이게 집중호우, 즉 소나기다. 이때 중심부로부터 퍼져나가는 대류운의 일련의 무리가 bow echo를 형성하게 된다. 상층에서는 상승한 대량의 수증기가 모루구름을 형성하며 퍼져나가 4km 이상의 중상층운으로 일대를 뒤덮게 되어 비가 내리지 않는 지역에서도 한낮에도 깜깜해지는 광경을 볼 수 있게 된다. 발생과 동시에 약화되기 시작하는 것이 대류운이기 때문에 태풍과는 달리 중심부에서는 오히려 강도가 약하며 퍼져나가는 bow cell에서 강수강도가 강하다. 그러나 중심부에서도 절대 방심하면 안되는데 강한 하강기류인 다운버스트의 존재 때문이다. 시간당 50mm에 육박하는 폭우 뒤에 초속 20m/s의 강풍이 불기도 한다. 바람장을 보면 주변부에서 마치 태풍처럼 주변 공기를 끌어당기는 모습과 중심에서 엄청난 풍속으로 불어나가는 바람을 볼 수 있다.
대개 외따로 형성된다는 점에서 스콜과는 다르며, 일단 발생하면 막대한 양의 우박과 강풍, 그리고 기습적인 하강기류인 다운버스트를 동반한다. 국지적이긴 하지만 최악의 악천후를 불러오는 위험한 자연현상. 특히 낮은 확률로 (10~20%) 메조사이클론에서 토네이도가 형성되기도 한다. 다만 토네이도나 우박은 조건이 맞아떨어지는 장소에서 형성되기 때문에 한국에서는 슈퍼셀이 발생해도 보기 힘들다. 외양은 흔한 적란운으로 보이지만 그보다 훨씬 거대하다. 구름 아래에서는 그 거대한 규모때문에 오히려 겹겹이 쌓인 층운처럼 보이며 칠흑같이 어두운 먹장구름 그 자체가 된다. 다만 위성사진이나 비행사진으로 보면 중심부가 솟아올라 불타는 듯한 흰색으로 보인다. 그 두께 때문에 대부분의 빛을 반사하기 때문. 영화 트위스터에 등장하는 세 번째 토네이도 추적에서, 그 토네이도를 매달고 있던 암회색 구름을 상상하면 된다. 특징적인 모루구름 위로는 강력한 상승기류로 인해 구름이 대류권 계면을 돌파하여 치솟아오르고, 이때 상승하는 공기는 대략 10~15 km 상공에까지 이른다. 하부에는 (슈퍼셀만의 전유물이 아니긴 하지만) 구름벽(Wall Cloud)이라는 현상이 관측되며 이는 종종 토네이도 발생의 징조로 해석된다. 뚜렷하게 발달한 구름벽의 모습이다. 또한 슈퍼셀의 이동방향 전면부에서 흔히 아치구름(Arcus Cloud 또는 Shelf Could)이라 불리는 수평 방향의 구름이 수반되는 경우가 많은데, 두루마리 구름(Roll Cloud) 내지는 모닝글로리(Morning Glory)와는 서로 다른 것이므로 주의. 그 아래에서는 기온이 급강하하며 격렬한 돌개바람이 휘몰아친다.
그 자체만으로도 충분히 재앙에 가까운 피해를 입히지만 특히나 토네이도의 훌륭한 산실이 되어 주기에, 북미의 여러 연구소와 기상대, 아마추어 기상학 매니아, 폭풍 추격대, 중서부 지역 주민들이 신경을 곤두세우고 있는 존재다. 게다가 일단 한번 발생했다 하면 떼로 덤벼드는 게 토네이도의 특성이라, 그 피해를 최소화하기 위해 도플러 레이더가 개발되었다는 뒷얘기도 있다. 기상학자들은 어떤 슈퍼셀이 토네이도를 잉태하고 있는지 추적하기 위해 후크 에코(hook echo)라는 현상이 나타나는지 확인한다. 즉, 레이더 영상에서 토네이도를 품은 슈퍼셀은 마치 좌우가 뒤집어진 형태의 반점 모양을 하게 되는데, 여기서 반점의 "고리"(hook) 끝부분에 토네이도가 나타난다는 것이다. 슈퍼셀 구름덩어리가 반점 모양으로 바뀌게 되는 것은 즉 다시 말하면 구름이 회전하기 시작했음을 의미하는 것이라고. 이렇게 보면, 의외로 토네이도는 적란운의 중심부가 아니라 변두리에 나타나는 셈이다. 후크 에코의 규모는 수~수십 km 정도의 직경 정도로 작고, 비강우 구역(rain-free base)이라 하여 비도 잘 내리지 않는다.
때론 슈퍼셀은 시간이 지남에 따라 멀티셀(multicell) 형태의 거대한 활 모양으로 퍼져가기도 하는데, 이를 보우 에코(bow echo)라고 부르기도 한다. 물론 대량의 강우와 강력한 폭풍, 큼지막한 우박 등 스펙 자체는 약해지지 않는다. 이것이 강할 경우 따로 데레초(derecho)라고 부르기도 하는데, 이런 폭풍은 미국 중부~동부 일대에 광범위한 지역에 걸쳐서 막대한 피해를 입힌다. 종종 뉴스에서도 미국 동부 일대가 "데레초" 폭풍의 습격을 받아 초토화됐다는 소식을 접할 수 있다. 슈퍼셀과 달리 이놈들은 넓은 범위에서 동일한 방향으로 강력한 직선돌풍(straight-line wind)을 앞세워 지면을 빗자루질하고 지나가는데, 원체 크고 아름다운 아치구름을 기본 장식으로 달고 다니는 데다 비바람만으로도 가히 세기말적인 분위기를 풍기는 섬뜩한 비주얼을 자랑한다. 당장 첫째 영상은 벌건 대낮에 찍은 거다. 실제로 2020년 8월 10일에 아이오와를 덮친 데레초는 제트기 지나가는 듯한 바람폭풍과 함께 광범위한 전원지역을 초토화시키고 지나갔고, 2022년 5월경에 캐나다의 오타와를 덮친 데레초는 15분 사이에 기온을 16도나 급강하하게 만들었다.
지역별 슈퍼셀
미국 중서부로 유학 간 한국 학생들이 혀를 내두르게 되는 주된 원인 중 하나이기도 하다. 슈퍼셀이 마을에 접근하면 일단 사이렌이 공습경보를 연상할 정도로 요란하게 울리면서 주민들이 대피하고, 그렇게 한번 생난리를 치고 나면 '이런 데서 어떻게 사냐?'는 생각이 들 정도다. 뇌우 경보(Severe Thunderstorm Warning) 정도라면 주민들도 태평하게 대응하겠지만, 본격적으로 토네이도 경보(Tornado Warning) 사이렌이 울리면 중서부 주민들도 두려워한다. 슈퍼셀 자체는 다른 적란운처럼 소나기나 우박이 엄청 떨어지고 천둥 번개와 아치구름 등으로 공포감만 조성하는게 끝이지만, 토네이도는 진짜로 목숨까지 위험해지기 때문이다. 호주 북부에서도 자주 발생한다. 특히 다윈(Darwin) 지역, 티위 섬(Tiwi Islands) 지역에서 발생하는 슈퍼셀은 매해 9월부터 3월까지 아주 연례행사 급으로 뭉게뭉게 만들어지곤 한다. (컴퓨터 시뮬레이션 영상) 호주 사람들에게 이 슈퍼셀은 따로 헥터(Hector)라는 별명을 얻기도 했는데, 적도 근처이다 보니 대류권 계면이 엄청나게 높아서 이 슈퍼셀의 꼭대기는 무려 해발 20km 근처까지 솟아오를 수 있다고 한다. 당연히 이 동네에서도 종종 토네이도가 나타난다.
한국에서는 발생하지 않는다는 잘못된 설명이 인터넷에 흔하게 퍼져 있지만, 반도 및 중위도라는 지형적 특성상 매우 자주 발생하는 축에 든다. 단지 미국 중서부에서 보이는 우리가 흔히 생각하는 슈퍼셀이 아니여서 일반적인 적란운과 구분을 못하는 것 뿐이다. 세계적으로 MCS가 가장 자주 발생하는 지역 중 하나가 산둥반도, 수도권 등 해안과 인접한 반도 지역이다. 대개 MCS는 상층과 하층의 기온차가 큰 중위도에서 산지를 지나는 기류로 인해 촉발되어 방해물이 없는 육지에서 발달하게 되는데, 습기의 잠열이 발생요인이므로 반도지역이 제격인 것이다. 읽어보면 알겠지만 한반도는 세계적으로 천혜의 자연요건을 갖췄다. 한반도 여름의 특징적인 소나기는 대부분 multi cell에 의한 것이지만 그 중 슈퍼셀로 발달한 것도 적지 않다. 2013년 8월 6일과 2021년 7월 19일 서울 일대에 발생한 암흑 현상의 주범. 단지 토네이도와 우박이 잘 보이지 않을 뿐이다. 우리나라의 봄, 가을은 건조한 축에 들어 대류운이 잘 발달하지 않으며 여름에는 영하 20도 미만의 온도가 필요한 우박은 구경하기 힘들고, 넓은 평원과 낮은 구릉에서 발달하는 토네이도도 구경하기 힘들지만 엄청난 빈도의 낙뢰세례를 볼 수 있다.
종종 토네이도가 몰아칠 때 구름이 초록색으로 변한다는 보고들이 있어 왔는데, 사실 이는 슈퍼셀 내지 강력한 폭풍이 갖는 특징 때문이다. 대량의 수증기를 가진 구름의 하부는 암청색을 띠게 되는데, 만일 저녁 무렵의 햇빛이나 먼지가 많은 공기 등의 조건을 만나면 청색 + 황색 = 녹색의 빛으로 변한다는 것. 2022년 7월에는 사우스다코타 주의 하늘이 완연한 초록색으로 변해 SNS에서 화제가 되기도 했다. 같은 원리로 일몰 직전의 노을이나 완연한 정오 시간대에 암흑 현상을 겪게 되면 한밤중 같은 보라색의 하늘이 나타나기도 한다.[3]
뇌우[편집]
뇌우(雷雨, thunderstorm)는 천둥과 번개를 동반한 비를 말한다. 천둥·번개와 함께 내리는 비이며, 주로 여름철의 지표면 불균등한 가열로 발생한 적란운, 웅대적운이나 한랭전선에서 만들어진 적란운, 웅대적운, 적운에서 발생한다. 뇌우가 내리기 전에 갑작스런 강한 바람이 불고, 수 분 동안 기온이 낮아지기도 한다. 때때로 비 대신 우박이나 싸라기눈이 내리기도 한다. 또 뇌우가 오기 전에는 갑자기 먹구름(적란운 등)이 끼면서 유방운이 보이기도 한다.
번개와 천둥이 뒤따르는 세찬 폭풍으로서 적란운으로 되어 있는데, 개개의 적란운을 뇌우세포라고 한다. 뇌우의 범위와 지속 시간은 적란운의 크기와 개수에 따라 다르다. 보통 하나의 적란운으로 된 뇌우(싱글셀)의 수평 범위는 20km 정도이고, 지속시간은 1시간 정도이다. 그러나 슈퍼셀(supercell)이라고 하는 커다란 적란운으로 된 뇌우의 수평범위는 30-50km 정도이며, 몇 시간 정도 지속된다. 한편 멀티셀(multicell)이라고 하는 여러 개의 적란운으로 된 뇌우의 범위는 더욱 넓어지고, 지속 시간도 더욱 길어진다. 뇌우 중 강풍이 불고 큰 우박이 함께 내리는 것을 시비어선더스톰(severe thunderstorm)이라고 한다. 기단 안에서 발생하는 뇌우를 기단뇌우라고 하는데, 이것은 전선면이나 지형을 따라 강제로 상승하는 대기에서 발달한 적란운으로도 만들어진다.[4][5]
동영상[편집]
각주[편집]
참고자료[편집]
같이 보기[편집]
