기상청 운동회 날 왜 비가 왔을까?

이우진

저자:이우진
기상학자.자연가까이산책하기를좋아한다.방송을통해기상현상을해설하고,신문이나잡지에생활속날씨이야기를즐겨쓴다.연세대학교에서천문기상학을공부하고,KAIST에서물리학석사,미국일리노이대학교에서대기과학박사학위를받았다.기상청예보국장,수치모델관리관,APEC기후센터사무총장등을역임하고지금은차세대수치예보모델개발사업단단장을맡고있다.
기상정보를사회적의사결정과정에반영하는문제에도관심이높아『미래는절반만열려있다』,『정보화사회의기상서비스』를썼다.오랜기간컴퓨터와수리과학을접목한기상예측분야에종사하면서『기상역학』,『강수량예보』등의전문서를집필했으며,한반도의날씨이야기를다룬『날씨의음악』을출간했다.

그림:김소희
나무가많은동네에서고양이들과함께살며만화와그림을그리고있다.『오스트레일리아가우리나라가까이오고있다고?』,『천문학자들이코딩하느라바쁘다고?』,『예의없는친구들을대하는슬기로운말하기사전』등에그림을그렸고,쓰고그린만화책으로『반달』,『자리』,『민트맛사탕』등이있다.월간지<개똥이네놀이터>에‘내친구치치’라는만화를연재하고있다.

프롤로그4날씨와기후에숨겨진재미있는과학

1장온난화와기후변화
1지구기온이1도오르면?
2온실기체가온난화의주범일까?
3온난화로가뭄과홍수가심해진다고?
4극지는왜온난화에더취약할까?
5빙하코어는어떻게타임캡슐이되었나?
6하늘이더어두워졌다고?
스반테아레니우스？이산화탄소배출과지구온난화의관계

2장기상관측과지구기후의미래
7캄캄한밤에폭풍우를탐지한다고?
8천리안위성이2분마다구름사진을찍는다고?
9AI가일기예보를한다고?
10날씨를맘대로조절할수있을까?
11날씨를오감으로느낄수있을까?
12기후전망시나리오에서어떤선택을할까?
빈센트섀퍼？인공강우의원리

3장대기의겉과속
13지구는왜살기좋은행성일까?
14대기가파도처럼출렁인다고?
15왜산에있는나무에단풍이먼저들까?
16잔잔한날에도언덕에오르면연이뜨는이유는?
17땅의열기는어떻게대기에전해질까?
18구름은왜하늘끝까지솟구치지못할까?
슈크로마나베？대기변화를예측하는기후모델

4장구름과비
19수증기의물길따라문명이번성했다고?
20암호로기상현상을소통한다고?
21구름은어떻게덩치를키우는걸까?
22안개속에서는왜세상이뿌옇게보일까?
23무지갯빛구름이보인다고?
24성질이다른공기가충돌하면왜날씨가흐려질까?
25물방울의힘이원자폭탄보다강하다고?

5장기상재해
26소나기가내리면왜돌풍이불까?
27번개가구름위로도친다고?
28하늘에서개구리가떨어진다고?
29태풍의눈이크면힘도셀까?
30바람이불면수면위불빛이길어져보인다고?
31왜비행기를타면늘난기류를조심하라할까?
밀루틴밀란코비치？빙하기주기이론

6장우리나라사계절의날씨
32그많은장맛비는어디서왔나?
33집중호우는어떻게좁은공간에쏟아질까?
34장마가끝나면왜찜통더위가찾아올까?
35가을하늘이유난히높고푸른이유는?
36가을철에유독땅안개가자주끼는이유는?
37북서계절풍이불어오면왜유난히추운걸까?
38눈오리만들기좋은날이따로있다고?
39겨울아침에는먼지농도가높다고?
40봄철황사가자주발생하는이유는?

날씨는기분,기후는성격?
사람에비유한다면날씨는기분이고기후는성격과같다.감정에따라수시로기분이달라지는것은날씨와닮았지만,선생님이생활기록부에밝고긍정적인학생이라고기록한다면오랜기간지켜본뒤성격을표현한것이므로기후와닮았다.오늘은바람이불고기온이내려간다고하면날씨를얘기하지만,이계절에는일교차가크고맑은날이많다고하면기후를말한다.기후란땅과대기와바다가균형을이루며긴호흡으로움직이는모습이다.지구기후는지난백만년동안6차례이상빙하기와간빙기를반복하며5천년에1도정도의느린속도로기온이변해왔다.지구는태양에너지를받은만큼같은양의적외선을우주로되돌려주어균형을맞추고,지구자전축이나태양의공전궤도가달라지는것에따라빛의세기가달라지면거기에맞추어지구로들고나는에너지가같아지도록지구온도가적응해왔던것이다.
그런데지난100년사이급격한산업화의결과로전지구평균기온이1도나상승하여세계곳곳에서온난화의후폭풍이몰아치고있다.21세기가끝나기전까지학자에따라서는5도이상까지오를수있다고하니,인간에의한지구기온상승을어떻게막을수있을지대책이시급하다.

날씨를이해하려면대기의운동을알아야해
땅위에는강이흐르고땅속으로는지하수가흐르며지구표면의70%는바다이다.극지는얼음이나눈으로덮여있고,하늘에는물이수증기의형태로떠다닌다.매일날씨가달라지는것도물이있어서인데구름,비와눈,태풍,파도,안개등모든게기체,액체,고체로변신하는물의마술이다.일교차가무려250도까지생기는달에비해지구의일교차가크지않은건물과공기가있기때문이다.지구는낮에지면이달궈져도땅에있는수분이증발하며온도가서서히올라가고,밤에는지면에서내보낸적외선을대기가흡수하여되돌려주므로온도가떨어지는걸막아준다.또물과공기가더운곳에서추운곳으로열을고루섞어줘서지역에따라기온이극단적으로벌어지지않게해준다.극지가까운나라에서도사람이살수있는이유이다.
강에물길이있듯대기에도물길이있어바람이그통로를따라수증기를운반하는데,바다에서나오는수증기가육지에고루퍼지는대신물길을따라몰려다니다보니어떤곳은홍수가나고,다른곳은가뭄이심해지게된다.우리나라의여름에북태평양고기압을따라물길이지나게되면장맛비와폭우가쏟아지고,겨울에시베리아고기압이내려오면물길은메마르게된다.바람은기압이높은곳에서낮은곳으로작용하는힘을받아기체가이동하는흐름을말하는데,열대에서팽창한공기는위로솟구치다점차힘이빠지며아열대에서하강하고다시열대로되돌아가는순환을하게된다.여기에지구자전효과가보태지면바람의방향이바뀌면서편서풍,편동풍(무역풍)이나타나게된다.또열대의더운공기와극지의찬공기가만나는중위도대기권에서는극지를향한기압의힘이유독강해편서풍이더거세지며제트기류가나타나게된다.
이책은기본적인대기과학의원리를통해,구름과눈비는어떻게만들어지며,태풍이나돌풍,가뭄과홍수등의기상재해는왜생기는지,우리나라사계절의날씨는어떤원리로변화하는지친절하게알려준다.

첨단과학으로강화되는기상관측과미래의지구기후예측
지난60여년간일기예보는컴퓨터계산과학과인공위성의도움으로비약적으로발전해왔다.기상예측에는엄청난계산량이필요한데기상청슈퍼컴퓨터는전세계인이5년간계산할분량을단1초만에해낸다.이렇게빠른컴퓨터로도몇십분을계산해야이후10일간의일기를예측할수있으니,일기예보에얼마나방대한계산량이필요한지짐작할수있다.거꾸로자유롭게국경을넘나들고바다나사막도거침없이지나며조그마한변수에도움직임이급격하게바뀌어버리는대기의전모를파악하여정확한예측을한다는게얼마나어려운일인지추측하게해준다.
기상예측프로그램은현재의날씨에서미래의날씨까지보여줄뿐만아니라,과거의날씨도재생해낸다.이렇게축적된자료들을AI가학습한다면머잖아AI가일기예보를하는날이올것으로예상된다.또컴퓨터에서대기운동,생태계변화,온실기체배출량까지반영한‘기후모델’을구동하여먼미래의지구기후를전망해볼수있다.

대기과학권위자이자기상관측전문가의청소년눈높이에맞는서술
미국일리노이대학에서대기과학으로박사학위를받은저자는매스컴을통해기상현상을쉽게해설하는일을꾸준히해왔다.보다적극적으로대중과소통하려는의지로청소년과학서에처음도전하여날씨에숨겨진과학의원리를쉽게풀어냈다.

원리이해를돕는일러스트와4명의선구적기상학자에대한칸만화
코믹한만화풍의본문일러스트는직관적으로내용을이해하는데도움을준다.우리에게아직생소하지만기상학분야에서노벨상을수상하거나인공강우의원리를밝히는등의흥미있는연구를한4명의기상학자를소개하는만화를넣어,내용을심화하고쉬어가는역할을하게했다.