서해안 폭설은 왜 바다를 건너와야 오나

앞 편에서 본 그림입니다. 시베리아 고기압이 찬 공기를 남동쪽으로 밀어냅니다.

그 공기는 대륙 한복판에서 만들어졌습니다. 바다에서 아주 멀고, 몹시 춥습니다. 그리고 찬 공기는 물기를 거의 못 품습니다 — dew-frost 편에서 본 그대로입니다. 영하 20도 공기가 품을 수 있는 물은 영상 20도 공기의 스무 분의 일도 안 됩니다.

그러니 그 공기가 그대로 한반도에 닿으면 춥고 맑고 바싹 마른 날이 됩니다. 삼한사온의 '삼한'이 대개 그런 날입니다.

그런데 화살을 다시 보세요. 바다를 건넙니다.

거기서 이야기가 완전히 바뀝니다.

서해 바닷물은 겨울에도 영상 몇 도입니다. 물은 잘 안 식기 때문입니다.

영하 이십몇 도짜리 공기가 그 위를 지나가면 어떻게 될까요.

• 아래부터 데워집니다. 바닷물이 난로처럼 열을 올려 보냅니다
• 물기를 받습니다. 따뜻한 물에서 김이 나듯 수증기가 올라옵니다

아래가 더워지고 위가 차면 어떻게 되지요. convection 편에서 배운 그것입니다 — 뒤집힙니다. 데워진 공기가 솟고 찬 공기가 내려오는 고리가 섭니다.

그 고리가 바다 위에서 돌아갑니다. 솟은 공기는 식으면서 구름이 되고, 공기가 멀리 갈수록 구름이 자랍니다.

그리고 그 구름이 서해안에 닿습니다.

손잡이는 대륙에서 나오는 공기의 기온입니다. 구름 키가 아니라 그 앞의 것을 쥐여 드립니다.

오른쪽 끝에 두어 보세요. 바다 위가 텅 비어 있습니다. 구름이 아예 없습니다.

왼쪽으로 천천히 밀어 보세요. 그러다 어느 자리에서 갑자기 구름층이 솟습니다. 조금씩 자라는 것이 아니라 없다가 생깁니다.

그 자리가 문턱입니다. 바닷물과 공기의 온도 차이가 그만큼은 되어야 층이 뒤집힙니다. 예보에서 해기차라고 부르는 값이 그것입니다.

문턱을 넘기 전에는 바다가 아무리 데워도 소용이 없습니다. 데워진 공기가 안 솟기 때문입니다.

예보에서 해기차 13도라는 말을 씁니다. 바닷물 온도에서 850hPa 높이의 기온을 뺀 값입니다.

왜 하필 13일까요. 외운 숫자가 아닙니다.

• 바다에서 850hPa 까지는 1.3~1.5km쯤입니다
• 마른 공기는 1km 올라가는 동안 9.8도 식습니다 (단열냉각)
• 그 층이 그보다 더 가파르면 젖었든 안 젖었든 뒤집힙니다
• 9.8 × 1.4 = 약 14도. 겨울 조건을 두루 넣으면 12~15도가 나옵니다

13은 그 한가운데입니다. 모형은 13을 적어 두지 않았습니다. 층의 두께부터 셈해서 얻습니다.

여기서 뜻밖의 것이 하나 나옵니다. 한파가 밀려올 때 그 공기는 이미 세게 섞여 있어서, 문턱을 넘느냐는 물음이 바닷물이 그 위 공기보다 따뜻하냐로 줄어듭니다. 겨울 서해에서 그것은 거의 늘 참입니다.

그래서 서해안 폭설은 별난 날의 일이 아닙니다.

이제 세로선 둘을 보세요. 서해가 400km, 동해가 700km입니다.

같은 곡선 위의 두 자리인데 동해 쪽 구름이 더 깊습니다. 오래 건널수록 열을 더 많이 받았으니까요.

그런데 곡선을 자세히 보세요. 처음에는 가파르게 솟다가 나중에는 더뎌집니다. 거리가 제곱근으로 들어가기 때문입니다 — 바다를 네 배 넓혀야 구름이 두 배 깊어집니다.

서해가 좁은데도 눈이 오는 까닭이 이것이고, 바다가 아무리 넓어도 구름이 끝없이 자라지는 않는 까닭도 이것입니다.

하나 더. 바람 세기가 이 셈에 안 들어갑니다. 세게 불면 열을 많이 받지만 그만큼 빨리 건너가 버려서 둘이 정확히 지워집니다. 이 편이 세는 것은 바람이 아니라 거리입니다.

강릉과 속초에 눈이 몇십 센티씩 쌓였다는 소식을 들어 보셨을 겁니다. 영동입니다.

그림을 보세요. 앞 그림을 좌우로 뒤집은 것입니다.

• 바람이 동쪽 바다에서 들어옵니다 — 방향만 반대입니다
• 동해도 난로 노릇을 합니다. 서해보다 깊어 덜 식으니 더 따뜻한 난로입니다
• 그런데 여기에는 하나가 더 있습니다

태백산맥이 앞을 막고 서 있습니다.

바다에서 온 공기가 산비탈을 만나면 어쩔 수 없이 올라갑니다. 이것을 지형성 상승이라고 합니다. 초속 0.5m 쯤으로 밀어 올리는데, 바다 위 대류와 크기는 비슷합니다.

다른 것은 성질입니다. 바다 위 고리는 떠다니며 여기저기 내리지만, 산은 한 자리에 붙박여 있습니다.

그래서 영동 폭설은 같은 골짜기에 며칠씩 쌓입니다.

이제 구름 속으로 들어가 봅니다.

눈 결정은 언제나 여섯 갈래입니다. 다섯도 일곱도 없습니다. dew-frost 편에서 서리가 바늘과 깃털 모양이라고 했지요. 같은 까닭입니다 — 물이 얼 때 육각으로 줄을 서기 때문입니다. 갈래가 여섯이니 사이 각은 360을 여섯으로 나눈 60도입니다.

그런데 결정이 자라는 것은 또 다른 이야기입니다.

겨울 구름 속에는 얼음 알갱이와 안 언 물방울이 섞여 있습니다. 여기서 dew-frost 편의 두 곡선이 일을 합니다 — 같은 온도에서 얼음 위의 수증기 한계가 물 위보다 낮습니다.

그러면 물방울에게는 넘치는 수증기가 얼음에게는 모자랍니다. 그래서 물방울은 줄고 얼음만 자랍니다. 그림의 점선이 그것입니다.

그 차이가 가장 큰 온도가 있습니다. 모형에게 훑어 보라고 하면 영하 12도가 나옵니다. 그 언저리가 눈 결정이 가장 빨리, 가장 크게 자라는 온도입니다.

비는 후두둑 쏟아지는데 눈은 느릿느릿 내려옵니다. 왜일까요.

"가벼워서" 가 첫 대답일 텐데, 그것만으로는 모자랍니다. 눈송이는 빗방울보다 훨씬 큽니다. 크면 대개 빨리 떨어지는데 눈은 반대입니다.

답은 무게를 넓이로 나눈 값에 있습니다. 눈송이는 같은 물이 넓게 퍼져 있어서, 떨어질 때 공기를 훨씬 많이 밀어야 합니다. 빠르기는 그 값의 제곱근을 따라갑니다.

• 빗방울 — 초속 6m 쯤
• 눈송이 — 초속 1.6m 쯤

그림을 보세요. 둘이 같은 높이에서 같은 때에 떠났는데, 빗방울이 땅에 닿을 때 눈송이는 아직 저 위에 있습니다.

여기서 하나 짚고 갑니다. dust 편의 스토크스 침강은 여기서 안 통합니다. 그 식은 알갱이가 아주 잘아 둘레 공기가 얌전히 흐를 때만 맞습니다. 눈송이를 억지로 넣으면 초속 1500m가 나옵니다.

같은 물음에도 크기에 따라 다른 셈이 붙습니다. 그것을 아는 것이 식 하나를 외우는 것보다 중요합니다.

대설 특보는 강수량이 아니라 쌓인 깊이로 정합니다. 24시간 신적설 기준입니다.

• 대설주의보 — 24시간 신적설 5cm 이상 예상될 때
• 대설경보 — 24시간 신적설 20cm 이상 (산지는 30cm 이상)

왜 물의 양이 아니라 깊이일까요. 같은 물이라도 부풀어 쌓이는 정도가 다르기 때문입니다.

• 0도 가까운 습설 — 물기가 많아 눌려 쌓입니다. 물 1mm 가 눈 0.8cm 쯤
• 아주 추운 날의 건설 — 성글게 쌓입니다. 물 1mm 가 눈 2cm 까지

흔히 말하는 10대 1은 그 사이 어딘가입니다. 그래서 같은 11mm 짜리 비가 포근한 날에는 주의보, 추운 날에는 경보가 됩니다.

그러니 눈이 오면 자를 대어 재고 기온을 함께 적어 두세요. chugugi 편에서 비를 잰 것과 같은 일입니다.

• 바람이 덜 타는 평평한 곳에서 잽니다. 쓸려 모인 곳은 안 됩니다
• cm 로 적습니다
• 그때 기온을 함께 적습니다 — 이것이 없으면 반쪽입니다

몇 번 쌓이면 이 동네의 눈이 무거운 눈인지 가벼운 눈인지 알게 됩니다. 그것은 지붕과 비닐하우스가 견디는 무게와 바로 이어집니다.

지금 이 동네 값을 가져오지 못했습니다. 오늘 눈이 오는지 화면은 모릅니다. 모르는 것을 아는 척하지는 않겠습니다.

그런데 창밖은 압니다. 눈이 오고 있다면 이렇게 물어보세요.

• 눈송이가 크고 축축한가 → 기온이 0도 가까운 습설입니다. 잘 뭉쳐지고 무겁습니다
• 눈송이가 잘고 보송한가 → 추운 날의 건설입니다. 잘 안 뭉쳐지고 높이 쌓입니다
• 바람이 서쪽에서 오나 → 서해를 건너온 눈입니다

나가기 전에.

• 다리 위와 터널 출구가 가장 먼저 업니다. 젖은 것처럼 검게 보이는 자리를 조심하세요
• 걸을 때는 보폭을 줄이고 발바닥 전체로 디딥니다
• 차는 앞차와 멀찍이. 눈길에서는 서는 거리가 몇 배로 늘어납니다

눈이 안 오는 날이라면 삽과 긁개가 어디 있는지만 확인해 두세요. 눈은 내리는 동안 치우는 것이 가장 쉽습니다.

대설 특보와 안전 수칙의 정확한 문구는 기상청과 행정안전부 안내를 따르세요.