1.서 론
선박의 안전 운항을 책임지고 있는 항해자에게 있어서 태풍 예보는 매우 중요한데, 그 태풍의 예보에서 실용상 가장 핵심적인 것이 이동 경로의 예상이다. 일반적으로 태 풍은 저위도에서는 편동풍을 타고 서진하여 일부분은 대륙 으로 진입한 후 소멸하지만 난후기()에는 대부분이 북위 20-30도 부근에서 진로를 바꾸어 편서풍대를 북동진 한다. 이와 같이 태풍이 진로를 바꾸는 것을 전향이라 하 고, 그 지점을 전향점(
, point of recurvature)이라고 한 다. 태풍의 전향점은 태풍의 이동 경로를 결정하는 중요한 역할을 한다.
항해하는 선박이 태풍 이동 경로의 우측반원(위험반원) 에 위치하게 되면 풍향은 순전하고 매우 강한 바람과 함께 높은 파고로 극한 위험에 노출되는 황천 항해를 하게 된 다. 그에 비하여 선박이 태풍 이동 경로의 좌측반원(가항반 원)에 위치하게 되면 풍향은 반전하고 우측반원에 비하여 상대적으로 약한 바람과 낮은 파고의 영향을 받게 된다 (Fukuchi, 1997; Seol, 2013). 선박이 태풍 이동 경로의 우측반 원에 위치하는가 또는 좌측반원에 위치하는가는 선박의 안 전 관점에서 매우 중요하다.
따라서 태풍의 이동 경로를 사전에 정도 높게 예측하여 결정하는 것은 자연에 노출되어 대양을 항해하는 선박이 태풍의 영향을 받아 어느 정도 위험한가를 결정하는 직접 적인 문제이다. 이미 기술한 바와 같이 태풍의 전향은 태 풍의 이동 경로를 예측하고 결정하는 데에 있어서 핵심적 인 요소이다. 선박의 항해자는 특정 태풍의 전향 시기 및 위치 등을 보다 전문적으로 파악하여 그 결과를 선박의 안 전 운항 즉, 해양사고의 예방에 적극적으로 활용할 필요가 있다.
태풍은 잘 알려진 바와 같이, 이동 경로에 위치하는 넓 은 범위의 육상과 해상에서 막대한 기상재해와 해양사고를 발생시킨다.
최근의 연구 결과에 따르면, 우리나라를 포함하는 동아 시아 지역이 태풍의 영향을 주로 받는 6-9월에 있어서의 전향점이 예년에 비하여 동쪽으로 이동하는 경향을 보인 다. 그리고 이에 대한 원인으로는 북태평양 고기압의 변화 가 지적되고 있다(Murayama, 2006). 특히, 우리나라에 상륙 하거나 접근하면서 영향을 미치는 태풍은 대부분 전향하는 태풍이다. 전향하는 태풍에 대한 통계적 분석 결과는 기상 재해 예방 및 최소화 관점에서도 중요한 의미를 가진다고 볼 수 있다.
이 연구는 특히 선박의 안전 운항과 관련하여 태풍의 전 향에 관한 통계적 특성 및 경향 등을 선박의 항해자에게 제공할 목적으로 20년간(1992-2011년)의 데이터를 이용하여 북태평양의 남서부 해상과 남중국해에서 발생한 태풍 중에 서 전향하는 태풍의 수, 전향하는 태풍의 수명 및 전향 시 기, 전향 위치(위도 및 경도) 등에 대하여 분석하고자 한다.
그리고 전향 태풍의 전형적인 패턴을 구하고 그에 해당 하는 대표적인 사례를 선정, 분석하여 전향 태풍의 특성을 더욱 명확하게 제시하고자 한다.
2.사용 자료
이 연구를 위하여 사용한 자료는 20년간(1992-2011년)일 본 기상청(Japan Meteorological Agency, JMA)이 제공하고 있 는 태풍 경로도와 태풍 위치표이다. 기상 분야에서 어떤 요소의 기후학적인 특성치를 파악하기 위해서는 최소 30년 간의 자료를 사용하는 것이 합당하나 이번 연구에서 사용 한 자료 중에서 태풍 위치표를 1992년부터 입수할 수 있어 그로부터 20년간의 자료를 사용하기로 정하였다.
그리고 이 연구에서 대상으로 한 전향 태풍은 다음의 2 가지 조건을 모두 만족시키는 경우로 제한하여 선정하였 다. 첫째는 열대저압부(Tropical Depression, TD)에서 태풍으 로 발달하여(중심 부근의 최대풍속이 17.0 m/s 이상으로 강 해져서) 포물선 형태의 이동 경로를 취하는 것이고, 둘째는 이동 방향의 관점에서 전향 전에는 북서향 성분(서북서-북 북서향)을 가지다가 전향 속도가 0인 시점을 지나 전향 후 에는 북동향 성분(북북동-동북동향)을 보이는 태풍이다.
20년간의 자료에 대하여 전향 태풍으로 선정된 태풍은 모두 200개이다. 이 중에서 183개의 태풍은 북태평양에서 발생하여 전향한 것이고 나머지 17개는 남중국해에서 발생 하여 전향한 것이다.
3.연구 결과
3.1.전향 태풍의 수
Fig. 1은 1992년부터 2011년까지의 연별 태풍 발생 수와 전향한 태풍의 수를 시계열 그래프로 나타낸 것이다. 20년 동안에 발생한 태풍의 총 수는 484개(연평균 24.2개)이다. 그 중에서 전향한 태풍의 수는 200개(연평균 10.0개)로 전 체 태풍 발생 수의 41 %를 차지한다. 그림에서 알 수 있는 것처럼, 연별 태풍의 발생 수는 시간의 흐름과 함께 서서 히 감소하는 추세를 보인다.
이는 지구 온난화와 관련된 것으로 이전의 많은 연구에 서 그 결과가 지적되고 있다(Haarsma et al., 1993; Bengtsson et al., 1996; Sugi et al., 1997, 2002; Knutson et al., 1998; Oouchi et al., 2006; Seol, 2010). 이 연구에서도 매년 발생하 는 태풍의 수가 서서히 감소 추세를 보인다는 사실을 확인 할 수 있었다.
그림에서 알 수 있는 또 하나의 사실은 전향하는 태풍의 수도 서서히 감소하고 있다는 것이다. 연별 태풍 발생 수 추세선의 기울기보다는 다소 완만하지만 시간의 흐름과 함 께 전향 태풍의 수도 점차 감소하고 있음을 확인할 수 있 다. 이 결과는 태풍의 발생 수가 감소함에 따라 전향하는 태풍의 수도 감소하고 있는 것으로 해석할 수 있다. 이와 같은 해석은 Fig. 1에서 알 수 있는 것처럼 연별 태풍의 발 생 수 그래프와 전향하는 태풍 수 그래프가 유사한 패턴을 보인다는 사실로부터도 확인할 수 있다.
Fig. 2는 20년 동안의 태풍 발생 수와 전향한 태풍의 수 를 월별 평균값으로 나타낸 그래프이다. 월별 태풍의 발생 수는 7-10월에 많고 12-4월은 적은 분포를 보인다. 태풍의 발생 수는 4월부터 증가하여 8월에 최대값을 보이고 이후 감소하는 추세를 보인다.
전향하는 태풍의 월별 수도 유사한 경향을 보여 난후기 ()인 7-10월에 많고 한후기인 12-4월에 적은 분포를 보인다. 전향하는 태풍의 수가 특히 많은 달은 8-10월이고, 이 시기에 전향하는 태풍의 수는 전체 전향 태풍의 61 % (122개)를 차지한다. 7-10월에 전향하는 태풍의 수는 전체 전향 태풍의 71 %(142개)를 차지하여 같은 시기의 태풍 발 생 수의 비율(72 %)과 거의 같은 값을 보인다. 전향 태풍이 특히 많은 8월, 9월, 10월은 월별 발생 태풍의 각각 37 %, 42 %, 58 %가 전향하여, 10월의 경우가 전향 태풍의 비율이 가장 높음을 알 수 있다.
태풍의 전향은 북태평양 고기압의 기압마루선과 밀접히 관련되어 있다. 따라서 북태평양 고기압이 발달하는 난후 기(), 그 중에서도 특히 7-10월에 전향하는 태풍의 수 가 많게 된다. 한후기에 북태평양 남서부 해역에서 발생하 는 태풍은 세력이 약화되면서 중심이 남동쪽으로 후퇴한 북태평양 고기압의 영향을 받지 않게 되므로 발생 후 서진 또는 북서진하는 태풍이 많아지게 되고 전향하는 태풍의 수는 미미하다.
따라서 선박의 입장에서 난후기( )에는 태풍의 전 향에 각별히 관심을 가질 필요가 있다.
3.2.전향 태풍의 수명 및 전향 시기, 전향 위치
20년 동안에 전향한 태풍의 수는 총 200개인데, 그 중에 서 17개는 남중국해에서 발생하여 전향한 것이다. 여기서 는 남중국해를 제외한 북태평양에서 발생하여 전향한 태풍 에 대하여 태풍의 수명 및 전향 시기, 전향 위치(위도 및 경도) 등을 분석하고자 한다.
Fig. 3은 북태평양에서 전향한 태풍 183개의 수명 분포를 나타낸 그래프이다. 여기서 태풍의 수명이란 초기 열대저 압부가 태풍으로 발달한 시점부터 태풍이 온대저기압으로 변질되거나 다시 열대저압부로 약화되는 시점까지의 일수 를 말한다.
전체 대상 태풍 183개의 평균 수명은 6.8일이다. 그림에서 알 수 있는 것처럼, 5일과 7일의 수명을 보이는 태풍이 가장 많았고(전체 183개 중 각각 25개로 14 %), 그 다음은 8일이었 다. 이들 태풍(태풍의 수명이 5일, 7일, 8일인 태풍)은 전체 전향 태풍의 40 %를 차지한다. 4일에서 8일까지의 수명을 보 이는 태풍은 109개로 전체의 60 %를 차지하여, 전향하는 태 풍의 다수가 이 범위의 수명을 보인다는 사실을 알 수 있다.
Murayama(2006)에 의하면, 근래 태풍의 평균 수명은 길어 지는 경향을 보인다. 여기에서 말하는 태풍은 전향, 비전향의 모든 태풍을 포함한다. 1956-1965년에 발생한 전체 태풍의 평 균 수명은 6.1일, 1966-1975년의 경우도 6.1일, 1976-1985년의 경우는 6.6일, 1986-1995년의 경우는 6.0일, 1996-2005년의 경 우는 6.7일로 평균 수명이 시간의 흐름과 함께 약간씩 길어 지는 추세를 보인다. 이는 태풍이 이전보다 비교적 북태평 양의 동쪽 해상에서 발생하기 때문이다. 북태평양의 동쪽 해상에서 발생한 태풍은 그렇지 않은 태풍에 비하여 상대 적으로 더 긴 시간을 해양에서 이동하기 때문에 에너지원 인 수증기의 공급이 원활하여 보다 긴 수명을 보이게 된다.
위에서 분석한 전향 태풍의 평균 수명 6.8일은 상기 10 년 단위의 전체 태풍의 평균 수명보다는 다소 긴 값이다. 이는 전향하는 태풍은 전향하지 않는 태풍에 비하여 상대 적으로 수증기의 발생 및 분포가 많은 해양 상을 보다 장 시간 이동하기 때문이라고 해석할 수 있다.
남중국해를 제외한 북태평양에서 전향한 태풍 183개를 대상으로 하여 초기 열대저압부가 태풍으로 발달한 후 몇 일째에 전향하는지, 그 전향 시기를 분석해 보았다.
태풍으로 발달한 후 1일째(24시간 이내)에 전향하는 태 풍은 34개로 전체의 19 %를 차지하여 가장 많았다. 그리고 2일째(태풍으로 발달한 후 24-48시간)는 27개(전체의 15 %), 3일째(태풍으로 발달한 후 48-72시간)는 28개(전체의 15 %) 이다. 결과적으로 태풍으로 발달한 후 3일 이내에 전향하 는 태풍이 전체 전향 태풍의 절반을 차지함을 알 수 있다. 그리고 태풍으로 발달한 후 5일 이내로 전향 시기를 확장 하면, 전체 전향 태풍의 72 %가 이 시기에 전향함을 알 수 있다. 따라서 대부분의 전향 태풍이 열대저압부에서 태풍 으로 발달한 후 5일 이내에 전향함을 확인할 수 있다.
Fig. 4와 Fig. 5는 전향한 태풍의 전향 위치 즉, 전향 위 도와 전향 경도의 분포를 보인다. 먼저, 전향 위도를 살펴 보면, 대부분의 전향 태풍은 북위 20-34도에서 전향함을 알 수 있다(Fig. 4 참조). 북위 20-24도에서는 47개(전체 전향 태풍의 26 %), 북위 25-29도도 47개, 북위 30-34도는 45개(전 체 전향 태풍의 25 %)로 대부분의 태풍(전체 전향 태풍의 77 %)이 이 위도대에서 전향한다. 그러나 북위 10도 이남과 북위 40도 이북에서 전향한 태풍은 없었다. 그리고 북위 10-14도와 북위 35-39도에서는 적은 수의 태풍이 전향하였 다. 183개 전체 전향 태풍의 평균 전향 위도는 북위 24.6도 이다.
Fig. 5를 보면, 전향 태풍의 대부분은 동경 120-139도에서 전향함을 알 수 있다. 동경 120-129도에서 전향한 태풍은 62개로 전체 전향 태풍의 34 %를 차지하고, 동경 130-139도 에서 전향한 태풍은 65개로 전체 전향 태풍의 36 %를 차지 하여, 동경 120-139도에서 전향한 태풍이 전체 전향 태풍의 70 %를 차지함을 알 수 있다. 동경 120도 이서와 동경 160 도 이동에서 전향하는 태풍은 소수에 그친다. 183개 전체 전향 태풍의 평균 전향 경도는 동경 135.1도이다.
3.3.전형적인 전향 패턴의 사례 분석
위에서 분석한 결과를 근거로 하여 전향하는 태풍의 전 형적인 패턴을 정리해 보면, 전향 태풍의 평균 수명은 7일, 전향 시기는 열대저압부에서 태풍으로 발달한 후 5일 이 내, 전향 위치는 평균 북위 25도, 평균 동경 135도이다.
이들 요소를 고루 만족시키는 태풍은 연구 기간 20년 동 안(1992-2011년)에 대표적으로 9512 OSCAR, 9518 WARD, 0914 CHOI-WAN, 0918 MELOR 등이 있다(Fig. 6-9 참조). 그 림에서 백색 점은 오전 9시, 흑색 점은 오후 9시의 태풍 중 심 위치이다. 그리고 실선은 태풍으로서의 기간을 보이고, 점선은 열대저압부 또는 온대저기압의 기간을 나타낸다.
전향 태풍의 전형적인 패턴으로 거론된 상기 4개의 태풍 은 공통적으로 전향 전보다는 전향 후에 이동 속도가 빨라 지는 특성을 보인다. 그리고 발생 위치는 모두 북위 20도 이남, 동경 140도 이동의 열대 해상이다.
Fig. 6과 Fig. 7에서 확인할 수 있는 것처럼, Typhoon 9512 OSCAR와 9518 WARD는 전향 위치가 거의 북위 25도, 동경 135도 부근이다. 이들 태풍은 육지에 상륙하지 않고 북태평 양 상을 포물선 형태로 이동하다가 소멸하는 공통점을 보 인다.
그러나 Fig. 8의 Typhoon 0918 MELOR처럼 전향 경도가 동경 135도보다 서쪽으로 치우치게 되면 태풍은 우리나라 나 일본에 상륙할 가능성이 높아지게 된다. 그리고 Fig. 9 의 Typhoon 0914 CHOI-WAN과 같이 태풍의 전향 경도가 동 경 135보다 동쪽으로 치우치게 되면 태풍은 육지에 상륙하 지 않고 전향 후 북동진하면서 쇠약해져 북태평양 상에서 소멸할 가능성이 상대적으로 높아지게 된다. 이처럼 태풍 의 전향 위치는 태풍의 이동 경로를 결정하는 중요 요소로 작용하게 된다.
태풍 위치표에서 시간별로 태풍의 중심 위치 및 중심 기 압, 최대풍속의 데이터 취득이 가능한 Typhoon 0914 CHOI-WAN 과 0918 MELOR의 경우를 살펴보면, 두 태풍 모두 전향하 기 2일 전에 태풍 일생의 피크(peak)기가 나타난다는 사실 도 확인할 수 있다. 여기서 피크기란 태풍의 일생 중에서 최대풍속이 가장 강한 시기를 말한다. 통상 태풍의 세기는 중심 부근의 최대풍속으로 나타낸다. 이 연구의 결과에서 도 알 수 있는 것처럼, 태풍이 평균 북위 25도 부근에서 전 향한다면 전향 후에는 상대적으로 해수면온도가 낮은 해역 을 이동하기 때문에 태풍의 에너지원인 수증기의 공급이 약화되면서 태풍의 세력은 약해진다. 즉, 전향 후에는 태풍 일생의 단계에서 쇠약기에 접어들게 된다.
Seol(2014)에 의하면, 대부분의 태풍에서 피크기가 유지되 는 기간은 2일 이내이고, 피크기의 평균 유지 시간은 31시 간이다.
따라서 태풍의 세기는 통상 전향 전에 최대 강도를 보인 다고 해석할 수 있으며, 이 결과는 대양 상을 항해하는 선 박의 항해자가 반드시 알아야 할 중요한 사실이다.
4.토론 및 결론
일반적으로 태풍의 영향권은 풍속 30노트를 기준으로 삼 는데, 중형 태풍의 경우는 평균 반경 약 220마일, 대형 태 풍의 경우는 평균 반경 약 350마일이 태풍의 영향권에 속 한다. 태풍의 세기 등에 따라 다를 수는 있으나, 황천 피항 의 관점에서 태풍 중심과 선박간의 거리는 중형 태풍의 경 우는 200마일 이상, 대형 태풍의 경우는 300마일 이상을 확 보하는 것이 바람직하다(Min, 1986). 여기서 중형 태풍과 대 형 태풍은 우리나라 기상청의 태풍 크기의 분류법에 근거 하여, 풍속 30노트 이상의 바람이 부는 반경이 각각 300 km 이상-500 km 미만과 500 km 이상-800 km 미만에 해당한다. 따라서 선박의 항해자는 태풍의 이동 경로를 정확히 파악 하여 태풍 중심과 선박간의 거리를 안전하게 확보하기 위 한 노력을 다 하여야 한다. 이러한 의미에서 태풍의 전향 특성 그 중에서도 특히, 전향 시점 및 전향 위치, 전향과 관련한 태풍의 세기는 매우 중요하다.
연구 결과, 최근 20년 동안에 연별로 전향하는 태풍의 수는 태풍 발생 수의 감소와 함께 서서히 줄어드는 추세를 보인다는 사실을 확인하였다. 이 결과는 우리나라에 영향 을 미치는 태풍의 수가 감소하고 있다는 것을 의미한다. 따라서 빈도수 관점에서는 태풍에 의한 육상의 기상재해와 연근해 및 항만 등에서의 해양사고 가능성은 감소할 것으 로 추정된다.
그리고 전향하는 태풍은 특히 8-10월에 많고, 7-10월에 전향하는 태풍의 수는 전체 전향 태풍의 71 %를 차지한다 는 통계적인 결과는 기상재해 및 해양사고 예방 및 최소화 대응 관점에서 중요한 의미를 가진다. 난후기()에 전 향하는 태풍이 다수를 차지하는 것은 북태평양 고기압의 영향 때문이다.
북태평양에서 발생하고 전향한 태풍의 수명은 5일과 7일 이 가장 많았고 평균 수명은 6.8일이었다. 평균 수명 6.8일 은 전향, 비전향을 모두 포함하는 태풍의 평균 수명보다 다소 긴 값으로 전향하는 태풍에 의한 영향이 보다 길게 지속된다는 의미를 가진다. 이는 태풍이 보다 장시간 대양 상을 이동한다는 의미로 항해하는 선박의 입장에서 지속적 으로 경계를 해야 할 필요성이 있다.
전향 태풍의 대부분(72 %)은 열대저압부가 태풍으로 발 달한 후 5일 이내에 전향한다. 따라서 태풍의 전향 시점을 예측할 때에 하나의 자료로 참고할 만하다. 전향 태풍은 대부분 북위 20-34도, 동경 120-139도의 위도대 및 경도대에 서 전향하는 특성을 보인다. 평균 전향 위도 및 경도는 각 각 북위 25도, 동경 135도이다.
전향하는 태풍은 공통적으로 포물선 형태의 이동 경로를 보이고 전향 후에는 이동 속도가 빨라진다. 그리고 태풍의 세력이 가장 강한 피크기는 전향 전에 나타나는 특성을 보 인다. 전향 후에는 태풍 일생의 단계 중에서 세력이 약화 되는 쇠약기에 접어든다. 전향 태풍은 전향 전부터 전향 시기에 걸쳐 최대 강도를 보이므로 선박은 이 시기에 특히 태풍의 중심에서 멀어지도록 피항 조치하여야 한다.
태풍은 선박의 안전 운항에 직접적인 영향을 미친다. 선 박의 항해자들은 위에서 정리한 태풍의 전향 특성을 충분 히 인식하면서 현재 영향을 미치고 있는 태풍 개개의 성질 을 정확히 파악하여 대비함으로써 안전 우선의 항해를 하 여야 한다. 최근, 지구 온난화에 동반하여 태풍의 발생 수 는 미미하게 감소하고 있으나 이전보다 더 강력한 태풍의 출현이 현실화 되고 있어 이에 대한 각별한 주의 및 대응 이 요구된다.
