[항공기상] 기압경도력 / 코리올리 힘 / 마찰력

바람에 작용하는 세 가지 힘

가. 기압경도력 (Pressure Gradient Force, PGF)

- 압력 차이에 의해 바람 생성

- 압력이 동등하게 되는 방향으로 (즉, 압력이 높은 쪽에서 낮은 쪽으로) PGF가 작용하여 바람 생성

- Isobar Contour를 통해 PGF의 방향, 크기에 대해 알 수 있음

- 기압경도력은 압력이 높은 곳에서 낮은 곳으로, Isobar에 직각으로 작용

- 풍속은 PGF의 크기에 정비례, Isobar의 간격이 좁을수록 PGF의 크기가 크고 풍속 또한 높음

 

나. 코리올리 힘 (Coriolis Force)

- 지구 자전에 의해 운동하는 물체가 받는 힘으로 운동하는 물체를 한 쪽 방향으로 편향시킴 (북반구에서는 오른쪽, 남반구에서는 왼쪽)

- 적도 부근에서는 코리올리 힘의 크기가 0이고, 극지방으로 갈수록 크기가 커짐

- 물체의 운동속도가 클수록 (바람의 속도가 클수록) 코리올리 힘의 크기 또한 커짐

다. 마찰력 (Friction Force)

- 바람과 지형 사이의 마찰에 의해 풍속이 작아짐

- Smooth Terrain (평야지대 등)에 비해 Rough Terrain (산악지형 등)에서 마찰이 커서 풍속의 감소폭도 큼

- 풍속이 클수록 마찰도가 커져 풍속의 감소폭 또한 커짐

- 마찰 효과는 고도가 높아질수록 작아지며, 일반적으로 수천 ft 이상에서는 무시할 수 있음

Force	Factors
PGF	압력차이의 양, Isobar 간격
Coriolis Force	바람이 부는 위도, 바람의 속도
Friction Force	지형의 형태 (평야/산악지형), 바람의 속도, 바람이 부는 고도

라. 고도에 따른 바람의 방향 (고기압/저기압 지역)

ⓐ 고고도 (Upper Air Wind)

- Friction layer (약 2,000 ~ 3,000ft 상공) 위의 바람

- PGF와 Coriolis Force만 작용

- 생성 매커니즘 : PGF에 의해 바람 생성

→ Coriolis Force에 의해 바람 방향이 오른쪽으로 변화하기 시작

→ PGF와 Coriolis Force가 서로 평형을 이루면서 바람의 방향은 Isobar에 평행해짐 (지균풍, Geostrophic wind)

ⓑ 저고도 (Surface Wind)

- 지면 근처에서는 PGF와 Coriolis Force, Friction이 모두 작용

- 고기압에서는 시계방향으로 바람이 퍼져나가고, 저기압에서는 반시계방향으로 바람이 모여 들어옴

- 생성 매커니즘 : 마찰에 의해 풍속 감소

→ 풍속 감소로 인해 Coriolis Force 또한 감소

→ PGF와 Coriolis Force 사이의 균형이 깨짐

→ PGF 방향으로 풍향이 틀어짐 (Over water 약 10˚, Rough Terrain 45˚까지)