[항공기상] Thunderstorm

Thunderstorm

가. 정의

- 적운(Cu)이나 적란운(Cb)이 모여 발달한 국지적인 폭풍

- 항공기에 가해지는 가장 위험한 기상요소를 많이 포함 (대부분 강한 돌풍과 심한 난류, 번개, 소나기, 착빙을 동반)

 

나. 뇌우의 생성조건

- 공기 중의 충분한 수증기 (Moisture) : 수증기를 많이 포함하면 비열 때문에 Lapse Rate가 주변 공기보다 작아짐

- 불안정한 대기 (Unstable Atmosphere) : 주변 공기의 Lapse Rate가 더 커지므로 상승할수록 수증기를 품은 공기가 상대적으로 가벼움

- 공기의 초기 상승작용 (Lifting Force) : 수증기가 상승하면서 단열냉각되면 액체 상태로 응결, 잠열 방출. 방출된 잠열은 다시 주변 공기를 가열시켜 가볍게 만들고 결국 다시 상승기류를 형성

 

다. 뇌우의 일생

단계	특징
Cumulus Stage (적운기)	초기 상승작용에 의해 상승한 수증기가 응결되면서 잠열 방출, 주변 공기를 가열시켜 재상승 강한 상승기류가 존재하고(+3,000fpm) 운중 기온이 주변 온도보다 높음 강한 상승기류 때문에 물방울이 하강하지 못하여 강수현상 X Light Turbulence & Moderate ~ Severe Icing
Mature Stage (성숙기)	우적이 커지면서 비나 우박의 형태로 낙하, 강수현상 발생 상승기류의 일부는 강수현상과의 마찰로 인해 하강기류로 변화 지상에서는 강한 돌풍 형태의 지상풍이 형성 강수/우박/번개/강풍 등의 악기상이 15 ~ 30분 가량 지속 Moderate ~ Severe Turbulence & Icing
Dissipating Stage (쇠퇴기)	구름 꼭대기 부근의 상승기류가 약해지면서 모루구름과 함께 소멸단계에 접어듦 (모루구름 부근은 우박이나 얼음 알갱이가 빠져나오는 통로이므로 매우 위험) 하강기류만 존재하고 강수현상이 약해지면서 하강기류 또한 약해짐 운중 기온이 주변 온도보다 낮아짐 구름이 층운형으로 변하면서 최종적으로 뇌우가 소명 Light Turbulence

라. 뇌우 회피방법

- 수평 : Upwind 방향 / Wx Radar에 관측된 Echo로부터 최소 20NM 이상 회피

- 수직 : Thunderstorm 위로 비행해야 할 경우, 최소 5,000ft 이상 수직간격 유지 (아래 비행 절대 금지) 5,000ft 미만으로 비행 할 경우, 충분한 거리를 두고 Upwind 방향으로 우회

- 뇌우가 비행 구역의 60% 이상을 덮고 있다면 전 구간 우회

- 접근하는 뇌우를 맞대고 이착륙 금지

- 모루구름(Anvil Cloud) 주변은 반드시 회피 (강력한 상승기류, 우박 등이 얼음알갱이 충돌 위험)

- 착빙은 Thunderstorm의 모든 고도에서 발생할 수 있음 (특히 -8 ~ +8˚C 온도 구간이 가장 위험)

- Wx Radar 없이 구름 속에 숨어있는 뇌우(EMBD TS) 속을 비행하지 말 것

- Wx Radar에 관측된 말린 듯한 Echo는 저기압성 회전력에 의해 그 모양이 변화한 것이므로 특히 위험

 

마. 뇌우 진입 시 대응 방법

- 일정한 자세 유지 (고도 유지 X), Autopilot OFF

- Va 이하의 뇌우 통과속도에 맞는 고정 PWR Set

- 계획된 비행경로를 유지하고 일직선으로 비행 (선회비행 지양)

- 방빙/제방장치 ON

- Cockpit Light의 밝기를 Max로 조절하고 계기 Monitor

- Seat Belt ON

 

바. 뇌우의 종류

- Single Cell : 하나의 Cell로 구성 (20 ~ 30분 가량 지속). 뇌우의 일반적인 특성을 보이나 수명이 짧고 직경이 작아 쉽게 회피 가능

- Multi Cell : Single Cell이 연쇄적으로 무리를 이루는 형태. 각개의 Single Cell이 발달하면서 이동할 때 풍상쪽에서 상승기류에 의해 새로운 Single Cell 생성. 뇌우의 3가지 생성조건이 충족되는 한 생성이 지속되며 통상적으로 수 시간 지속됨

- Squall Line TS : 좁은 띠 모양으로 나타나는 뇌우선. 주로 한랭전선의 50 ~ 300NM 전면에 형성, 우회하기는 너무 길고 통과하기도 위험함

 

사. Squall Line TS

- Squall line이란 전선이 아닌 좁은 띠 모양으로 나타나는 불안정 선을 뜻하며 여기서 발생하는 뇌우를 스콜라인 뇌우라 함. 스콜라인은 심한 뇌우를 동반

- 스콜라인은 전선이 없어도 형성될 수 있음

- 주로 습윤하고 불안정한 대기 속을 빠르게 이동하는 한랭전선의 전면 50 ~ 300mile 지점에 평행하게 발생하며 그 길이가 수백마일 까지 이어짐. 
- 형태 : 길고 좁은 선형 구조로, 수백 킬로미터까지 확장
- 강한 바람 : 순간적인 강풍(스콜)이 발생하며, 돌풍 속도가 시속 100km를 넘을 수 있음
- 강한 강수 : 짧지만 매우 강한 비, 우박, 뇌우가 동반
- 빠른 이동 : 빠르게 이동하며, 통과 시 급격한 날씨 변화를 가져옴
- 기타 현상 : 번개, 천둥, 토네이도가 발생할 수도 있음

- Squall line은 대기 불안정, 수증기, 상승 기류 등이 결합되어 형성되며, 주로 봄과 여름에 발생.