북반구에서는 3월 말에서 4월 초 사이 태양의 직사광선이 강하게 내리쬐며 봄이 찾아온다. 그런데 2022년 3월, 러시아 상트페테르부르크에 난데없이 폭풍을 동반한 대설이 내렸다. 그 후 놀라운 장면이 펼쳐졌다. 눈이 0℃의 얼지 않은 호수와 강에 내리자, 녹지 않고 표면에 그대로 쌓이기 시작한 것이다. 이 기이한 모습을 담은 사진이 온라인 커뮤니티에 빠르게 퍼지기 시작했다. 사람들이 이 모습이 마치 끓인 우유 표면에 하얀 막이 형성된 것 같은 모습 같다고도 했고, 창펀과 비슷한 모습이라며 창펀설이라고 이름을 붙여 주기도 했다. 이 희한한 현상이 나타나기 전에는 여느 때처럼 봄을 맞이하는 난류가 불었다. 그런데 폭설이 내린 다음 그것이 채 녹기도 전에 돌연 차가운 공기가 불어닥치면서 설면이 형성된 것이다. 사실 이 기이한 현상은 북극에서 발생하는 극소용돌이와 깊은 관련이 있다.

북극의 소용돌이를 이해하려면 먼저 다음의 두 가지 개념을 알아 두는 것이 좋다.

-극소용돌이

남극과 북극 근처 대류권의 중상부와 성층권에서 지속적으로 발생하는 대규모 사이클론.

-북극진동

북극에 존재하는 찬 공기의 극소용돌이가 수십 일에서 수십 년을 주기라 강약을 되풀이하는 현상.

북극 상공에 이는 소용돌이의 세기는 적도와 남북극의 온도와 연관이 있다. 적도와 남북극 사이의 온도 차가 크면 클수록 소용돌이는 더 강해지고 안정적인 기류를 유지하며, 온도 차가 적을수록 소용돌이는 약해지고 불안정한 모습을 보인다. 아열대의 따뜻한 난류가 극지방으로 이동하면 소용돌이를 밖으로 밀어내면서 저위도 지역으로 이동하게 된다.

이렇듯 독특한 창펀설이 생긴 이유는 최근 해당 지역에 나타난 급격한 온도 변화 때문이다. 보통 눈이 물을 만나면 곧바로 녹아 버리는 게 정상이다. 다만 눈과 물의 온도가 동일하고 눈 결정의 밀도가 물보다 더 작아 눈이 수면 위로 떠오를 수 있다. 상트페테르부르크는 발트해의 영향을 많이 받는 곳으로 봄에 기온이 올라가면서 얼었던 강물이 녹기 시작하지만, 수온은 여전히 매우 낮은 편이다. 만일 이때 북극해의 한파가 갑자기 들이닥치면 강물이 얼지 않은 상태에서 내린 눈이 수면을 덮게 된다. 그러나 강물은 멈추지 않고 계속 흐른다. 그 흐름에 따라 눈이 모였다가 흩어지기를 반복하면서 겹겹이 쌓여 층을 이루어 창펀과 같은 모습이 만들어지는 것이다.

이렇듯 급격한 기후 변화와 대기 순환 변화는 러시아뿐 아니라 동유럽 국가에서도 나타나고 있다. 유라시아 대륙에서 불어오는 서풍이 대기층의 변화를 일으키고, 심지어 위도가 더 낮은 중국에까지 영향을 주고 있다. 따라서 창펀설과 같은 동유럽의 이례적인 기후 변화를 계기로, 앞으로의 대응 방안을 고민해 보아야 한다.

-체크 포인트

상트페테르부르크는 러시아의 서북부, 발트해의 핀란드만에 접한 도시로 북유럽의 베네치아라고도 한다. 수도 모스크바에 버금가는 큰 도시로 서북 지역의 중심 도시 역할을 한다. 북위 59°~60°, 동경 29°~30°에 위치하며 온대 대륙성 기후에 속하지만, 바다의 영향을 많이 받아 강수량이 많은 편이다.

미국 캘리포니아주 리버사이드 카운티에 있는 도시 코첼라는 현재 뮤직 페스티벌의 대명사로 전 세계에 이름을 알리고 있다. 코첼라 밸리 뮤직 앤 아츠 페스티벌은 세계적으로 가장 큰 뮤직 페스티벌로 1999년 캘리포니아 인디오에서 개막한 이후 지금까지 그 명맥을 이어 오고 있다.

코첼라가 위치한 코첼라 밸리는 지중해성 기후와 열대 사막 기후가 관통하는 지대로 매우 건조하다. 서쪽에는 거대한 로키산맥이 자리하고 있어 겨울에는 온도가 급격히 하강해 기온이 매우 낮아 한랭 고기압13이 형성되기 쉽다. 협곡의 특성상 산맥이 올라갔다가 내려오는 등 지형이 갑자기 전환되는 곳이 많아 북반구에 있는 코첼라에는 북동풍이 강하게 불다. 거기에 캘리포니아주 남부 골짜기 지형이 동북-서남향으로 되어 있어 풍향과 계곡의 방향이 서로 일치할 때면 벤투리 효과가 발생한다. 벤투리 효과란 좁은 협곡과 같은 곳에서 바람이 불 때 가속도를 받게 되는 지형의 효과를 일컫는다. 이러한 현상에 의해 국지적으로 기압이 내려가고 강풍이나 돌풍 등이 나타난다.

위에서 언급한 것처럼 이 지역은 가을, 겨울에는 한랭 고기압의 영향을 받는다. 그런데 차갑고 습한 공기가 로키산맥을 타고 올라가 정상에 도달하면 비를 뿌리고, 다시 산맥을 넘어 내려올 때 따뜻하고 건조한 공기로 바뀐다. 이것이 바로 유명한 푄 현상이다.

푄 현상이란 수증기를 포함한 공기 덩어리가 바람을 마주하는 바람받이 사면을 타고 올라가 정상에서 비를 뿌린 후, 산을 넘어 다시 사면으로 내려올 때 공기의 상태가 고온 건조해지는 현상을 일컫는다. 산지에서 생기는 일종의 국지적인 공기 운동 형태로 지역적 성향이 강하다.

코첼라의 강풍은 자연이 이 토지에 선사한 하나의 개성과도 같다. 이는 코첼라의 독특한 자연적 환경과 이미지를 만들어 주었을 뿐 아니라 뮤직 앤 아츠 페스티벌에도 신비롭고 아름다운 무대 효과를 더해 주었다.

2022년 여름, 중국 쓰촨성과 충칭시에 극단적인 고온 현상이 나타났다. 기업과 관공서가 정전되고 수자원 부족 현상이 나타났으며 산불이 빈번했다. 그런데 과연 이것이 비단 그 지역 사람들에게만 국한된 피해라고 할 수 있을까?

중국 쓰촨과 충칭에 나타난 고온 현상은 아열대 고기압과 지형적 특성의 영향을 받은 것이다.

아열대 고기압은 중위도·고위도 지역과 저위도 사이에서 수증기와 에너지, 열량을 전달하고 균형을 맞추는 중요한 작용을 한다. 이는 대기 순환에 있어 아주 중요한 체계이다. 아열대 고기압의 영향을 받는 지역은 하강 기류가 성행해서 기온이 높고, 맑은 날이 많아 대기가 건조하다. 2022년 여름은 아열대 고기압이 비정상적으로 강렬했고 아프리카와 이란 간의 고기압과 연결되어 매우 안정적인 고기압대가 형성되었다. 이렇게 안정적인 기압은 쉽게 사라지지 않는 특성이 있다.

쓰촨과 충칭은 쓰촨 분지에 속해 있어 기온이 올라가면 뜨거운 공기가 계속해서 안쪽으로 쌓여 흩어지기가 어렵다. 게다가 충칭 주변의 복잡한 습곡산맥이 이러한 현상을 더욱 심화시키는데 설사 차가운 공기가 불어온다고 해도 층층이 가로막혀 안으로 들어오기 힘들다. 또한 강수량이 적기 때문에 강물로 보충할 수 있는 양도 적다. 거기에 기온이 높아 증발량이 많아서 해당 지역은 기온이 올라가면 좀처럼 떨어지지 않는다.

쓰촨성의 지리는 대체로 서쪽이 고도가 높고 동쪽이 낮은 편으로 계단식 형태를 띤다. 강물이 풍부해 중국에서는 수자원의 도시로 불린다. 십여 개의 대형 수력 발전소가 이 지역에 위치해 전국에 에너지를 공급한다. 그러나 기온이 높아지면 강수량이 줄어들고 증발 속도가 빨라져서 강물의 수위가 자연스럽게 낮아진다. 이는 수력 발전에 치명적인 요인으로 작용한다.

극단적인 고온 현상으로 쓰촨성의 전력 수요가 급증했지만, 강수량 부족으로 수력 발전소의 생산량은 크게 감소했다. 전체 에너지 생산량이 줄어든 상황에서도 쓰촨은 다른 지역으로 전력을 송출해야 했다. 현재 쓰촨성은 화동·서북·화북·화중 지역에 전력을 공급하는 핵심 허브 역할을 하고 있다.

전력 공급이 부족해지자 전력망은 인구 밀도가 높은 대도시를 중심으로 우선 배분되었고, 대형 공장에는 시간대를 나누어 전력을 공급하는 방식으로 수요 균형을 유지했다. 이 과정에서 상대적으로 우선순위가 낮은 일부 지역에서는 전력 부족이나 정전이 발생했다.

강수량은 감소한 반면 증발량이 증가하면서 일부 지역에서는 가뭄이 심화되었고, 식량 생산량도 크게 줄어들었다. 자링강의 수위가 낮아지면서 해상 운송이 어려워져 일부 선박은 운항을 중단할 수밖에 없었다. 또한 고온의 날씨로 산불 위험도 증가했다. 수자원 부족 문제가 생태 환경은 물론 인류의 삶에도 심각한 위협이 될 수 있다는 걸 다시 한번 깨닫게 하는 대목이다.

2022년 여름, 중국 남부 대부분 지역에 비정상적인 고온 현상이 나타났다. 아열대 고기압이 북쪽으로 이동하면서 양쯔강 중하류 지역에 여름 가뭄이 나타났고, 이는 농업과 일상생활에 큰 영향을 주었다. 여름 가뭄으로 농업 생산량이 급감했고, 산업용수는 물론 생활용수와 해상 운송업까지 줄줄이 직격탄을 맞았다. 또 각종 질병을 유발해 사람과 가축의 건강에도 위협을 끼쳤다.

2023년 7월, 화북 지역이 고온 현상으로 몸살을 앓았다. 전선성 강수23가 미처 도달하기도 전에 기압 마루24의 영향으로 하강 기류가 생기면서 기온이 상승해 매우 오랜 기간 뜨겁고 맑은 날씨가 이어졌다. 거기에 여름 절기가 겹치면서 일조 시간이 늘어났고, 기온이 급격히 올라갔다.

6월 하순에는 전선성 강수가 양쯔강 중하류 지역에 도달하면서 장마가 시작되었고, 오랜 기간 이어진 흐린 날씨 때문에 기온은 좀처럼 올라가지 않았다. 북쪽은 40℃에 육박하는 찌는듯한 무더위가 수십 일 이어졌지만, 남쪽의 수많은 도시, 가령 우한은 계속 28℃를 유지하며 기온이 올라갈 기미를 보이지 않았다. 그러다 보니 화북 지역의 더위가 상대적으로 더 심각하게 느껴졌다.

더군다나 하지와 딱 맞물린 시기라 북쪽은 낮이 길어져 일조량이 많아졌고, 이것이 기온을 높이고 유지하는 기폭제 역할을 했다.

2023년 7월 4일, 유엔 세계기상기구는 엘니뇨 현상이 7년 만에 처음으로 열대 태평양에 발생했다고 발표했다. WMO의 예측에 따르면 2023년부터 2027년 사이에 2016년에 정점을 찍었던 고온 기록이 깨질 확률이 98%에 달한다고 한다. 이 경고대로라면 정말로 더운 여름은 아직 오지 않았다 는 의미다.

끊임없이, 마치 영원히 사용할 수 있을 것처럼 여겨지는 자원을 지금처럼 무절제하게 소비한다면, 어느 날 모든 것이 한순간에 무너지거나 사라질 수 있다. 이것이 우리가 지리적 지식을 배우고, 이를 일상생활에 적용해야 하는 이유다.

실외 온도가 아무리 높아도 에어컨 온도는 26℃ 이상으로 유지하는 것이 바람직하다. 사용하지 않는 전기 코드는 뽑아 두는 등 생활 속에서 에너지 낭비를 줄이려는 노력이 필요하다.

지금은 안전하다고, 이상 기후로 인한 피해는 없을 것이라고 생각한다면, 앞으로의 삶이 원하는 대로 이어질 것이라고 장담하기는 어렵다.

-체크 포인트

지세란 땅의 생긴 모양이나 형세를 가리키는 말로 지표면의 절대적인 높이와 상대적인 높이, 경사면의 가파름과 완만함 정도 등을 모두 포함한다. 이 지세는 건축, 군사 등의 방면에서 활용된다.

찜통더위가 이어지는 한여름이 되면 더위를 피하기 위해 바다를 찾아 여행을 떠나는 사람들이 많다. 뜨거운 햇볕 아래에서 맞이하는 시원한 바닷바람과 탁 트인 해변 풍경은 일상의 더위와 피로를 잊게 해 주는 매력적인 휴식처다. 물놀이를 즐기거나 해변을 거닐며 여유를 만끽하는 순간은 여름철 바다 여행의 가장 큰 즐거움이기도 하다. 그러나 이러한 해변의 아름다움 이면에는 사람들이 미처 알지 못하는 치명적인 위험이 숨어 있다. 바로 이안류다. 자칫 방심한 채 물에 들어갔다가 이안류에 휩쓸리면 순식간에 먼바다로 떠밀려 나가 익수 사고로 이어질 수 있다.

이안류는 파도와 조석 그리고 해안 지형이 복합적으로 작용해 형성되는 해류로, 일정한 간격을 두고 해안에서 바다 쪽으로 빠르게 흐르는 좁은 물길을 이른다. 겉보기에는 잔잔해 보이지만, 실제로는 흐름의 속도가 매우 빠르고 방향이 뚜렷해 위험성이 크다. 이러한 특징 때문에 역파도 또는 역물살이라고도 불린다.

이안이라는 말은 연안을 떠난다는 뜻으로, 바람을 의미하는 이안풍과도 어원이 같다. 비록 이안류와 이안풍은 형성 원리가 서로 다르지만, 해안에서 바깥쪽으로 향하는 흐름이라는 점에서는 공통적이다. 예를 들어, 바람의 방향과 해안선이 이루는 각도가 특정 조건을 만족하면 바닷속 흐름이 변화하면서 해수의 이동 방향이 달라지기도 한다. 다만 페루 연안에서 나타나는 용승과 한류 형성은 주로 바람에 의해 발생하는 해수의 수직 이동 현상으로, 이안류와는 형성 방식에서 차이가 있다.

이안류가 발생하려면 몇 가지 조건이 필요하다.

파도는 수심이 깊은 곳에서는 빠르게 이동하고, 수심이 얕아질수록 점차 속도가 느려지는 특성이 있다. 먼바다에서 빠르게 밀려온 파도는 해안에 가까워지면서 수심이 얕아져 속도가 줄어들고 결국 부서지게 된다. 이러한 파도의 쇄파 현상은 해안으로 밀려온 물이 다시 바다 쪽으로 되돌아가려는 흐름을 만들어 내며, 이 과정에서 이안류 발생의 원인이 되는 역류가 형성된다.

물이 차오를 때는 조력 때문에 물이 빠르게 밀려나면서 구릉이나 둑을 넘을 수 있다. 그런데 물이 빠질 때는 파도의 힘이나 속도가 약해져 구릉이나 둑을 넘을 수 없어서 파인 구릉이나 골짜기로 빨려 들어간다.

모래 언덕이 끊기거나 일부가 비어 있으면 그 틈이 이안류가 빠져나가는 통로 역할을 하게 된다. 일반적으로 모래사장과 바닷물의 경계에는 파도와 조석의 영향으로 길고 얕은 모래 언덕, 사구가 형성된다. 밀물 때는 바닷물이 비교적 쉽게 이 사구를 넘어 해안으로 들어오지만, 썰물 때는 빠져나가는 물의 흐름이 분산되면서 사구를 넘지 못하는 경우가 많다. 이때 물은 상대적으로 저항이 작은, 즉 사구가 약하거나 끊어진 지점을 따라 바다 쪽으로 빠져나가려 한다.

이 과정에서 사구의 일부가 무너지거나 열리면 그 틈으로 해수가 한꺼번에 집중되면서 강한 흐름이 형성되는데, 이것이 바로 이안류다. 이는 마치 물이 가득 찬 공간에서 한쪽에 출구가 생기면 그쪽으로 물이 급격히 빨려 나가는 현상과 비슷하다. 이러한 원리로 바닷속에서는 국지적으로 매우 강한 유출 흐름이 만들어진다.

이안류는 보통 해안선에서 바다 쪽으로 좁은 통로를 따라 빠르게 흘러나가지며, 유속은 초속 2~3m 이상에 이르기도 한다. 이는 올림픽 수영 선수의 속도보다 빠른 수준이다. 겉으로 보기에는 비교적 잔잔하고 평온한 수면처럼 보이지만, 실제로는 그 아래에서 강한 흐름이 형성되어 있어 매우 위험하다. 이안류에 휩쓸리면 강한 흐름 때문에 해안 쪽으로 곧장 헤엄쳐 나오기 어렵다.

이안류는 좁은 통로를 형성하는 모래톱이 해안 가까이에 발달해 있을 때 잘 발생한다. 또한 바닷물의 색이 주변과 뚜렷하게 달라 보이는 해역이나, 거품·해조류 등이 일정한 띠 형태로 바다 쪽으로 이동하는 해안에서도 발생 가능성이 높다. 따라서 이러한 특징이 관찰되는 해안에서 해수욕을 할 때는 각별한 주의가 필요하다.

항공 노선은 지구의 지리적인 특성과 대기 환경을 고려해 설계한다. 지구는 타원형에 가까운 둥근 형태여서 항공 노선은 지형, 기상 조건 등의 요소를 두루 고려해야 한다.

지구상에서 두 지점 간의 최단 거리를 대권 코스라고 한다. 이 코스는 지구의 대권을 따라 난 길로 지구 중심을 기준으로 활 등 모양으로 굽은 호선형을 나타낸다. 비행기가 호선형을 따라 날아가는 이유는 이 호선형이 노선의 최단 거리이기 때문이다. 우리가 평소에 보는 지도나 노선도는 모두 평면이지만, 알다시피 지구는 둥글다. 둥근 지구의 두 지점 간 거리를 최단 거리로 이어 주려면 지구 중심을 기준으로 아치형 모양을 그려야 한다. 쉽게 말해 두 지점을 출발역, 종착역이라고 한다면 같은 평면상에서 두 역을 이어 주는 커다란 원을 그려서 이어 줘야 하는데, 이어 준 원 안에서 가장 짧은 선이 바로 최단 노선이 되는 것이다. 물론 완전히 천연적인 대권도 존재한다. 적도나 자오선 등과 같은 두 지점이 걸쳐 있으면 여기에서의 최단 노선은 직선거리가 된다.

노선을 설계할 때 두 지점이 북반구의 같은 위도에 있으면 항공기는 북쪽으로 올라갔다가 남쪽으로 내려오는 경로를 따른다. 남반구에서는 그 반대다. 두 지점이 적도나 자오선 같은 대권 위에 있으면 최단 경로에 가까운 직선 비행이 가능하다. 이러한 경로는 특히 장거리 비행에서 두드러진다. 다만 실제 운항에서는 풍향, 기류, 항로 제한 등을 고려해 대권 경로를 기준으로 일부 조정된 항로를 사용한다.

거리적 요인 말고도 항공 노선에 영향을 주는 요인은 또 있다. 중국과 미국 노선을 예로 들어 보자. 바로 태평양을 가로지르지 않고 육지를 따라 비행하는 것은 안전상의 이유 때문이다. 오랜 시간 바다를 건너는 비행이면 긴급한 상황이 일어났을 때 착륙할 장소를 찾지 못해 큰 사고가 나기 쉽다.

지형 역시 항공 노선에 영향을 주는 요소이다. 대부분의 항공기는 칭장고원을 피해 비행하는데, 이는 해발 고도가 매우 높아 상층 기류의 흐름과 항공 운항 안정성에 영향을 줄 수 있기 때문이다. 또한 날씨와 기후 조건은 항공 운항에서 무엇보다 중요하다. 뇌우, 허리케인과 같은 극단적인 기상 현상을 피하는 것을 기본 원칙으로 안전하게 항로를 조정한다. 비행 중에는 최대한 바람을 타고 날아야 비행 속도를 올려 연료를 절약할 수 있다. 그래서 항공 노선을 계획할 때는 풍향을 고려해야 하고 특히 장거리 노선이라면 더욱 그러해야 한다.