이것은 2003년 9월, 대서양의 허리케인 이저벨입니다. 한 나라만 한 크기의 엔진이 돌고 있는, 5등급 폭풍입니다. 나선형 띠를 따라가 보면, 지표 근처의 바람이 모두 같은 방향, 즉 시계 반대 방향으로 돈다는 것을 알 수 있습니다. 적도 북쪽의 모든 허리케인은 이렇게 돌고, 적도 남쪽의 모든 허리케인은 반대 방향으로 돕니다. 이 패턴은 우연이 아닙니다. 지구 자체가 이 패턴을 만들어 냅니다.
0:27이번 강의에서는 허리케인이 무엇을 연료로 움직이는지, 왜 그 방향으로 도는지, 그리고 눈 안에서는 무슨 일이 일어나는지 알아보겠습니다. 미국을 바꾼 두 폭풍을 돌아보고, 한때 350마일 넘게 빗나가던 예보가 이제는 어떻게 약 100마일 정도만 빗나가게 되었는지도 살펴보겠습니다.
0:44먼저 연료부터 시작하겠습니다. 허리케인은 열기관이며, 따뜻한 바닷물을 연료로 움직입니다. 해수면 온도는 적어도 26.5 °C, 약 80 °F는 되어야 합니다. 그리고 약 50미터 깊이까지 바닷물이 그만큼 따뜻하게 유지되어야 합니다. 이 지도는 2005년 8월 말의 바다를 보여 주며, 가장 따뜻한 바닷물은 빨간색으로 표시되어 있습니다. 허리케인 시즌이 여름이 끝날 무렵 절정에 이르는 이유도 이것으로 설명됩니다. 그때쯤이면 바다가 몇 달 동안 태양의 열을 흡수했기 때문입니다.
1:13이 엔진은 이렇게 작동합니다. 따뜻한 바닷물이 증발하고, 그 위의 습한 공기가 상승합니다. 공기가 올라가면서 수증기가 응결해 구름이 되고, 응결 과정에서 열이 방출됩니다. 그 열 때문에 공기는 더욱 빠르게 상승하고, 이는 바다에서 더 많은 습한 공기를 끌어들여, 이 순환은 스스로를 계속 키워 나갑니다. 평균적인 허리케인은 단 하루 동안, 전 세계가 생산하는 모든 전기의 100배가 넘는 열을 방출합니다.
다음은 회전입니다. 공기는 사방에서 폭풍 중심의 저기압을 향해 몰려드는데, 행성이 멈춰 있다면 공기는 곧장 중심으로 흘러들 것입니다. 하지만 지구는 자전하고 있고, 지표를 따라 먼 거리를 이동하는 것은 무엇이든 방향이 휘어집니다. 북반구에서는 오른쪽으로, 남반구에서는 왼쪽으로 휩니다. 그 이유는 이렇습니다. 적도의 땅은 시속 약 1,670킬로미터로 동쪽으로 이동하지만, 극 근처의 땅은 거의 움직이지 않습니다. 극을 향해 흐르는 공기는 동쪽으로 도는 회전을 그대로 지니고 가는데, 자전축에 가까워질수록 그 회전이 공기를 더욱 빠르게 실어 나르기 때문에, 아래의 땅보다 앞서 나가게 되고, 그 경로가 휘어집니다. 이러한 휘어짐을 코리올리 효과라고 합니다.
2:30그 결과 공기는 결코 중심에 곧장 도달하지 못합니다. 공기는 중심 주위를 휘감아 돌고, 폭풍 전체가 스스로 감기며 나선을 이룹니다. 북반구에서는 시계 반대 방향으로, 남반구에서는 시계 방향으로 돕니다. 이것을 알면, 허리케인의 위성 사진만 보고도 그것이 어느 반구에 있는지 알 수 있습니다.
2:47그러나 적도 바로 위에서는 옆으로 휘어지는 힘이 전혀 없습니다. 적도에서 약 5도 이내, 즉 양쪽으로 약 550킬로미터 범위에서는 코리올리 효과가 너무 약해서 폭풍을 회전시키기 시작할 수 없습니다. 그래서 허리케인은 적도에서 거의 생기지 않으며, 한 반구에서 다른 반구로 넘어가는 일도 거의 없습니다.
이제 폭풍의 중심을 들여다보겠습니다. 이것은 2015년 10월, 멕시코 앞바다의 허리케인 퍼트리샤입니다. 이 허리케인의 풍속은 시속 345킬로미터, 즉 시속 215마일에 이르렀는데, 이는 모든 허리케인을 통틀어 기록상 가장 강한 것입니다. 그 중심에는 구름에 뚫린 구멍이 있습니다. 바로 눈입니다.
3:30이것은 가까이에서 본 이저벨의 눈입니다. 눈 안에서는 공기가 가라앉기 때문에 바람이 약하고, 하늘이 맑게 개기도 합니다. 보이는 소용돌이들은 중규모 소용돌이로, 눈 안에서 회전하는 더 작은 공기의 소용돌이입니다. 허리케인의 눈은 보통 지름이 30~60킬로미터이며, 그 주위에는 바람이 가장 세게 부는 거대한 구름 벽, 즉 눈벽이 둘러서 있습니다. 눈이 어떤 마을 위를 지나가면 바람이 갑자기 잦아들었다가, 반대 방향에서 똑같이 세게 다시 불어옵니다.
4:02해수면에서 측정된 가장 낮은 기압은 한 폭풍의 눈 안에서 기록되었습니다. 1979년 서태평양의 태풍 팁은 기압이 870밀리바까지 떨어졌습니다. 팁은 또한 기록상 가장 큰 열대 저기압으로, 지름이 약 2,200킬로미터였습니다. 북아메리카 위에 겹쳐 놓으면, 미국 폭의 절반을 덮을 만한 크기입니다.
그런데 폭풍에는 왜 이름이 있을까요? 예보관들은 여러 폭풍을 동시에 추적하는 경우가 많았고, 긴 설명은 무전으로 전할 때 쉽게 혼동되었습니다. 대서양 폭풍에 처음 이름이 붙은 것은 1950년으로, 당시의 무선 통신용 알파벳인 에이블, 베이커, 찰리가 쓰였습니다. 여성 이름은 1953년에 도입되었고, 남성 이름은 1979년에 목록에 추가되었습니다.
4:54여러 폭풍이 동시에 활동할 때 이름은 실제로 큰 차이를 만듭니다. 2020년 9월 14일에는 대서양에서 열대 저기압 다섯 개가 동시에 회전하고 있었는데, 이는 그 전에 1971년에 단 한 번 있었던 일이었습니다. 세계기상기구는 대서양 폭풍을 위해 여섯 개의 이름 목록을 관리하며, 이를 돌아가며 사용하기 때문에 각 이름은 육 년마다 다시 돌아옵니다. 예외는 너무나 많은 인명 피해나 막대한 재산 피해를 낸 폭풍으로, 그 이름은 영구히 퇴출됩니다. 카트리나, 마리아, 이언, 헬린이 그랬습니다.
5:311900년과 2005년
그 두 폭풍 중 첫 번째는 1900년 9월 8일에 들이닥쳤습니다. 텍사스주 갤버스턴은 당시 주에서 가장 부유한 도시 중 하나였으며, 가장 높은 곳이 해발 9피트도 되지 않는 모래섬 위에 세워져 있었습니다. 위성도, 레이더도 없었고, 바다 위의 배들에는 무선 통신기가 없었기 때문에, 멕시코만 먼바다에서 폭풍이 얼마나 강해졌는지 아무도 알 수 없었습니다.
5:54바닷물이 15피트 넘게 차올라 섬 거의 전체를 휩쓸었습니다. 다음 날 아침까지 최소 8,000명이 숨졌으며, 이는 지금도 미국 역사상 가장 많은 사망자를 낸 자연재해로 남아 있습니다. 갤버스턴은 높이 17피트의 방조제 뒤에서 재건되었고, 이어 도시의 상당 부분을 잭으로 한 채 한 채 들어 올렸습니다.
6:15그로부터 백오 년 뒤, 카트리나가 찾아왔습니다. 2005년 8월 28일, 카트리나는 멕시코만 한가운데에서 풍속 시속 175마일의 5등급 폭풍이었습니다. 루이지애나에서 플로리다에 이르는 해안 전체가 그 진로에 놓여 있었습니다.
6:30카트리나는 다음 날 아침 루이지애나에 상륙했는데, 그때는 이미 약해져 3등급이었습니다. 그러나 뉴올리언스의 상당 부분은 제방 뒤 해수면보다 낮은 곳에 자리하고 있으며, 폭풍 해일이 높아지자 제방과 홍수 방벽이 약 50곳에서 무너졌습니다. 도시의 팔십 퍼센트가 물에 잠겼습니다. 모두 합쳐 1,400명 가까이 숨졌고, 피해액은 125,000,000,000달러에 달했습니다.
6:56그 물의 대부분은 하늘에서 내린 것이 아니었습니다. 홍수 방벽이 무너지면서 호수와 운하에서 쏟아져 들어온 물이었습니다. 그 뒤로 도시는 14,500,000,000달러 규모의 제방, 수문, 펌프 시스템으로 둘러싸였는데, 이는 육군 공병대가 지금까지 건설한 가장 큰 토목 사업 중 하나입니다.
오늘날의 예보관들은 갤버스턴 시절의 그 누구보다도 이런 폭풍이 다가오는 것을 훨씬 더 잘 내다볼 수 있습니다. 이제 모든 예보에는 이와 같은 원뿔이 함께 제시됩니다. 원뿔은 폭풍의 크기를 보여 주지 않습니다. 원뿔은 폭풍의 중심이 지나갈 가능성이 높은 경로를 보여 주며, 세 번 중 두 번은 중심이 그 안에 머뭅니다.
7:371990년, 국립 허리케인 센터의 사흘 예보는 폭풍의 위치를 평균 350마일 넘게 빗나갔습니다. 2020년대 중반에는 평균 오차가 약 100마일이었습니다. 이러한 향상은 위성, 눈벽을 곧장 뚫고 비행하는 허리케인 관측 항공기, 그리고 강력한 슈퍼컴퓨터에서 돌아가는 컴퓨터 모델 덕분입니다.
8:01여전히 예측하기 어려운 것은 강도입니다. 매우 따뜻한 바다 위에서 어떤 폭풍은 놀라울 만큼 빠르게 강해지는데, 예보관들은 이 과정을 급속 강화라고 부르며, 하루 사이에 풍속이 적어도 시속 35마일 증가하는 것으로 정의합니다. 2024년 10월, 허리케인 밀턴은 플로리다로 향하던 중 약 하루 만에 1등급에서 5등급으로 강해졌습니다.
8:28여전히 회전하는 중
이제 지구 반대편을 보겠습니다. 이것은 2016년 2월 남태평양의 사이클론 윈스턴으로, 남반구에서 기록된 가장 강한 폭풍 중 하나로서 피지를 강타하기 이틀 전의 모습입니다. 같은 따뜻한 바다, 같은 엔진으로 움직이지만, 나선을 한번 보십시오. 이 폭풍은 시계 방향으로 돕니다.
8:48자, 기억할 것 세 가지입니다. 첫째, 허리케인은 적어도 26.5 °C의 따뜻한 바닷물을 연료로 움직이는 열기관입니다. 둘째, 지구의 자전이 허리케인에 회전을 주는데, 적도 북쪽에서는 시계 반대 방향, 남쪽에서는 시계 방향으로 돌며, 그래서 허리케인은 적도 바로 위에서는 거의 생기지 않습니다. 그리고 셋째, 폭풍이 어디로 갈지에 대한 예보는 1990년 이후 세 배 넘게 정확해졌지만, 폭풍이 얼마나 강해질지는 여전히 어려운 부분입니다.
9:19다음에 우주에서 본 허리케인을 보게 되면, 그것이 도는 방향을 살펴보십시오. 시계 반대 방향으로 돈다면 적도 북쪽에 있는 것이고, 시계 방향으로 돈다면 적도 남쪽에 있는 것입니다. 그리고 허리케인이 무엇으로 움직이는지 기억하십시오. 바로 그 아래의 따뜻한 바다이며, 결코 자전을 멈추지 않는 행성이 그것을 회전시킵니다. Earth Explained를 시청해 주셔서 감사합니다. 구독하고 다음 이야기를 만나 보세요. EarthWatch 24-7에서 언제든지 지구를 실시간으로 보실 수 있습니다.
