"극소용돌이"라는 문구는 종종 "추운", "스웨터", "제발, 제발, 제발 지금 제 난로가 고장나지 않게 해주세요"와 같은 단어와 문구와 연관됩니다. 극소용돌이 바람의 혼란과 약화는 미국 동부와 유럽 북부/아시아 전역에서 한파가 발생할 가능성을 높입니다(하지만 보장하지는 않습니다). 그러나 극소용돌이는 다면적인 현상입니다. 극소용돌이의 덜 알려진 측면에 대해 알아보려면 계속 읽어보세요.

극지방의 소용돌이에는 단순한 혼란 이상의 것이 있습니다.

우리는 지난 시즌 대부분을 극지방 소용돌이의 반복적인 교란에 대해 이야기하는 데 보냈습니다. 이는 북위 60도의 성층권 바람이 상당히 약해지는 경우(또는 주요 갑작스러운 성층권 온난화의 경우 방향이 반대) 소용돌이가 종종 극지방에서 완전히 밀려나거나 엿처럼 늘어지는 경우입니다. 

그러나 올해 극지방 소용돌이는 다른 모습을 보이고 있습니다. 강하고 안정적인 자체 버전입니다. 11월 이후 겨울철 대부분 동안 북위 60도의 성층권 바람은 이 시기에 대한 평균 속도보다 훨씬 높았습니다. 이 성층권 바람이 충분히 강해지면 극지방 소용돌이 강화 사건이라고 합니다. 이러한 사건 동안 극지방 소용돌이는 극 위에 더 가까이 위치하여 [각주 #1] 내부의 차가운 성층권 공기를 고립시키는 경향이 있습니다.

차가운 극지방 소용돌이에서 따뜻한 대류권으로

극지방 와류 교란과 유사하게 성층권의 극지방 와류 강화는 대류권을 통해 지표로 자체적으로 전달되어 우리의 기상 패턴에 영향을 미칠 수 있습니다. 어떤 모습일지 알아보려면 먼저 극지방 와류 강화 사건을 파악해야 합니다. 바람이 반대 방향으로 돌 때 발생하는 사건으로 분류되는 성층권 온난화 사건과 달리 극지방 와류 강화 사건을 표시하는 명확한 임계값은 없습니다. 이 분석에서는 11월과 3월 사이에 최소 10일 동안 서쪽에서 동쪽으로 부는 바람이 일일 바람의 80번째 백분위수 또는 가장 강한 20%를 초과할 때 강화 사건으로 정의합니다[각주 #2].

관측 기록에 따르면 극지방 소용돌이가 강화된 모든 사건 이후 30일 동안의 표면 온도와 대기 두께의 평균을 구하면 날씨의 일별 변화를 평균화하고 극지방 소용돌이가 상당히 강화된 후의 지속적인 날씨 패턴이 어떤지 더욱 명확하게 파악할 수 있습니다.

이러한 강화 동안 극지방의 대기 두께는 감소하며, 이는 이 지도에서 북극, 특히 아이슬란드와 북부 노르웨이의 대류권 지위고도에 부정적인 이상치로 나타납니다. 태평양, 북대서양, 유럽 주변에서 대기 두께는 정상보다 큽니다[각주 #3].

강화된 극소용돌이는 북극 공기가 저위도로 흘러들어가는 것을 막는 더 북쪽으로 향하고 덜 물결치는 극지 제트기류와 일치하는 경향이 있습니다. (하지만 극지 제트기류는  제트기류가 아니라는 점을 기억하세요  . 수직으로 수 마일 떨어져 있지만, 때때로 연결되어 동기화되어 움직일 수 있습니다.) 이 패턴 때문에 북반구 중위도의 일부 지역은 극지 제트기류가 강화된 후 30일 동안 따뜻해질 수 있습니다. 이는 특히 북아시아 대부분과 유럽 일부 지역에서 그렇습니다. 북미의 경우 그 영향이 덜 명확합니다. 캐나다와 알래스카의 대부분은 평균보다 약간 더 차가워지는 경향이 있지만, 미국의 나머지 지역, 특히 동부 절반은 평균 기온과 눈에 띄는 차이를 경험하지 못합니다.

이러한 지도의 요점은 강도가 증가한 후 한 달 동안 온도와 기압의 변화가 가장 많이 발생할 가능성이 있는 곳을 알려주는 것입니다.  앞서 말했듯이 , "일반적인" 표면 영향 지도는  예측이 아니며  이러한 사건 중 하나가 발생할 때 예상되는 일일 날씨를 나타내지 않습니다. 강도 증가 사건과 관련된 이러한 일반적인 패턴은 하향 결합이 없거나 다른 요인이 더 큰 역할을 하는 경우(ENSO, 일일 날씨) 특정 사건 이후에 항상 나타나는 것은 아닙니다.

지금까지 올해는 극지방 소용돌이가 항상 지표의 날씨에 영향을 미치는 것은 아니며, 이러한 전형적인 영향이 보장되지 않는다는 것을 기억해야 하는 이유를 잘 보여주는 사례였습니다. 극지방 소용돌이 바람은 평소보다 훨씬 강했지만, 12월 말과 1월 말의 짧은 상호작용을 제외하면 성층권과 대류권은 대체로 서로를 무시했습니다.  몇 주 전에 극지방 소용돌이가 늘어나는 것이 제트기류의 확장과 일치하는 것처럼 보인다는 것을 알아챘 지만, 남부에서 역사적인 눈을  초래한 한파는   다른 요인의 영향을 받았을 가능성이 더 높다고 생각합니다.

앞으로의 전망: 극지방의 와류가 더욱 심화될 가능성이 높음

현재 예보에서는 극지방 소용돌이의 강도에 큰 변화가 나타나지 않았습니다. 개별 예보 중 일부는 성층권 바람의 강한 약화 또는 역전을 예측하지만, 모든 개별 예보의 평균은 극지방 소용돌이가 적어도 2주 동안 정상보다 더 강할 것임을 나타냅니다. 게다가 최신 예보에서는 성층권과 대류권 사이에 상당한 상호 작용이 나타나지 않았습니다. 따라서 적어도 앞으로 2주 동안은 극지방 소용돌이가 강하지만 조용하게 유지되는 것으로 보입니다.

각주

[1] 실제로 강한 극소용돌이는 종종 극에서 약간 벗어나거나 길쭉합니다. 이는 극소용돌이가 스스로 약간씩 변하기 때문입니다.  이전 게시물 에서 설명했듯이 강한 서동풍은 대류권파가 극소용돌이를 밀어내는 데 큰 도움이 될 수 있습니다. 하지만 바람이 너무 강해지면 이러한 파동이 깨질 가능성이 줄어듭니다. 때로는 이러한 파동이 극소용돌이를 밀어내는 대신 바로 튕겨져 나와 대류권으로 반사되는 것을 의미합니다. 이에 대해서는 다음 게시물에서 더 자세히 설명하겠습니다.

[2] 이것이 지나치게 기술적으로 들린다는 것을 알고 있으므로 조금 더 설명하겠습니다. 11월에서 3월 사이의 매일 1958-2023 ERA5 재분석 기록의 모든 일 평균 풍속 값을 수집합니다. 그 수집에서 80%의 바람이 약하고 20%가 강한 값을 찾습니다. 이것은 80번째 백분위수입니다.

[3] 북극 진동 용어에 익숙한 분들을 위해 말씀드리면  , 극소용돌이 강화에 대한 대류권 반응은 종종 북극 진동의 양의 위상과 연관됩니다.