순환 (Circulation)은 거시적 의미에서 한정된 면적에 존재하는 회전 움직임입니다. 시계반대방향으로 돌 때 순환은 양의 값이 되는데 이는 오른손 법칙을 만족시키기 위해서입니다. “C” 표시처럼 엄지를 제외한 오른 손가락 4개를 이용해서 물체를 휘어 잡을 때 엄지는 하늘을 향하게 되는데 이를 양의 값이라고 가정합니다. 나사를 시계반대방향으로 돌리면 위로 튀어나오게 되면서 풀리게 되는데 이도 오른손 법칙과 같은 원리입니다. 모든 자연현상은 이와 같습니다.
즉, 유체의 선속도(접선속도)와 둘레를 곱한 것이 순환인 것 입니다. 즉, 선속도가 크면 순환이 커지고, 둘레가 커도 순환은 커지게 됩니다.
와도 (Vorticity)란 미시적 의미에서 한 점에 존재하는 회전움직임입니다. 순환을 설명할 때는 한정된 면적이란 말을 사용했는데, 와도를 설명할 때는 한 점이란 말을 사용했습니다. 바로 이것이 순환과 와도의 차이입니다. 그렇다면 한정된 면적에서 구해진 값을 한 점에의 값으로 바꾸기 위해선 어떻게 하면 될까요?
바로 한정된 면적 값으로 구해진 값을 나누어 주면 되는 것입니다.
쉽게 설명하자면, 200개의 사과가 들어있는 사과 상자 한 개의 값이 2만원이라면 사과 한 개는 100원이라는 알 수 있습니다. 2만원을 200으로 나누면 100원이란 값이 나오기 때문입니다.
와도에는 2개 연직방향(y-z, x-z)과 1개 수평(x-y)방향 등 총 세 개의 성분이 있습니다. 그러나 하늘에서 땅으로 도는 회전은 잘 있지도 않을뿐더러 있다 하더라도 그 힘은 아주 작습니다. 그래서 기상학에서는 수평(x-y평면) 와도만 주로 다루게 되는 것입니다. 더 설명하자면 x축으로 움직이면 북풍이 불고, y축으로 움직이면 동풍이 분다는 뜻이 됩니다. 즉 시계반대방향의 회전을 보이는 것입니다.
| 담당부서 : |
기상청 국립기상연구소 응용기상연구과 (☎ 07078506808)
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출처: 국민신문고