17.2.2.1. Mountain Waves
[Figure 17-4]를 보면서 *산악파는 안정된 기류가 산이나 산의 능선을 통과할 때 생기는 대기 파동의 방해(atmospheric wave disturbance)입니다. 산악파는 산의 바람을 타고 위아래로 발달하는 기계적 난기류의 한 형태입니다. 바람이 빠르게 부는 경우에는 파동은 거의 움직이지 않습니다. 파동은 산맥에서 바람을 타고 600마일(1,000km) 이상까지 멀리 퍼져나갈(확장될) 수 있습니다. 산악파는 종종 심한 난기류를 발생시킵니다. 위치와 강도는 파동의 특성에 따라 달라집니다. 놀랍게도, 수직으로 퍼지는 산악파는 200,000 feet(60,000m) 이상에서까지 보고된 기록도 있습니다.
산악파는 종종 산장벽(mountain barrier)의 풍하측 쪽에 바로 격렬한 하강기류를 만들어냅니다. 때로는 이렇게 강한 산악파의 하강 속도가 항공기의 최대 상승률을 초과하여 항공기를 산비탈로 떨어트릴 수 있습니다.
산악파 구름은 산악파의 솟아오르는 분점에서 형성되어 파동의 마루를 차지하는 구름입니다. 가장 독특한 것은 끝이 뾰족하고, 렌즈 모양이거나, 아몬드 모양의 렌즈구름입니다. 상승기류에서 충분한 수분이 존재할 때, 산악파는 [Figure 17-5]에서 볼 수 있듯 렌즈 모양의 지속(고정)적인 권적운(CCSL, cirrocumulus standing lenticular), 렌즈 형태의 지속(고정)적인 고적운(*ACSL, Altocumulus Standing Lenticular), *두루마리구름(회전운, rotor cloud) 등을 포함하여 흥미로운 구름 형태를 생성합니다. 이 구름들은 산악파가 존재한다는 시각적인 증거를 제공합니다. 하지만, 공기가 너무 건조하면 이 구름들은 생성되지 않을 수 있습니다.
17.2.3. Wind Shear Turbulence
*윈드시어는 단위 거리 당 풍향 및/또는 풍속의 변화율입니다. 윈드시어는 풍향 및/또는 풍속이 다른 두 바람의 흐름 사이에 난류를 발생합니다. 윈드시어는 대기 중 어떠한 고도에서 풍속 변화 또는 바람의 변화에 관련될 수 있습니다.
17.2.3.1. Temperature Inversion
*기온 역전은 고도에 따라 온도가 상승하는 대기층입니다. 역전 현상은 일반적으로 야간 복사 냉각에 의해, 전선대를 통해, 차가운 공기가 계곡(골짜기)에 갇혔을 때 보통 지면의 가장 낮은 수천 피트 안에서 발생합니다. 강한 바람의 윈드 시어는 종종 기온 역전 층에서 발생하며, 난기류를 발생시킬 수 있습니다.
17.2.3.2. Clear Air Turbulence (CAT)
*청천난류는 윈드시어와 관련된 구름이 없는 지역, 특히 제트 기류의 중심과 주변 공기 사이에서 발생하는 높은 고도(약 20,000 ~50,000 feet)에서의 난기류 현상입니다. 청천난류는 종종 경고 없이 항공기에 영향을 미칠 수 있습니다. 제트 기류가 가장 강한 겨울철에는 청천난류의 빈도와 강도가 극대화됩니다.
17.3. Turbulence Factors
항공기가 난기류에 대응하는 방법은 난기류의 강도, 항공기의 크기, 날개 하중, 비행 속도 및 항공기 고도에 따라 달라집니다. 항공기가 어떠한 기류에서 다른 기류로 빠르게 이동할 때, 난기류는 급격한 가속 변화를 겪게 됩니다.
- 산악파 (mountain waves) : 수평적인 공기의 흐름이 높은 지형을 통과하면서 지형에 의해 방해되었을 때, 강제대류에 의해 풍하 측에 형성되는 중력파. 파동은 수직적으로 전달되는 파동과 풍하파(lee wave)로 구분할 수 있고, 파동의 세기는 산의 높이, 주변 지형, 바람의 세기, 대기 불안정도의 영향을 받음. 산맥의 축과 풍향이 이루는 각이 30˚ 이내이고 일정 고도에서 풍향에 변화가 없이 지속적으로 풍속 30km/h 이상의 바람이 존재할수록 발생하는 확률이 높음.
- 렌즈 모양의 지속(고정)적인 고적운 (ACSL, Altocumulus Standing Lenticular) : https://jicho9597.tistory.com/166 참조.
- 두루마리구름 (회전운, rotor cloud) : 높은 산맥으로 대규모의 바람이 불어 들어가면 산악파가 형성되어 산악 장애물의 후면(풍하측)에 대기의 상하 흐름이 발생. 이때 풍하측의 안정된 대기층에 에디(회전하는 공기 순환)가 형성되면 상승 흐름이 존재하는 지역에서 수증기의 응결로 인해 발생하는 난류성 구름의 형태. 구름 속의 공기는 이동거리에 평행한 축에 대해서 회전하고 격렬한 난류의 가능성을 지시.
- 윈드시어 (windshear) : https://jicho9597.tistory.com/171 참조.
- 기온 역전 (temperature inversion) : https://jicho9597.tistory.com/136 참조.
- 청천난류 (CAT, clear air turbulence) : 구름이 없는 맑은 하늘에 생기는 난기류를 말한다. 강한 기류가 산맥을 넘을 때 산맥의 바람 아래쪽에 강한 회오리바람이 생기거나 권계면에서 불고 있는 강한 제트류로 인해 주변 공기가 교란될 때 발생. 날씨가 나쁠 때의 난기류는 수직으로 발달하는 적란운 부근에서 생기는 것이 보통.
※ U.S. Department of Transportation Federal Aviation Administration, FAA Advisory Circular (AC) 00-6B, AVIATION WEATHER, page 17-3~6 해석