2019 세종 도서 교양 부문 선정! 《기상 구조 교과서》는 장마, 태풍, 무더위, 호우 등 여러 대기 현상의 발생 원인과 구조를 과학적으로 파헤치는 기상 과학 교양서다. 기후 메커니즘을 철저히 파악해보고, 나아가 일기도와 기상 사진을 분석해 날씨를 예측하는 능력도 길러본다.
내일의 날씨는 어떻게 예측하는가?
구조와 원리를 철저히 밝히는 기후 메커니즘 해설

우산을 챙기지 못한 아이가 걱정스러운 엄마, 갑자기 내린 폭우로 엉망이 된 논밭을 바라보는 농부, 태풍 때문에 출국하지 못한 여행객, 예상 못한 추위로 마케팅 행사를 망친 홍보 사원. 누구나 한 번쯤 변덕스러운 날씨 탓에 곤란과 낭패를 겪어본 적이 있다. 매년 관측 기술이 발전하고 슈퍼컴퓨터를 이용해 일기예보를 한다는데, 예측을 잘못하는 건지, 날씨가 워낙 예측 불가능한 영역인 건지 알 수 없어 답답할 뿐이다.
현대는 과학의 시대다. 날씨가 변하는 이유도 모른 채 하늘을 향해 무작정 화를 내거나, 기계적으로 날씨 뉴스를 받아들이는 일은 이 시대에 어울리지 않는다. 날씨는 우리의 일상생활과 생명과 재산을 좌지우지한다. 무관심한 시선으로 날씨를 바라봐서는 안 되는 이유가 여기에 있다. 과학자의 눈으로 날씨의 구조와 원리를 파헤쳐보자. 구름, 비, 바람, 눈, 태풍, 장마, 무더위가 어떻게 발생하고 변하는지, 또 어떻게 예측할 수 있는지를 알 수 있다.

일기도와 기상 사진을 읽고, 분석하고, 응용하자
날씨를 예측하고 대응하는 능력을 기르는 방법

《기상 구조 교과서》는 ‘저기압과 고기압이 왜 생길까?’ ‘구름은 어떻게 생기는 걸까?’와 같은 질문을 시작으로 언뜻 복잡해 보이는 기상학을 차근차근 설명해나간다. 어린 시절 품었던 날씨에 대한 의구심과 호기심을 해결해주는 것은 물론이고, 평소 실체를 알 수 없어 답답했던 날씨의 정체가 밝혀진다.
이 책은 독자가 여러 대기 현상의 구조를 철저하게 이해할 수 있도록 돕고 있다. 평소 당연하게 받아들이고 있는 현상도 그냥 넘어가지 않고 원리부터 면밀히 밝혀, 날씨를 보다 깊게 이해하는 발판을 마련해주는 것이다.
예를 들어 구름의 질량이 수십 톤에 이르지만 상승 기류와 큰 표면적 덕분에 공중에 떠 있다는 점을 설명하고, 이를 시발점으로 구름이 어떻게 생성되는지를 알려준다. 그리고 구름을 이루는 입자가 어떻게 비나 눈이 되는지도 명쾌한 과학 이론에 입각해 살펴본다. 생성 구조의 차이 때문에 비를 ‘따뜻한 비’와 ‘찬 비’로 구별한다는 사실은 단순히 수증기가 하늘 위로 올라가 비가 된다는 우리의 상식에 새로운 인식 지평을 더해준다.
이 책으로 날씨의 구조를 낱낱이 익힌 사람이라면 주변에서 접할 수 있는 날씨 뉴스와 기상 정보가 예사롭지 않게 보일 것이다. 기상 캐스터가 ‘대기가 불안정하겠습니다.’ ‘태풍이 전선을 자극해 큰비가 내리겠습니다.’와 같은 말을 할 때도 그 말에 어떤 의미가 숨어 있는지 완전하게 이해할 수 있다는 뜻이다.
우리가 매일 경험하는 날씨의 정체와 발생 원인을 기상 캐스터보다 잘 이해할 수 있을지도 모른다. 2018년 여름, 한반도를 뜨겁게 달군 폭염의 원인을 두고 여러 이야기가 있었다. 그중 티베트 고기압이 원인으로 거론되었다. 티베트 고기압은 티베트 고원에서 발생한다. 이 고원은 평균 표고 4,500m로 대류권 중층에 해당하며, 여름철 햇볕이 직접 고원을 달궈 고기압이 형성된다. 이렇게 발생한 고기압은 고도 1만 5,000m인 성층권에서 나타나며, 여름이면 동아시아 지역까지 세력이 확장되어 무더위를 안겨준다.
매년 여름이면 겪는 장마의 원인도 한층 깊이 이해할 수 있다. 우리는 보통 장마가 북쪽의 오호츠크해 기단과 남쪽의 북태평양 기단이 만나 그 사이에 정체전선이 형성되면서 시작된다고 알고 있다. 물론 틀린 말은 아니지만, 이 정도로는 장마를 온전히 알고 있다고 할 수 없다. 남아시아에서 불어온 계절풍과 상층의 편서풍도 고려해야 장마전선의 원인과 변화추이를 정확히 알아낼 수 있는 것이다. 특히 제트기류의 사행, 즉 편서풍 파동에 주목할 필요가 있다. 편서풍 파동과 장마는 관계가 깊은데, 평소와 다른 편서풍 파동이 일어나면 이상 기상이 일어나기 때문이다. 편서풍 파동이 만들어낸 난습류 또는 한랭 소용돌이 때문에 큰비가 내리거나 이상 저온이 발생한다.

날씨의 메커니즘이 단숨에 잡힌다
100여 장이 넘는 다채로운 그림과 사진 자료

《기상 구조 교과서》에는 지상 일기도 · 고층 일기도 · 기상 레이더 사진 같은 다양한 기상 관측 자료를 읽고 분석하는 법이 담겨 있다. 100여 장이 넘는 그림과 그래프 자료를 통해 대기 현상의 발생 과정과 구조를 공부하고 온도이류, 경압대기, 편서풍 파동 등의 개념을 익히다 보면 시시각각 변화하는 날씨의 메커니즘이 눈에 잡힐 듯 들어올 것이다.
날씨의 정체가 더 궁금하다면, 기상자료개방포털(https://data.kma.go.kr/)과 기상청 홈페이지가 제공하는 기상 정보를 이용해보자. 여러 종류의 일기도를 활용해 기압 배치를 읽어내고, 바람의 방향과 기단의 움직임이 예측 가능하다. 미국과 일본을 비롯한 세계 각국의 기상 자료도 인터넷에 공개되어 있다. 이를 이용해 나만의 일기예보를 시도해보면 날씨의 정체, 즉 기상의 구조를 좀 더 깊이 알 수 있을 것이다.
기상학 전문가인 저자가 ‘깊이 있는 내용, 쉬운 설명’을 지향하면서도 전문성을 유지한 덕분에 재미있게 이 책을 읽은 독자를 자연스레 기상 전문가로 만들어줄 것이다.
날씨의 기본 요소인 구름, 비, 바람, 기온 등은 물론이고 이를 바탕으로 태풍, 장마, 호우, 강설, 계절풍, 무더위 같은 현상이 어떤 메커니즘으로 발현되는지를 누구나 쉽게 이해할 수 있도록 서술했다. 또한 일기예보라는 작업이 어떤 과정을 거쳐 이루어지는지도 알려준다. 이 책은 기상학이 생소한 독자도 친근하게 기상학에 접근할 수 있는 길을 열어주고 있다. 놀라운 날씨의 세계를 이해하고, 직접 일기도를 작성하거나 해석해보려는 사람에게 훌륭한 길잡이가 될 것이다.

머리말

제1장 구름의 구조
구름이 공중에 떠 있을 수 있는 이유
데워진 공기를 상승시키는 힘
수증기를 머금은 공기는 무겁지 않다
수증기는 어떻게 구름 입자로 변하나?
구름이 생성되는 대기의 구조
구름의 종류

제2장 비와 눈의 구조
구름 입자가 비 입자로 성장하는 열쇠
중위도 부근의 비
스스로 커지는 적란운
호우는 언제 발생하는가?

제3장 기온의 구조
대기를 데우는 ‘복사’
하루의 기온 변화는 어떻게 이루어질까?
위도와 계절에 따른 기온 변화

제4장 바람의 구조
기압차가 생기는 이유는 무엇인가?
지상의 바람은 어떻게 불까?
상공의 바람은 어떻게 불까?
지구 규모에서 살펴본 바람
대륙과 바다가 만드는 계절풍

제5장 저기압, 고기압 그리고 전선의 구조
온대 저기압은 왜 발달하는가?
온대 저기압의 발생과 소멸
고기압의 다양한 생성
장마는 어떻게 생기나?

제6장 태풍의 구조
태풍은 조직화한 적란운
태풍은 어떻게 발생하는가?
태풍이 발달하는 구조
태풍은 왜 일본으로 가는가?

제7장 일기예보의 구조
일기예보에 필요한 기상 관측
컴퓨터 예보
다양한 일기예보

참고 문헌
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