스페인에서 2022년 9월에 거대한 우박이 내려 머리에 직격탄을 맞은 여아가 사망하는 안타까운 사건이 발생, 갑자기 쏟아지는 "거대한 우박"은 어떻게 생기는 것일까?
미국 퍼시픽 노스웨스트 국립연구소(PNL) 소속 지구과학자 제이웬 황 씨 등 연구팀은, 시뮬레이션 결과, 미국 서부의 대규모 화재가 미국 중부에 거대한 우박을 내리게 하고 있다는 연관성을 발표.
멀리 떨어진 산불에는 폭풍에 거대한 우박을 추가하는 기능이 있었다는 것.
연구의 자세한 내용은, 2022년 10월 17일자 과학잡지 "Proceedings of the National Academy of Sciences"에 게재되었다.
■ 미국 중서부에 거대한 우박이 내렸을 때, 서해안에는 대규모 산불이 발생했었다
우박은 전 세계 여러 지역에서 가끔 쏟아지는데, 작은 우박이 뚝뚝 떨어지는 것 자체는 그렇게까지 드물지 않지만, 드물게 거대한 우박이 쏟아지는 경우도 있다.
탁구공 크기, 야구공 크기까지 성장하는 경우도 있고, 광범위하게 쏟아지는 거대한 우박은 자동차와 작물을 손상시키고 사람을 죽이기도 한다.
우박이 크게 성장하는 원인은 다양하지만, 때로는 상상도 하지 못한 연관성이 드러나는 경우도 있다.
연구팀은 당초, 산림화재가 가져올 날씨에 미치는 영향을 이해하기 위해, 2010~2020년 미국 본토 기상 데이터를 조사했고, 그리고 특수한 예로 2018년에는 서해안에서 발생한 산불과 같은 시기에 멀리 떨어진 미국 중부의 콜로라도주, 캔자스주, 오클라호마주 등에서 거대한 우박을 동반한 폭풍이 발생한 것을 발견.
멀리 떨어진 산불과 강력한 폭풍은, 1주일에 걸쳐 같은 시기에 계속되고 있었던 것으로, 이 두 가지가 어떤 연관성이 있다고 생각한 연구팀은, 열과 연기 입자를 추적하는 기상 모델을 사용해 배후에 있는 메커니즘을 찾기로 했다.
■ 대규모 산불이 원격지에서 거대한 우박이 쏟아지게 한다
시뮬레이션 결과, 서해안의 산불과 중부에서 내리는 거대한 우박 사이에는, 다음과 같은 관계가 있는 것으로 나타났는데, 우선 서해안에서 화재가 발생하면 엄청난 열이 방출되고, 화재에 따라서는 그 열량이 7월 기온의 10~40배가 될 수도 있다고 한다.
이 열에 의해 미국 서부는 고기압이 된다는....
그리고 같은 시기에 미국 중부에서 폭풍이 발생하고 있는 경우 중부 전체가 저기압에 휩싸이게 되는데, 이로 인해 서부와 중부에서 큰 기압차가 발생.
서부의 공기가 중부로 유입되면서 원래 서쪽에서 동쪽으로 흐르고 있는 서풍이 더욱 강화된 상태가 되는 것. 또한 화재로 인해 열 이외에도 연기 입자가 방출된다.
이 입자가 강화된 서풍을 타고 미국 중부로 운반되고, 그 도중에는 대기 중의 습기도 함께 운반. 그 결과, 미국 중부 상공에서는, 연기 입자를 핵으로 해 수증기가 응축.
폭풍이 강해지면 응축된 물방울이 얼어붙어 우박을 형성하기 시작하는 것...폭풍 속에서는 강한 상승 기류에 의해 우박이 반복적으로 날아오르게 되고, 그 과정에서 냉각된 물방울을 계속 모아 점차 큰 우박을 형성해 나가는 것 같다.
결국 상승 기류를 극복할 수 없을 정도로 무거워진 거대한 우박이 지상에 쏟아지고, 서해안의 화재와 중부의 폭풍이 같은 시기에 발생함에 따라, 폭풍에 우박이 추가되고 있었던 것이다.
연구팀에 따르면, 미국 중부에서 발생한 소규모 화재와 폭풍에서도 비슷한 현상이 일어나는 것 같다고 하지만 그렇게 큰 규모로 발전하지는 않는다.
미국 서해안에서 발생하기 쉬운 "대규모 화재"야말로 거대한 우박을 만들어내는 원인이었는데, 미국의 환경 비영리단체 'C2ES'의 조사에 따르면, 최근 미국 서부에서는 기후변화로 인한 건조로 대규모 화재가 발생하기 쉬운 상태에 있다고 한다.
1984년부터 2015년 사이에는, 대규모 화재 건수가 2배로 증가하고 있을 정도로, 따라서 앞으로 "서해안의 대규모 화재가 원격지에서 거대한 우박을 내리게 한다"는 사례가 늘어날 수도 있다.
연구팀은, 다른 지역에서도 비슷한 관련이 있는지 조사해 장래 일기예보에 도움을 줄 예정인데, "거대한 우박이 내릴 것"을 예측할 수 있다면, 손해를 최소화할 수 있을 것이다.
