1. 개요
Jet stream [1]성층권에 위치한 강력한 바람. 편서풍대에서는 풍속이 30m/s 이상으로 나타난다. 대류권에 미치는 영향력이 크다.
제트기류는 지구를 포함한 몇몇 행성의 대류권이나 대기권의 윗쪽 부분에서 나타나는 빠르고 좁은 공기의 흐름이다. 주요한 제트기류는 대류권 계면 주위의 고도에 위치해 있다. 대체로 지구상에 존재하는 제트기류는 서쪽에서 동쪽으로 불어가며, 경로는 대체로 구불구불하다. 제트기류는 두개 이상의 부분으로 시작되거나, 멈추거나, 나뉠 수 있으며, 하나로 합쳐질 수도 있고, 대부분의 제트기류와는 반대로 흐를 수도 있다.
2. 생성 원인
제트기류는 지구의 자전과 대기의 위도별 불균등 가열로 인해 생긴다. 제트기류는 온도풍 관계에 의해 형성되는데, 온도경도가 존재하는 한 고도가 상승할수록 서풍이 강해진다. 상층으로 갈수록 온도경도가 약해지다가 온도경도가 존재하지 않는 고도에 다다르면 가장 서풍이 강력하게 되고, 이 고도에서 부는 바람을 제트기류라 부른다. 온도경도에 의해 발생하기 때문에 제트기류는 온도경도가 더 강한(즉, 온도의 경압성이 뚜렷한) 겨울철에 더 강하게 나타난다. 따라서 겨울철에는 적도 쪽으로, 여름철에는 극 쪽으로 이동하는 경향을 보인다. 제트기류는 교란에 의해 그 굽은 정도가 심해질 수 있는데, 이 때 고위도와 저위도의 열교환이 이루어지며, 그 지역에서는 한파 등 날씨의 변화가 생긴다.중위도에서는 편서풍, 저위도에서는 편동풍이 분다는 통념과는 달리 제트기류는 ITCZ(적도)를 제외하면 지구 어디에서나 서에서 동으로 분다. 그 이유는 지상에서 기류 수렴 등 여러 이유로 편동풍이 불더라도 상층은 항상 고위도가 기압이 낮고 저위도가 높기 때문에 서풍이 부는 것이다. 대기대순환이 어느정도 영향은 미치겠지만 그것이 상층의 바람 방향을 바꿀 정도는 되지 않는다. 다만 그러한 이유로 제트가 형성되는 위도는 온도(층후)차이가 극심한 위도가 되므로 계절에 따라, 지상 기압(기온)변화에 따라 달라질 수 있다.
3. 특징
생성 원인에서 알 수 있듯, 편서풍 파동과 비슷하게 작용하여 남북간의 열과 수증기의 교환에 큰 기여를 한다. 또한 지상의 저기압, 고기압의 발달에도 영향을 미친다.가장 강한 제트기류는 극지방에서 부는 극지기류이며, 해면으로부터 9~12 km 상공, 약 30,000~40,000 ft 상공 또는 그 위에서 나타나고, 그보다 약한 아열대의 제트기류는 해면으로부터 10~16 km, 약 33,000~52,000 ft 상공에 위치한다. 길이는 수천km, 폭은 수백km, 두께는 수km이고 연직 바람 시어가 강하게 나타난다.
일반적으로 제트류가 잘 나타나는 지역은 극동 지방, 북미대륙 등이다. 중간 권에서의 겨울철 극야제트(polar night jet), 국지적인 전선에 관계된 하층제트(low level jet) 등도 있다. 제트기류의 바람이 가장 강한 곳을 제트 코어(jet core)라고 하는데, 대류권 제트의 경우 겨울철에는 북위 30도 정도에 위치하나, 경도에 따라서 위도가 달라진다. 또한, 여름철에는 제트기류가 약화되며 제트코어는 보다 북쪽으로 치우치며 편서풍 파동에 의해 적도에 가까운 쪽에서 발달하는 제트는 아열대제트(subtropical jet)라고 불린다. 중위도 대류권 제트기류는 제2차 세계대전 당시 군사비행을 통하여 발견되었다.
북반구와 남반구는 각각의 극 제트기류와 아열대 제트기류를 가지고 있다. 북반구의 극지기류는 북아메리카, 유럽 아시아, 그들이 들러싼 대양들의 중간 부분 또는 북쪽으로 지나는 반면, 남반구의 극지기류는 1년 내내 남극 주위를 돈다. 남극의 해류도 비슷하게 돌기 때문에 최근 지구온난화로 제트기류가 약해지기 전까지 남극은 다른 지역의 기후에 상대적으로 둔감했다.
기상학자들은 대기분석의 방법으로 제트기류의 위치를 이용한다.
4. 제트기류와 항공기
제트기류의 주요한 상업적 관련성은 비행기를 통한 여행에 있는데, 제트기류를 따라 비행하느냐, 반대로 비행하느냐에 따라 비행 시간이 큰 영향을 받을 수 있기 때문이다. CAT[2] 또는 비행기 승객의 안전에 대한 잠재적인 위험들이 제트기류 부근에서 발견되지만, 이들은 상당한 비행 시간의 변화를 초래하지는 않는다.서쪽으로 운항할 때의 비행시간보다 동쪽으로 운항할 때의 비행시간이 짧은 이유도 제트기류 때문이다. 예를 들어 한국에서 유럽으로 갈 때는 11-12시간이 걸리지만 귀국할 때는 10시간 전후로 비행시간이 줄어든다.[3] 반대로 한국에서 미국 LA로 갈 때는 11시간 전후지만 돌아올 때는 13시간 가까이 걸린다. 한국을 기준으로 할 때 제트기류의 효과가 극대화되는 노선은 인천(인천국제공항)-호놀룰루(다니엘 K. 이노우에 국제공항)가 있다. 제트기류가 강한 겨울철에 이 노선을 이용할 경우 제트기류의 속도가 300km/h 이상인 지대를 지나가기 때문에 VOD의 속도 표시를 잘 살펴보면 초음속으로 비행하는 경우가 심심찮게 보인다.[4] 물론 이는 당연하게도 GPS 기반의 Ground speed로, 초음속비행중이 아니다. 일반적인 민항기의 순항고도에서의 순항속도는 900km/h 언저리로 나타나고 순풍을 300km/h로 받으니 지상속도가 1200km/h를 넘게되어[5] 이 때문에 음속을 넘는 것 처럼 보이는 것이다. 그리고 음속은 고정값이 아니라 대기온도와 밀도라는 변수를 갖고있으므로 해수면대기 음속과 순항고도 음속은 차이가 크다.
다만 목적지의 위도가 높거나 이동 거리가 길 경우 최단 경로가 주로 북극 근처[6]를 지나가기 때문에 제트기류의 영향이 적어 갈 때와 올 때의 시간 차이가 크게 나지 않는다. 대표적인 경우가 인천(인천국제공항)-뉴욕(존 F. 케네디 국제공항) 노선. 인천에서 뉴욕으로 갈 때는 13시간 30분, 돌아올 때는 14시간 30분 정도 걸린다.[7] 물론 날씨가 좋을 때 제트기류를 잘 타면 뉴욕까지 12시간 중반대에 도착하는 경우도 있다.
반대로 제트기류를 맞으면서[8] 가는 예를 들면 일본 국내선[9] 중 삿포로 - 도쿄 처럼 남서쪽으로 가는 항공편은 극단적인 경우에는 12km가 넘는 고도에서
2020년 2월 미국 JFK 국제공항을 출발해 영국 히스로 공항으로 가는 영국항공 112편은 이 제트기류 덕분에 통상적으로 6-7시간 정도 걸리는 이 노선을 최고시속 1328km/h로 무려 4시간 56분만에 주파하는 기록을 세웠다. 콩코드를 제외한 일반 민항기의 상업 운항 역사에서 가장 빠르게 대서양을 횡단한 사례로 남아있다. NPR 기사
다만 제트기류가 강하다고 항공사들이 무조건 제트기류에 편승하여 운항시간을 단축하지는 않는다. 물론 제트기류를 이용해 운항시간 단축을 하면 항공사 입장에서는 기름도 아끼고, 승객 입장에서는 답답한 비행기에 있는 시간도 줄어드니 서로 좋은게 아닌가 생각할 수도 있지만, 사실 비행기가 목적지에 너무 일찍 도착해버리면 그것도 그것대로 난감한 상황이 될 수 있다. 항공사 입장에서는 목적지 공항이 자신들의 허브가 아닌 이상, 너무 일찍 도착해버리면 공항에 주기장이 부족한 상황이 발생할 수 있고, 길어지는 주기시간으로 인해 늘어나는 주기료도 고려해야한다. 승객의 입장에서는 만약 공항에서 최종 목적지까지 이동하는 연결 교통편이 이미 예약되어 있는 상태라면 중간에 대기하는 시간이 길어지거나, 혹시 마중나오는 사람이 있다면 비행기가 너무 일찍 도착했을때 오히려 마중나오는 사람이 공항에 더 늦게오는 일이 생겨 서로 무안해지기도 한다. 아예 처음부터 제트기류를 고려해서 운항시간을 짧게 잡아버렸다가 막상 그날 제트기류가 약한 편이라면 이건 지연이 되어버리니 이래저래 어려운 문제... 그래서 일부러 제트기류가 강한 구역을 피해가기도 한다.
지구의 자전 효과 때문에 이런 시간 차이가 난다는 통념이 있지만 틀린 설명이다. 지구가 자전할 때 땅만 움직이는 것이 아니라 중력 영향권 내에 있는 대부분의 물체와 대기도 함께 자전하고 있다는 사실을 간과하면 안되고, 애초에 비행기의 지면 속도가 이미 자전하고 있는 지구를 기준으로 했기도 하지만, 보통 바람의 효과를 무시할 때 여객기의 순항 속도는 250m/s(900km/h) 정도인데, 지구의 자전 속도는 적도를 기준으로 약 460m/s에 달하며, 중위도 지방(위도 3~40도)에서도 350m/s 이상이다. 따라서 지구의 자전 효과대로라면 항공기가 지구 자전 속도를 따라잡지 못하기 때문에 항상 지구 자전 반대 방향으로 운항해야 한다는 결론이 나온다. 설령 지구의 자전 속력이 매우 느려서 비행기의 속력이 더 빠르다 해도 일반적인 상황에서처럼 동쪽으로 갈 때의 소요 시간이 더 적으려면 지구가 동에서 서로 자전해야 한다.[11] 이러한 통념은 끔살 문서의 유래에서 나오는 농담처럼, 달리는 차 안에서 점프한다고 해서 차 뒷편으로 날아가지는 않는다는 점만 생각해도 단번에 틀림을 알 수 있다.
5. 야구 은어
야구장 위에서 부는 강한 바람에 타구가 영향을 받아, 플라이볼이 더 멀리 날아가거나 혹은 홈런이 되는 상황에 갖다 붙이는 은어.텍사스 레인저스로 FA이적한 박찬호의 부진, 특히 잦은 피홈런에 대해 당시 홈구장이었던 볼파크 인 알링턴 상공에 부는 강한 바람탓을 하면서 그럼 공이 제트기류 타고 날아갔냐고 조롱하는 식의 드립이 성행했다.
이것과 비슷한 유형의 드립이 돔런. 요미우리 자이언츠의 홈구장 도쿄 돔의 경우 공기부양식 지붕구조와 구장내 기류 영향도 있고 해서 구장 크기에 비하면 홈런이 잘나오는 구장이다. 그래서 한참 이승엽이 요미우리 자이언츠 소속으로 활동하며 타이론 우즈가 주니치 드래곤즈에서 뛸때 이승엽을 돔런 덕을 본다고 디스하여 양팀 팬덤의 싸움이 일어나기도 했다.
한국은 아직 구장 기류를 따질 정도의 구장은 없어서 제트기류보다는 구장 크기가 더 홈런팩터에 영향을 미친다. 지금은 사용하지 않지만 목동 야구장을 넥센 히어로즈가 쓸때 특히 심했다.
6. 관련 문서
- 글로브 라이프 파크 인 알링턴
- 도쿄 돔
- 프로스트펑크 - 빙하기와 제트기류로 박살난 세계를 다루는 게임이다.
[1] 영어로 그냥 붙여쓰면 미쓰비시 연필의 볼펜인 제트스트림 관련 결과만 잔뜩 나오므로, 혹시라도 검색할 때는 띄어쓰기를 하는 것이 좋다.[2] Clear Air Turbulence; 청천 난기류; 맑은 하늘의 난기류라는 뜻으로, 조종사들도 이 난기류는 예측하기 어렵다.[3] 인천-프랑크푸르트 기준으로 프랑크푸르트로 갈 때는 11시간 30분 전후, 돌아올 때에는 10시간 10분 전후. 인천 - 런던,파리 기준으로는 갈 때는 12시간 전후, 돌아올 때에는 10시간 30분 전후 소요된다고 나온다. 제트기류를 잘 타면 프랑크푸르트에서 인천까지 9시간대 초반, 런던/파리에서 인천까지 9시간대 후반에 주파하는 경우도 있다.[4] 보통 겨울에는 갈 때 8시간, 올때 11시간이 걸리지만, 여름에는 갈 때 9시간, 올 때 10시간 정도로 차이가 줄어든다.[5] Flightradar24에서 보면 간혹 1300km/h를 넘는 기종도 보인다. Ground Speed Record에 가보면 거의 1400km/h까지 달린 기록도 있다.[6] 캐세이퍼시픽의 뉴욕발 홍콩행이나 에미레이트 항공의 두바이발 샌프란시스코/LA행 등은 북극점을 정통으로 통과한다. 시카고, 토론토, 뉴욕 등에서 인천으로 오는 노선들도 북위 85도까지 올라갔다 내려온다.[7] 비슷한 거리지만(약 11,000km) 편서풍의 영향을 강하게 받는 뉴욕-두바이 노선은 11시간 10~30분만에 주파하기도 한다. 항로 추적을 해보면 거구인 A380으로 1100km/h을 넘기는 경우도 많다. 홍콩/시드니-LA 노선도 12000km에 육박하지만 12시간 이내로 도착하기도 하는데, 제트기류를 제대로 탈 경우 지상 기준 1300~1400km/h에 육박하는 속도를 낸다.[8] 맞바람[9] 일본에서도 국내선들은 대부분 순항속도가 400~450knots인 B737같은 소형 항공기들이 운항되어 속도가 비교적 낮게 나온다.[10] 시속으로 환산하면 대략 370~399km/h 정도로 제트기류가 매우 강한 겨울철에 맞바람을 정면으로 받으면서 운행하는 극단적인 상황에서는 매우 드물게 300km/h대가 찍히는 경우를 Flightradar24에서 확인할 수 있다.[11] 자전 때문으로 착각하는 사람들은 대개 지구가 서에서 동으로 자전하니 비행기가 자전하는 힘에 의해 힘을 추가로 받는다고 생각한다. 사실상 어느 상황이든 물리적으로 이치에 맞지 않는 건 매한가지.