안개 생성 메커니즘 기반 안개 유형 분류 및 한반도 지역내 발생 특성 분석

1. 서 론

안개는 항공 및 도로 교통에서의 출발 지연 및 이동 지연, 연쇄 추돌사고와 같은 경제적 및 인명 피해 가능성이 높은 중요한 기상 현상으로, 사회 및 경제 전반에 영향을 미친다(KoROAD, 2021). 따라서 안개 발생 현황 및 경향을 분석하고 이를 토대로 안개 예보를 개선하여 안개로 인한 피해를 최소화하기 위한 노력이 필요하다.

기상학자들은 관측과 수치실험을 통하여 안개에 대한 형성 메커니즘과 지역적인 안개 발생 현황을 분석하였다. 초기에는 목측을 통한 시정 자료를 바탕으로 연 평균, 계절 평균, 월 평균 안개 일수를 분석하여 지역별 안개의 특징, 지리적 분포, 장기 변동 등을 조사했다(Kim and Lee, 1970; Roach et al., 1976; Meyer et al., 1986; Heo and Lee, 1998; Jhun et al., 1998; Sohn, 2010; Lee and Suh, 2011; Lee and Ahn, 2013). 이후에는 복사안개 또는 해무와 같은 특정 안개 유형에 중점을 둔 분석 연구가 이루어졌다(Meyer and Lala, 1990; Leipper, 1994; Koracin et al., 2005; Kim and Yum, 2010; Gao and Gao, 2020).

Tardif and Rasmussen(2007)는 안개의 발생 원인을 분석하기 어려운 짧은 기간 안개와 생애주기에 영향을 미치는 인자들의 특성에 주목하여 연구를 수행했고, 이를 바탕으로 안개분류 방법을 제시하였다. 이 분류 방법은 파리 근교의 안개분석(Haeffelin et al., 2010) 및 일본의 안개유형 분석(Akimoto and Kusaka, 2015)에 적용되었다. 국내에서는 Lee and Suh(2011)은 충청지방 안개를 구분하는데 강수, 풍속, 기온 냉각 지상기상 자료만 사용하여 추가 잠재예보인자의 필요성과, 지상기상 자료뿐만 아니라 위성, 고층 및 해양관측자료의 추가적 사용의 필요성이 제시되었다. Lee and Ahn(2013)은 1986년부터 2005년까지 40개 지점에서의 안개를 경험적인 방법을 통해 분류했으나, 안개 발생 빈도가 높은 섬 지역과 상대적으로 빈도가 적은 해안지역을 분리하지 않았고, 자료의 추가 사용이 필요한 한계가 있었다. 또한 Lee and Suh(2019)는 방재용 자동기상관측장비(Automatic Weather System, AWS) 기상 자료를 기반으로 안개를 분류하였고, 해안지역에서 이류안개 분류에 천리안위성 1호(Communication, Ocean and Meteorological Satellite, COMS)의 안개탐지영상의 화소 자료를 사용하였으나 지상시정 분포와 위성의 안개 화소 분포 차이를 보정하지는 않았다. 그리고 관측자료를 이용해서 안개 연구를 수행할 때에는 여전히 관측기기의 유지보수와 자료 품질검사에 대한 후처리 등이 요구되고, 객관적인 분류를 위한 기상요소의 기준값을 적용하기 어려웠다는 한계가 있었다.

본 연구에서는 종관기상관측장비(Automated Synoptic Observing System, ASOS) 뿐 아니라 해양 기상부이 자료를 활용하여 2020년부터 2022년까지 3년간 안개 발생 현황을 분석하였다. Tardif and Rasmussen(2007)의 분류 방법에서 해상 부이 관측에 대한 자료를 바탕으로 새로운 안개 분류를 제공하고 세분화된 안개들의 발생 특성을 조사하였다. 따라서 본 연구는 정확도 높은 시정계 자료와 해상 부이 자료의 확충으로 관측 자료의 품질이 향상되고 있는 상황을 고려하여 한반도내에서 발생하는 안개를 정확히 분류하고 이를 바탕으로 한반도의 안개 발생 특성을 분석하였다.

2. 자료 및 방법

2.1. 관측 자료

본 연구에서는 기상청에서 운영하는 있는 유인 기상관서 23 지점과 자동기상관측소 73 지점, 총 96지점에서 관측한 종관기상관측 데이터를 기본자료로 활용하였다. 그리고 안개 발생 특성을 비교하기 위해 관측 지점을 내륙, 섬, 해안(해안선으로부터 3.5 km 이내)으로 크게 분류하였으며, 해안 지역은 동해안, 서해안, 남해안으로 추가로 세부 분류하였다. 이에 따라 96 지점 중 내륙지점은 65 지점, 섬은 12 지점, 동해안은 8 지점, 서해안은 3 지점, 남해안은 8 지점로 구분되었다(Fig. 1). 산악지역은 해발고도 500 m 이상인 지점 중 대관령과 태백 등 2개 지점만을 포함하여 별도로 분류하지 않았다.

Fig. 1.

Spatial distribution of selected 21 buoy and 96 ASOS positions over South Korea (65 inland stations, island stations, 8 east coast, 3 west coast and 8 south coast).

본 연구에 사용된 지상관측 자료는 기본적으로 수집률이 90% 이상인 날 중, 2020년 1월부터 2022년 12월까지 최근 3년간 96 지점의 한 시간 간격 자료 측정된 기온, 상대습도, 강수량, 풍속, 풍향 자료 외에도 안개 분석을 위해 지점별 일출 시간, 전운량, 시정, 그리고 운고 자료이다. 특히, 시정계와 운고계는 2010년부터 기상청의 첨단화사업을 통해 장비가 도입되기 시작하여 대체로 2017년 이후로는 거의 모든 종관기상관측소에서 갖추어졌다. 이를 통해 안개 발생과 관련된 자세하고 정확한 분석이 가능해졌다. 또한, 이류안개 분류를 위해 해양 부이 자료를 활용하였는데, 2020년에는 21, 2021년에는 23, 2022년에는 26 지점에 부이가 설치되어 있다. 본 연구에서는 일관된 자료를 사용하기 위해 21 지점의 한 시간 간격 자료만을 활용하였으며 특히 부이의 상대습도는 섬과 해안의 종관기상관측소로 수증기의 수평 이동 여부를 판단하는 데에 사용되었다. 부이의 위치 선정은 섬과 해안에 위치한 종관기상관측소를 기준으로 하여 부이와의 직선 거리가 가장 가까운 지점으로 선택되었다.

2.2. 연구방법

안개를 구분하는데 사용한 기상 변수들은 시정, 강수량, 상대습도 및 현천 자료에 근거하였다. 우선, 시간당 강수량이 3 mm 이상인 경우에는 시정이 1 km 이하로 관측되어도 강수로 인한 저시정 현상으로 간주하고 제외하였다(Lee and Suh, 2019). 또한, 현천자료에서 황사와 미세먼지로 인해 시정이 감소하는 경우도 안개에서 제외하였다. 이렇게 다양한 기상 현상 가운데에서 저시정과 관련된 현상들을 제외한 후, 시간별 시정의 변화량이 10 km 이상일 때의 사례를 제거하여 최종적으로 안개 사례를 정의하였다. 다만, 안개의 불연속성으로 인해 일시적으로 안개가 증감하는 경우에는 개별 안개 사례로 판단하지 않고 3시간 이동평균을 도입하여 연속성을 고려하였다. 안개 사례를 판별한 후, 안개 발생일을 정의하기 위해 시정이 1 km 이하인 자료가 1시간이라도 존재하는 경우를 안개 발생일로 규정하였다. 안개 발생일은 기상청에서 발행하는 기상연보에 기재된 안개 발생일과 비교하여 안개 사례 판별의 타당성을 확인하는데 사용하였다.

본 연구에서는 지상 및 해양 관측망의 데이터를 기반으로 안개의 다양한 유형을 식별하였다. 안개는 총 6가지 유형으로 나뉘었으며, 안개 유형으로 강수안개(Precipitation fog, PCP fog), 복사안개(Radiation fog, RAD fog), 이류안개(Advection fog, ADV fog), 운저하강안개(Cloud base lowering fog, CBL fog), 증발안개(Evaporation fog, EVP fog) 및 미분류안개(Unknown fog, UNK)로 분류하였다.

Fig. 2는 본 연구에서 사용한 안개 유형 분류의 순서도로, 안개 유형은 강수, 풍속, 전운량, 운고, 상대습도, 기온, 이슬점, 온도 냉각률 등의 지상 기상요소와 해양 부이의 상대습도를 기준으로 구분된다. 안개 분류는 Tardif and Rasmussen(2007)의 분류 방법을 기본으로 하여 3면이 바다로 둘러싸인 한반도의 특성을 반영하고자 해양 부이의 상대습도 자료를 추가하였다. 안개 분류는 안개가 발생한 시점을 기준으로 3시간 이내에 강수 현상이 있는지 여부를 확인하여 강수안개로 분류되었다(Petterssen, 1969). 안개 구분 시 대표적으로 분류되는 복사안개와 이류안개 이외에 한반도의 경우 강수 현상에 따른 안개 발생이 빈번하기 때문에 강수안개를 주요한 안개로 구분하였다. 복사안개는 맑은 날 야간에 복사냉각에 의해 발생하며, 풍속이 2.5 m/s 미만인 약한 풍속과 하늘이 맑거나 구름이 있어도 운저고도가 상승하고, 전반적으로 기온이 냉각되어야 하지만 일시적으로 기온이 조금 상승하더라도 복사안개로 분류되었다. 또한 안개 생성 이후 안개층의 위치가 상승하거나 지표와 접한 부분에서 소산이 발생하면 안개층이 운저고도로 관측되는데, 이 때 운저고도가 100 m 이하일 때에도 복사안개로 분류하였다(Pilié et al., 1975; Roach et al., 1976; Meyer et al., 1986; Meyer and Lala, 1990; Roach, 1995a). 이류안개는 풍속이 2.5 m/s 이상이고, 2시간 이내에 시정값이 갑자기 작아지거나, 운저고도가 갑자기 200 m 미만일 때 발생한다(Roach, 1995b).

Fig. 2.

Flowchart diagram for the fog-type classification. The gray-colored conditional statements are added to identify the advection fog using buoy data.

특히 바다에서 기인한 이류안개에 대한 국내 이전 연구에 따르면, 서해안 지역에서는 해무가 빈번하게 발생하며, 해당 지역의 섬 지역에서의 풍속 분포는 대체로 2 ~ 6.5 m/s 정도이며, 평균적으로 3.5 m/s 정도였다(Won et al., 2000). Kim and Yum(2010)은 바다에서 이류안개가 생성될 때 인근 해양 부이의 상대습도 값이 95%를 초과한다고 분석하여, 섬과 해안지역을 고려하여 이류안개를 분류하는 과정에 해양 부이의 상대습도를 추가하여 분류하였다. 운저하강안개는 바람이 2.5 m/s보다 약할 때 안개 발생 5시간 이전부터 운저고도가 점진적으로 감소할 때 발생하는 안개로, 일반적으로 초기의 운저고도는 1 km에서 시작하여 점차 낮아지면서 안개로 발전한다(Pilié et al., 1979; Koracin et al., 2001). 증발안개는 일출 후 1시간 이내에 기온이 상승하는 정도보다 물이 증발하여 수증기가 공급되어 이슬점 온도가 증가함에 따라 대기가 포화되어 일시적으로 안개가 형성되는 사례이다(Arya, 2001). 마지막으로, 미분류안개는 여러 가지 발생 원인이 혼합된 형태로 나타나며, 앞서 언급한 안개 유형에 속하지 않는 다양한 안개를 종합적으로 포괄한다. 예를 들어, 복사안개와 증발안개가 동시에 발생하거나, 전선의 활동과 관련하여 안개가 생성되는 경우가 이 유형에 해당된다(Ahn et al., 2001).

3. 결 과

3.1. 안개 발생빈도

3.1.1. 연 평균 발생 빈도

본 연구에서 사용한 안개의 정의와 분류법에 의하면 2020년부터 2022년까지 시정 1 km 미만의 안개 사례는 총 6,667건으로 확인되었으며, 안개 발생 시점의 시정이 200 m 미만인 짙은 안개 사례는 1,253건으로 나타났다. 이는 연평균 2,222회의 안개 발생이며, 지점 수를 기준으로 평균화하면 1지점당 해마다 평균 23.4회의 안개 발생한 것에 해당한다. 종관기상관측소의 위치를 내륙, 섬, 동해안, 서해안, 남해안으로 구분하여 살펴보면, 연평균으로 내륙에서는 1,591.3회, 섬에서는 344.3회, 동해안에서는 66.3회, 서해안에서는 72.7회, 남해안에서는 147.7회의 안개가 발생한 것으로 나타났다. 특히, 안개 발생 시점의 시정이 200 m 미만인 경우를 짙은 안개로 정의할 때, 연평균 415회의 짙은 안개가 발생하며, 1지점당 평균 4.4회의 짙은 안개가 확인되었다. 위치별로 살펴보면, 내륙에서는 연평균 322.3회, 섬에서는 67회, 동해안에서는 6회, 서해안에서는 10.7회, 남해안에서는 11.7회의 짙은 안개 발생이 확인되었다.

ASOS 시정값이 1 km 미만인 안개와 200 m 미만인 짙은 안개로 나누어 해발고도가 낮은 곳을 초록색으로, 해발고도가 높은 곳을 황토색으로 표시한 지도에 연평균 안개 발생 빈도를 나타내면 Fig. 3과 같은 공간분포를 볼 수 있다. 연평균 안개가 60회 이상 발생하는 지점은 빨간색으로 표시하였는데 해당 지점은 대관령(82.3회), 흑산도(82회), 백령도(81회), 강진(73.7회), 청송(61.7회)이며, 주황색으로 표시된 연평균 50회 이상 60회 미만으로 안개가 발생하는 지점은 금산(55.3회), 이천(52.7회), 임실(52.7회), 장수(51.3회)이다(Fig. 3a). 안개는 전반적으로 전라남·북도 동부 내륙지역, 경남 서북부지역, 강원 산악지역 등의 지역에서 안개가 빈번하게 발생하였다. 이러한 안개 다발 지역은 기존의 선행 연구 결과와 같이 바다, 강, 댐과 가까이 있어 공기 중에 수증기가 충분히 공급될 수 있거나, 분지 지역으로 복사냉각이 안개가 발생할 만큼 충분히 나타나는 지점에서 안개가 잘 발생하는 것을 확인할 수 있었다(Jhun et al., 1998; Sohn, 2010).

Fig. 3.

Distribution of the annual mean number of (a) fog events with visibility less than 1 km and (b) thick fog events with visibility less than 200 m, which were averaged over the three-year study period from 2020 to 2022.

시정 200 m 미만의 연평균 짙은 안개는 흑산도에서 20.7회 발생한 것과 부여(17.7회), 대관령(15.7회), 울릉도(15.7회), 보은(15.3회), 장수(15회), 금산(13.7회), 순천(13회), 임실(12회), 해남(11.3회), 고산(11회), 고창(10.7회)을 제외하면 대체로 10회 미만으로 발생하였다(Fig. 3b). 안개 발생빈도와 짙은 안개 발생빈도가 반드시 일치하지는 않지만, 안개가 많이 발생하는 곳일수록 짙은 안개 발생 가능성 또한 높고(Tardif and Rasmussen, 2007), 짙은 안개가 10회 이상 발생하는 지점은 12개의 섬 중에서 3지점, 내륙지역 9지점이었다.

Jhun et al.(1998)은 우리나라 대도시를 포함한 22개 지역에서 관측소 설치 이후부터 1996년까지 관측된 안개 자료를 분석하였는데 대관령을 중심으로 하는 산악권, 순천과 진주 일대의 남해안 중부, 양평 중심의 중부 내륙이 안개 다발지역이라고 하였다. 관측자료의 시기 차이는 있지만 안개 다발 지역의 공간분포가 유사하게 나타났다.

3.1.2. 계절별 발생빈도

Fig. 4에 계절별 안개 발생 빈도를 나타내었다. 봄에는 대관령과 해남을 제외한 내륙지역에서 안개가 10회 미만으로 나타났다. 특히 흑산도, 백령도와 서해 해안지역에서는 20회 이상, 강진과 제주 서부에서는 10회 이상으로 안개가 자주 발생했다. 여름에는 섬지역에서 안개가 가장 많이 나타났는데, 백령도, 흑산도, 울릉도, 제주도에서 안개가 30회 이상 발생했다. 해안지역에서는 봄보다 여름에 안개가 많이 발생하며, 내륙에서는 대관령, 순천, 장수, 임실, 청송, 파주 등에서 봄보다 10회 정도 안개가 더 자주 나타났다. 한국의 여름은 북태평양 기단의 영향을 받아 덥고 습한 공기의 유입되지만, 내륙에서는 안개 보다는 강수발생이 많아 사계절 중에 안개가 자주 나타나는 계절은 아니다. 가을에는 내륙 전체에서 안개 발생 빈도가 가장 높게 나타났다(Jhun et al., 1998; Lee et al., 2010). 특히 전라북도 동남부와 경상남도 북서부 지역이 만나는 지점에서 안개가 가장 많이 발생했으며, 충청남도 내륙지역과 강원도와 경상북도 산악지역에서도 안개 발생 빈도가 높았다. 반면 동해안 인근 내륙 지역은 가을에 안개 발생 빈도가 급격히 감소했고, 해수면과 기온 차이가 줄어들면서 섬지역의 안개도 발생 빈도가 감소하기 시작했다. 겨울에는 대기가 건조해져 강진과 부여를 제외한 대부분의 지역에서 안개 발생 빈도가 10회 미만으로 눈에 띄게 줄어들었다. Jhun et al.(1998)의 계절별 안개 발생 빈도와 비교하면 최근 안개 발생의 계절별 변동성은 크게 나타나지 않았다.

Fig. 4.

Distributions of seasonal mean fog events in (a) spring, (b) summer, (c) autumn and (d) winter.

3.1.3. 지리적 위치와 강도에 따른 발생빈도

지리적 위치에 따른 월별 시정 강도로 구분한 안개 발생빈도는 Fig. 5와 같다. 먼저 내륙과 섬으로 나누고, 해안지역은 서해, 남해, 동해로 각각 구분하여 안개 발생 시점의 시정을 기준으로 안개 발생빈도를 나타냈다. 내륙지역은 날씨가 맑고, 복사냉각이 뚜렷하게 나타나는 가을인 9월부터 11월 사이에 안개가 가장 많이 발생하였고, 나머지 계절은 비슷한 빈도로 안개가 발생하였다. 내륙지역의 안개는 10월에 약 5회로 가장 많이 발생하였고, 짙은 안개도 9월 ~ 11월에 약 3회 정도로 많이 발생하였다. 10월 내륙에서 발생하는 시정 200 m 미만의 짙은 안개는 월 평균 4.8회 중 3.6회 발생했지만 다른 달과 비교하면 짙은 안개가 차지하는 비율이 작은 편이다. 그리고 내륙에서는 기온이 상승하기 시작하는 4월 ~ 6월에 평균 1회 내외로 안개 발생이 적었다.

Fig. 5.

Distributions of monthly fog events and fog intensity averaged fog the 3 years (2020 to 2022) for regions. (a) inland, (b) island, (c) west coast, (d) south coast and (e) east coast.

다음으로 섬지역에서는 해수면의 온도와 기온의 차(해기차)가 안개 형성에 큰 변수로 작용한다. 섬지역은 내륙지역과는 달리 해기차가 큰 5월부터 약 3회 정도로 안개 발생 빈도가 증가하기 시작하여 7월에 약 4회 정도로 안개의 발생 빈도가 가장 높았고, 짙은 안개로 발달하는 비율이 다른 지역보다 높았다. 이것은 5월 ~ 7월은 수증기가 많이 포함된 혼합비가 높은 공기가 지속적으로 유입되고 조석 운동이 활발하게 나타나 표층수와 심층수의 혼합으로 표층수의 온도 상승이 억제되어 해기차가 크게 나타남으로 인해 공기의 하층이 냉각되어 이류안개가 형성된다고 분석한 KMA(1997)의 연구 결과와도 일치한다.

서해안, 남해안, 동해안지역은 섬지역과는 다른 패턴이 나타났다. 해안지역은 섬과 마찬가지로 5월 ~ 7월의 안개 발생 빈도가 높은 것은 동일하지만, 각각의 패턴이 상이하게 나타났다. 서해안의 안개는 해기차로 인해 발생하는 안개가 대부분이다(Lee et al., 2010). 서해안은 3월에 안개 발생 빈도가 평균 3회로 가장 높고 8월에 평균 1회 미만으로 급격히 감소하였다. 이는 3월의 남서해안에 고기압이 위치하여 상대적으로 따뜻한 기류가 유입되면서 안개가 발생하였고, 8월은 안개 발생 빈도가 급격히 감소하는데 수온약층이 강하게 발달하면서 해수의 연직 혼합이 억제되어 해수면의 온도가 상승해 해기차가 줄어들거나 역전되어 안개 발생이 억제된다는 NIMR(1986)의 연구결과와 일치한다. 남해안은 대체로 1회 내외의 안개의 발생 빈도로 평균 2회 내외의 서해안보다는 안개 발생 빈도가 조금 낮았다.

남해안은 장마철인 7월에 약 2.9회로 가장 많은 안개가 발생했는데 KMA(1997)에서는 여름철 안개는 장마전선의 형성 후 전선의 이동 경로와 관련이 있으며, 여름 몬순의 남서풍에 동반된 온난 습윤한 공기가 한랭한 해수면 위로 이류하면서 안개가 7월에 많이 발생한다고 분석하였다. 또한 봄과 가을에 약 1.5회의 안개가 꾸준히 발생하는데 내륙에서의 복사냉각의 영향을 받기도 하는 것으로 판단된다.

울릉도를 제외한 동해안은 초여름이 포함된 연중 4달을 제외하면 평균 1회 미만으로 해안 지역 중에서 가장 적은 안개가 발생하였다. 이는 5월 ~ 8월은 해기차가 높지만, 9월에는 표층 해수면 온도 상승으로 해기차가 감소해 해무 발생이 억제된다고 분석한 Seo et al.(2003)의 연구에서 근거를 찾을 수 있었고, 주로 장마전선에 동반되어 해무가 나타난다는 KMA(1997)의 연구와도 일치하였다. 그리고 Park et al.(2020)에 의하면 풍향은 해역별로 풍계가 다양하지만 각 해역마다 연도별 변화가 유사하다고 하였다. 동해안의 주풍은 서풍계열의 바람이고, 다음으로 동해 북부 해상에 형성되는 고기압에 의해 북동풍이 높은 빈도를 차지한다. 내륙을 통과하는 서풍 계열의 바람은 태백산맥을 지나면서 높새바람 현상에 의해 영동지방으로 넘어가게 되면 수증기량이 더욱 감소하게 되고, 이는 가을, 겨울철 월평균 안개 발생 빈도가 1회 미만으로 이어지게 된다.

3.2. 안개 유형별 발생빈도

Fig. 6은 안개 유형별 연평균 발생빈도를 나타냈다. 안개 유형별 발생빈도를 살펴보면 국내에서 발생하는 안개의 60.0%가 복사안개이며 특히 내륙지역에서 발생하는 안개의 83.7%가 복사안개이다. 연평균 복사안개는 대관령(62회)에서 가장 많이 발생하며, 청송과 금산에서 50회 이상 발생하였고, 임실, 장수, 이천, 부여에서 40회 이상 발생하며 이외에는 연평균 10회 이상인 곳이 다수를 차지하였다. 강수안개는 복사안개보다는 다양한 지역에서 발생하였는데 섬지역인 흑산도(22회), 울릉도(21.3회), 백령도(13회)에서 많이 발생하고, 군산(10.6회), 강진(8.3회) 등 내륙지역과 남해안에서 발생하였다. 이류안개는 27 지점에서 발생하였고 강진(62.7회), 백령도(37.7회), 흑산도(26회) 등 섬지역과 해안지역에서 주로 발생하였다. 증발안개와 운저하강안개는 모두 10회 미만의 적은 횟수로 발생하였으며, 특히 증발안개는 제천, 의령, 청송 등 주변에 강, 댐, 하천 등 물이 있는 내륙지역에서 발생하는 것으로 나타났다. 운저하강안개는 섬지역이나 산맥에 위치한 제주, 대관령, 울릉도, 군산 등의 지점에서 발생하였다. 나머지는 미분류안개로 분류되었는데 흑산도, 백령도, 제주도의 안개 일부가 해상부이의 상대습도 조건이 충족되지 않아 미분류안개로 상당수 분류되었고, 나머지 지점의 안개들은 10회 미만으로 지역에 구애받지 않고 골고루 분포하는 것을 볼 수 있다. 이는 한국의 복잡한 지형으로 인해 안개가 복합적인 요인으로 발생하기 때문으로 볼 수 있다.

Fig. 6.

The spatial distributions of annual mean number of the fog types for each visibility-meter station over the three-year study period from 2020 to 2022. ((a) radiation fog, (b) precipitation fog, (c) advection fog, (d) evaporation fog, (e) cloud base lowering fog, and (f) unknown fog).

지역에 따른 유형별 안개 발생 빈도와 지역별 안개 발생 빈도의 백분율로 Table 1에 전체 안개에 대해서, Table 2에 시정 200 m 미만의 짙은 안개에 대해서 제시하였다. 분류 결과 3년 동안에 걸쳐 발생한 6,667회의 안개 중 복사안개는 전체의 60.0%(4002회)로 가장 큰 비중을 차지하였고, 다음으로 강수안개와 이류안개가 높은 비율을 차지하였다. 지역별로 가장 많이 발생한 안개 유형을 살펴보면 내륙의 4,774회의 안개 중 복사안개가 83.7%(3,994회), 나머지 지역에서는 이류안개가 가장 많이 발생하였다. 이류안개는 섬지역의 1,033회 중 39.2%(405회), 서해안의 218회 중 56.9%(124회), 남해안의 443회 중 60.5%(268회), 동해안의 199회의 안개 중 48.2%(96회)의 비율로 나타났다. 안개 유형별로 안개 발생 빈도를 분석해 보면 복사안개는 전체 60.0%(4,002회) 중 99%(3,994회)가 내륙에서 발생하였고, 13.5%(900회)의 강수안개는 지역별 발생 비율과는 달리 내륙에서 348회, 섬에서 306회로 비슷한 횟수로 발생하였다. 13.4%(893회)의 이류안개는 내륙을 제외한 지역에서 모두 발생하였고, 2.4%(158회)의 증발안개는 내륙에 위치하는 관측소 중 호수, 강, 댐 등의 물이 있는 지역에서만 발생하였으며 내륙지역의 안개 중 3.3%의 비율을 차지하고 있다. 2.6%(174회)의 운저하강안개는 내륙에서 73회, 섬에서 78회 발생하였다. 8.1%(540회)의 미분류안개는 내륙에서 201회, 섬에서 241회로 발생 횟수가 크게 나타났다. 복사안개와 증발안개는 대부분 내륙에 집중되어 있고, 강수안개는 모든 지역에서 나타난 것으로 분류되었고, 이류안개는 섬과 해안에서 주로 발생하였다. 운저하강안개와 미분류안개는 편차는 있으나 내륙과 섬에 집중적으로 나타났고, 해안에서는 상대적으로 적게 나타났다(Table 1).

Table 1.

Occurrence(percentages by region) of fog types for fog events with visibility less than 1 kilometer

Table 2.

Occurrence(percentages by region) of thick fog types for fog events with visibility less than 200 meters

다음으로 시정 200 m 미만의 짙은 안개는 6,667회의 안개 중 18.8%(1,253회)에 해당하는 비율을 차지하고 있다. 안개 유형 분류 결과 짙은 안개의 69.1%(866회)는 복사안개였으며, 강수안개 13.8%(173회), 이류안개 7.9%(99회) 순서로 높은 비율을 차지하였다. 짙은 안개 중 가장 큰 발생 비율을 가지는 짙은 복사안개는 전부 내륙에서 발생하였고, 짙은 증발안개 또한 모두 내륙에서 발생하였다. 짙은 강수안개는 모든 지역에서 발생하였고, 특히 섬에서 발생한 201회의 안개 중 44.8%(90회)로 가장 큰 비율을 차지하였다. 99회의 짙은 이류안개는 섬에서 64회로 가장 많이 발생했고, 서해안에서 발생한 32회의 짙은 안개 중 65.6%(21회)로 가장 큰 비율을 차지하였으며, 내륙에서는 발생하지 않았다. 27회의 운저하강안개는 섬에서 15회로 가장 많이 발생하였다. 1,253회의 짙은 안개 중 미분류 안개는 5.4%(68회)로 내륙에서 27회, 섬에서 32회로 분류되었다(Table 2).

3.3. 안개 유형별 발생시각, 소산시각 및 지속시간

안개는 유형에 따라 발생 요인의 차이로 인해 발생시각과 소산시각이 달라지며, 안개의 규모에 비례해서 지속시간이 증가하는 경향이 있다(Bergot, 2016). 따라서 안개 유형에 따라 발생시각과 소산시각을 비교분석해 보면 어떤 매커니즘이 중요하게 작용했는지에 대한 근거가 될 수 있다. Fig. 7은 6가지 안개유형에 따른 발생시각(Fig. 7a)과 소산시각(Fig. 7b)를 나타낸 것이다. 먼저 회색으로 표시된 복사안개(rad)는 보통 일몰 이후부터 생성되기 시작하고 새벽 5시 ~ 6시에 가장 빈번하게 나타났다. 복사안개는 일출 이후 기온이 오르면서 소산되기 때문에 오전 8시 ~ 9시에 가장 많이 소산되었다. 흰색으로 표시된 강수안개(pcp)는 생성과 소산이 전 시간대에 걸쳐 분포하지만 상대적으로 야간과 새벽 시간대에 조금 더 많이 발생하였다. 청록색으로 표시된 운저하강안개(cbl)는 발생 수가 적어 그림에서 명확하게 보이지는 않지만 복사안개와 유사한 패턴을 가지고 있다. 밝은 청록으로 표시된 증발안개(evp)는 일출이 중요한 변수로 작용하기 때문에 오전 6시부터 9시까지만 정의된다. 실제로 증발안개는 오전 7 ~ 8시에 가장 많이 발생하는 것을 볼 수 있고 오전 8시 ~ 10시 사이의 시간대에서 소산하는 짧은 수명을 가진 안개임을 알 수 있다. 검정색으로 표시된 이류안개(adv)는 강수안개와 유사하게 전 시간대에 발생하지만 야간과 새벽에 조금 더 발생한 것을 볼 수 있다. 이렇게 각각의 안개는 생성 원인에 따라 생성시각의 분포와 빈도에 차이가 나타나지만 생성은 오전 9시 이후로 급격히 감소하고, 일출로 인해 안개 입자가 증발할 수 있는 시간대인 오전 7 ~ 10시에 가장 많이 소산하는 것을 볼 수 있다.

Fig. 7.

Frequency distributions of the fog (a) onset time and (b) dissipation time with respect to fog types.

Table 3은 6가지 안개 유형에 따른 연평균 월별 발생 분포를 보여준다. 복사안개와 증발안개는 복사냉각이 가장 활발하게 나타나는 9월 ~ 11월에 집중적으로 발생하며, 복사안개는 10월에 평균 235.0회, 증발안개는 평균 12.3회로 가장 많이 발생하였다. 강수안개, 이류안개 그리고 미분류안개는 여름철에 상대적으로 발생 빈도가 높은데 이류안개는 6월에 평균 65.0회, 강수안개는 장마철이 있는 7월에 평균 46.7회, 미분류 안개는 7월에 평균 237.0회로 가장 많이 발생하였다. 강수안개는 9월에 발생빈도가 가장 작았고, 이류안개는 1, 2월에 평균 10회 미만으로 적게 발생하였다. 운저하강안개는 월별 빈도에 큰 차이가 없지만, 3월과 6월, 7월에 상대적으로 많이 발생하였다.

Table 3.

Monthly occurence of fog types for fog events averaged the 3 years (2020 to 2022) with visibility less than 1 kilometer

Fig. 8은 안개 유형별 지속시간을 안개 발생시각의 시정이 1 km 미만인 안개(Fig. 8a)와 200 m 미만인 짙은 안개(Fig. 8b)로 구분해 백분위로 나타낸 것이다. 그림에서 붉은 삼각형 기호는 평균 지속시간을 의미한다. Fig. 8a의 안개 지속시간을 살펴보면 여러 유형의 안개 중에서 이류안개가 30시간 이상의 가장 긴 지속시간을 지닌 사례가 있고, 평균 지속시간은 강수안개가 3.9시간으로 가장 길었다. 강수안개와 이류안개는 복사안개와는 달리 일출이후에도 바로 소산되지 않는 경우가 많아 지속시간이 다른 안개에 비해 긴 경향이 있다(NIMR, 1986). Fig. 8b의 짙은 안개는 미분류안개가 가장 긴 지속시간을 가졌으나 평균값을 비교하면 운저하강안개가 6.9시간으로 가장 길었다. 반면 복사안개는 태양복사가 안개 소산의 주요 원인이기 때문에 야간에 발생한 안개의 75%가 8시간 이내로 발달하다가 소산한다. 증발안개는 지속시간이 평균 1.3시간으로 가장 짧고, 미분류안개는 여러 유형의 안개가 섞여 있거나 안개의 매커니즘의 변화하여 지속시간의 특징이 복합적으로 나타난 것으로 보인다. Fig. 8b의 짙은 안개의 지속시간은 모든 유형의 안개에서 일반 안개에 비해 긴 경향이 나타났다. 운저하강안개의 평균 지속시간은 짙은 안개일 때 1.5 ~ 5시간 차이가 발생했다. 극단적인 값들을 제외한 결과를 보면 증발안개를 제외하고 운저하강안개는 최대 지속시간이 20시간이 넘고, 나머지 안개는 10시간 이상 길게 지속되는 경향이 있었다.

Fig. 8.

Distribution of (a) fog event duration and (b) thick fog event duration with visibility less than 200 m for each fog type from 2020 to 2022. Box plots are defined using the 25th (lower edge of box), median (horizontal line within box), 75th (upper edge of box), and the mean (red triangle(▲)).

4. 결과 및 고찰

최근 3년(2020 ~ 2022년) 동안 국내에서 발생한 안개의 발생 경향과 유형을 조사하기 위해 종관기상관측소 96 지점과 해양부이 21 지점의 자료를 활용하여 분석하였다. 강수 현상 중 안개 현상을 구분하기 위해 강수, 날씨현상, 계측 시정자료를 활용하여 안개를 정의하였고, 안개 유형을 판별하기 위해 기온, 상대습도, 풍속 자료에 일출 시간, 전운량, 운고, 해양 부이의 상대습도를 고려하여 기존 안개 유형 구분 순서도를 개선하여 분류하였다. 분류 이후 지역을 내륙, 섬, 서해안, 남해안, 동해안으로 구분하였고, 안개는 시정을 기준으로 1 km 미만과 200 m 미만의 사례로 나누어 통계적으로 분석하였다.

안개 사례는 섬 지역에서 자주 발생하였고, 내륙에서는 산악지대인 대관령과 강이 있는 청송, 강진에서 가장 많이 나타났다. 주로 전라도 동부 및 경상남도 서북부에서 안개 발생 빈도가 높았다. 특히, 짙은 안개는 섬지역과 내륙의 충청북도 남부, 전라북도 동남부, 경상남도 서북부에서 높은 발생 빈도를 보였다. 계절에 따른 안개 발생 빈도는 대부분 지역에서 안개 발생이 10회 미만이었으며, 여름에는 해기차가 커서 섬지역에서 안개가 가장 많이 발생하였고, 특히 서해안 지역 및 산이 있는 지역에서 안개 발생 빈도가 높았다. 가을에는 내륙지역에서 안개 발생 빈도가 가장 높았는데 특히 전라북도 동남부와 경상남도 북서부 지역에서 안개가 많이 발생하였다. 겨울이 되면 대기가 건조해져 강진과 부여를 제외한 대부분의 지역에서 안개가 10회 미만으로 발생 빈도가 확연히 줄어들었다. 서해안은 해기차의 영향과 편서풍의 영향으로 섬과 안개 발생 빈도가 비슷하게 나타났고, 남해안 지역은 서해안보다는 안개 발생 빈도가 낮고 계절변동에서도 큰 차이가 나타나지 않았다. 반면 동해는 깊은 수심으로 인해 해기차가 작아 안개 발생 빈도가 가장 낮았고, 다른 계절에 비해 여름철에 집중적으로 안개가 발생하였다.

안개 발생 메커니즘에 따라 6가지 안개 유형을 분류한 결과, 60.0%로 가장 높은 비중을 차지한 안개는 복사안개로, 주로 내륙에서 10월과 11월에 가장 많이 발생하였다. 강수안개는 13.5%로 두 번째로 많이 발생하였으며, 대부분의 지역에서 나타났지만 주로 남해안과 섬지역에서 나타났다. 이류안개는 섬과 서해안과 전라남도 남서부 지역에서 발생하였는데, 주로 여름철에 집중되어 있었다. 2.6%의 비중의 운저하강안개는 월별 발생 빈도는 비슷하지만 오전 6시 ~ 10시와 오후 20시 ~ 24시에 안개 발생이 집중되어 있었다. 증발안개는 내륙지역에서 일출시간대에 발생하였고, 미분류 안개는 내륙과 섬에서 여름철 오전 8시 전후에 많이 발생하였다. 복사안개는 일몰 이후부터 생성되기 시작하고 오전 5시 ~ 6시에 가장 많이 생성되었으며 일출 이후 오후 8시 ~ 9시에 가장 많이 소산되었다. 강수안개는 비가 그친 이후에 발생하는 안개로, 생성과 소산이 전 시간대에 걸쳐 분포하지만 이류안개와 마찬가지로 상대적으로 야간과 새벽 시간대에 상대적으로 많이 발생하였다. 전체적으로 보면 안개의 유형에 따라 생성 시각의 분포와 빈도가 다르지만, 안개 생성은 오전 9시 이후로는 급격히 감소하고, 일출과 관련해서 오전 7시 ~ 10시에 가장 많이 소산하는 것을 볼 수 있다. 내륙 발생 빈도가 높은 복사안개와 짙은 안개 특성을 가진 운저하강안개의 발생 시간은 5시에서 10시로 교통안전과 관련된다는 측면에서 체계적인 연구가 요구된다. 따라서 안개를 재난으로 인식하고 교통장애를 일으킬 수 있는 복사 및 이류안개 뿐 아니라 강수안개와 운저하강안개에 대한 체계적인 분석이 필요하다.

안개는 지표부근에서 형성되기 때문에 대기의 수적을 탐지하는 레이더로 실시간으로 파악하기 어렵다. 따라서 기존의 관측기기를 최대한 활용하기 위해 검정과 보정 및 유지보수를 꾸준히 하여 지상 관측자료의 품질을 향상되고, 고해상도 위성을 이용한다면 안개의 규모와 특성 분석에 도움이 될 것이다. 안개 생성에는 미세먼지와 해염과 같은 응결핵의 분포도 중요하다. 하지만 본 연구에서는 안개 생성 메커니즘에 응결핵 증가에 따른 영향을 반영하지 않았다. 그 특성을 고려하기 위해 지표 부근은 환경부에서 제공하는 미세먼지 농도 자료를 활용할 수 있지만 해염 분포와 관련된 관측자료는 자료 활용에 한계가 있다. 마지막으로 안개 시정계와 운고·운량계 뿐만 아니라 안개 입자 계수기, 입도 분석 장비 등을 통해 안개와 관련된 추가 자료를 분석한다면 안개의 특성 파악에 도움이 될 것으로 기대된다.

Acknowledgments

이 논문 또는 저서는 2022년 대한민국 과학기술정보통신부와 한국연구재단의 지원을 받아 수행된 연구임 (No. 2022R1A2C1093229)

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