일기예보의 기초단계

예보를 하기 위해서는 반드시 어떠한 원리나 판단이 뒤따라야 하며 이에 따라 예보는 몇 개의 단계로 구분된다.

(1) 제l단계:이것은 현상론적(現象論的) 단계의 예보로, 가장 널리 이용되는 것은 ‘앞 예의 원리’ 또는 ‘반복의 일치’라고 할 수 있는 방법이다. 예를 들어, 중위도 지방에서는 날씨가 서쪽에서 동쪽으로 옮겨가며 지속성이 있다는 날씨변화의 법칙을 과거의 경험을 통해서 얻었는데, 이는 인간이 하늘의 모양을 보고 날씨를 판단하기 시작한 이래 오랫동안 유효한 수단으로 사용되었다. ‘저녁 노을은 맑을 징조’라는 일기속담은 이 원리가 포함된 말이다.

현상론적 예보는 실질적으로 확률이 높은 법칙만 알고 있으면 자연의 구조나 본질에 대해서 아무런 지식이 없어도 예보가 가능하다. 이것은 이 방법의 장점이기도 하지만 반면 만약 전조(前兆)와의 관계가 무너지는 경우에는 예보가 전연 불가능해지는 결점도 갖고 있다. 날씨변화의 주기성을 이용하는 예보법이나 유사법(類似法)도 이와 같은 관련성을 검토하지 않을 경우에는 현상론적 방법이다. 이 단계의 예보를 객관적으로 행할 때는 통계적 수단이 이용된다.

(2) 제2단계:이것은 구조론적 단계의 예보로, 분석을 수단으로 한 일기예보의 대부분은 이 단계에 머문다. 즉 일기도에 의해서 일기변화를 가져오는 현상의 구조를 잘 살펴가면서 행하는 예보이다. 날씨의 구조라고 해도, 1920년경까지는 지표면의 상대가 주였고, 주체적인 구조에 입각한 분석은 1930년대에 들어 고층기상관측의 발전과 더불어 진전되었다. 그 결과 · ·의 실제적인 기본구조가 밝혀짐으로써 일기예보는 이들에 기초를 두고 생각하게 되었다.

(3) 제3단계:이것은 본질적 단계의 예보이다. 즉 대기중에 나타나는 현상을 역학적 ·열역학적 과정으로 포착하여 물리법칙에 따라 계산하는 것인데, 이 전형적인 것이 수치예보이다. 본질론적 단계의 예보임에도 불구하고 예보가 빗나가는 것은 초기조건이나 경계조건(境界條件)이 충분히 알려져 있지 않기 때문에 일어나는 오차, 또는 수치계산을 할 경우에 사용하는 대기 모델이 불안정한 데서 일어나는 오차 등을 들 수 있다.

일기예보를 하는 데 사용되는 도구나 수단에 의해서 설명하면 다음과 같다. 일기예보에 있어서 가장 널리 사용되는 것은 일기도인데, 그것이 예보에 이용되는 이유는 첫째, 일기도에 의해서 장래의 날씨를 그 때 이미 일기도상의 다른 지역에 나타나 있는 날씨로 미리 짐작할 수 있다는 점이다. 즉 시간을 공간에 바꾸어 놓는 작업을 일기도에 의해서 할 수 있는데, 그 작업은 예보관이 단시간에 반직감적으로 행하는 것에서부터 수치예보 방법에 의해서 객관적으로 계산해서 행하는 것까지 포함되어 있다. 둘째는 일기도에는 몇 가지 형(型)이 있기 때문이다.

매일매일의 일기도는 천차만별(千差萬別)하며, 물론 같은 것은 아니지만, 계절 ·지역 등을 한정하면 거기에 나타나는 기압배치는 자연히 몇 개의 형태로 구분된다. 말하자면 개략적인 날씨의 몽타주 그림에 의해서 거기에 동반되는 날씨의 성격을 판단할 수 있게 된다. 예보의 기초가 되는 사고방식으로는 지속성과 주기성이 있다. 겨울과 여름의 날씨 경과를 보면 나날의 날씨는 서로 독립된 것이 아니고 전날의 날씨와 관련을 가지며, 통계적으로는 지속성을 가진다. 계절이 정해진 기간에 대해서는 예보에 있어서도 지속성이 고려되나, 이것은 상식적인 판단에 가까운 것이고, 예보로서 가치가 높은 것은 지속성이 없어져 날씨가 변하는 경우이다. 지속성은 날씨 자체만이 아니라 일기도상에 나타난 기압계의 이동속도 예보 등에도 이용된다.

그러나 날씨가 기울거나 회복되거나 하는 변화가 심한 시기에는 일기도를 이용한 예보의 수정이 행해진다. 그대로의 속도로 이동하지 않고 속도변화가 예상될 경우에는 2차 ·3차의 미분까지 고려하여 속도를 수정하고 그 결과에 따라 예보를 행한다. 지속성보다는 한층 더 예보에 묘미를 발휘하는 것은 주기성이다. 날씨에는 통계적으로 3∼4일의 주기성이 있어 이 정도의 간격으로 날씨는 기울어지며, 특히 봄 ·가을의 환절기에는 주기변동이 나타나기 쉽다.

주기법에 의해서 현재의 맑은 날씨가 언제쯤 기울어질 것인지를 짐작할 수 있으므로 예보자료로서는 가치가 높다. 일기도 분석에 의하면 날씨가 기우는 것은 저기압이 통과할 경우이고, 주기의 길이변화는 일기도에 의해서 수정할 수가 있다. 주기에 대한 고려는 단기예보뿐만 아니라 장기예보에 있어서도 중요시되나 이 경우 주기는 훨씬 길어져서 24일 ·36일 ·70일 ·360일 ·2년∼3년 ·10년 전후 등의 주기가 예보에 있어서 고려된다. 단기예보에 있어서는 거의 이용되지 않으나 장기예보에서 이용되는 예보법으로서 상관법(相關法)을 들 수 있다.

상관법은 어느 지점에 있어서의 기상요소와 시간차를 가진 전지구적인 다른 지점의 기상요소와의 상관계수를 감정하고 이것에 의해서 예보를 행하는 것이나, 시간차를 가지고 어느 지점의 기상상황이 다른 지점의 기상과 관련되는 것은 최근 해양의 작용에 의하여 점차 밝혀져가고 있으며 그와 같은 연관을 텔레커넥션(teleconnection)이라 한다.