지구의 자전: 우리는 어느새 파리의 공기를 맡고 있는 건 아닐까?

지구는 서쪽에서 동쪽으로 자전합니다. 그럼, 어느 순간 우리는 파리의 공기를 맡고 있을 수도 있는 거 아닐까요? 혹은 같은 경도 또는 위도에 있는 외국의 공기가 결국 우리 상공에도 떠있지는 않을까요?

결론부터 말하면, 아닙니다.
자전을 할 때는 지표면만 돌아가는 게 아니라 그 위에 존재하는 대기도 함께, 거의 같은 속도로 회전하고 있기 때문이에요.
물론, 경도상의 다른 지역의 공기가 이동할 수 있지만, 그것은 지구의 자전으로 공기가 따라가지 못해서 그런 게 아니라 대기 순환과 기압차, 온도차이 등의 영향이 더 크죠.

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1. 대기 순환 구조

위도에 따른 기압차와 온도차로 세 가지 거대한 순환 구조가 형성되고, 그에 따라 대기가 여러 방향으로 이동해요.

[1] 해들리 순환

적도에서 태양 에너지를 많이 받아 뜨거워진 공기가 상승했다가 위도 30° 부근에서 식으면서 하강합니다. 그래서 적도 부근은 항상 저기압, 위도 30° 부근은 고기압이 형성됩니다.

[2] 극 순환

극지방에서 차가운 공기가 하강해서 위도 60° 부근에서 상승합니다. 해들리와는 반대죠.

[3] 페렐 순환

해들리와 극 순환 사이에서 나타나는 간접 순환입니다. 지표에서는 편서풍이 불어서 서쪽에서 동쪽으로 공기를 이동시키죠. 중위도 저기압대가 형성되어 날씨 변화가 잦습니다.

 

2. 코리올리 효과

하지만 자전도 대기의 이동에 간접적인 영향을 줍니다. 돌아가기 때문에 공기나 물체가 직선으로 가지 않고 휘어지는 현상이 발생하는 거죠.
북반구에서는 이동하는 공기가 오른쪽으로 휘어지고, 남반구에서는 왼쪽으로 휘어집니다. 그 결과 무역풍이나 편서풍 같은 바람 패턴이 만들어지고, 태풍도 북반구에서는 반시계 방향으로, 남반구에서는 시계 방향으로 회전한답니다.

즉, 자전이 대기를 움직이게 만들지는 못하지만, 움직이는 모양을 바꾸긴 하는 겁니다.

결론적으로 대기 순환과 바람의 작용 덕분에 먼 곳의 공기가 섞여 들어올 수는 있지만, 지구의 자전한다고 해도 파리의 공기가 그대로 우리 머리 위로 옮겨오진 않습니다.
공기의 흐름은 온도차와 기압차가 원동력이 되고, 여기에 지구의 자전으로 생긴 코리올리 효과가 더해져서 그저 서쪽에서 동쪽으로 이동하는 것이 아니라 복잡한 패턴으로 움직인답니다.

※ 덧붙여서 비행기를 단순히 공중에 띄워둔다고 목적지에 도착하지 않는 이유도 이것 때문입니다. 대기와 함께 비행기도 회전하고 있기 때문에 제자리에 머물 뿐이죠.