농업기상재해 조기경보시스템
우박영향정보 (시범서비스)

하늘의 얼음 폭탄이라 불리는 우박은 눈 결정 또는 수적이 강한 상승기류에 의하여 빙결 고도 이상에서 상승과 하강을 반복하여 얼음덩어리로 성장 후 지상으로 낙하하는 현상을 말한다. 우박은 단기간 내 국지적인 영역에서 발생함에 따라 관측과 예측에 어려움을 겪는 위험 기상 중 하나이다(Snook et al., 2016). 우박 발생은 대기 상층과 하층의 기온 차이가 크게 나타나는 봄과 가을철에 주로 나타난다(Jin et al., 2017). 한반도 내 우박의 직경은 평균 0.6 cm로 보고되었지만(Im et al., 2000), 경우에 따라 직경이 크게 변화할 수 있으며, 최대 10 cm 크기의 우박도 관측된 바 있다 (이재용 등, 2022)

우박은 과냉각수적과 빙정의 포화수증기압 차이로 인해 커지기 시작한 빙정이 적란운 내의 상승기류에 의해 빙결 고도까지 상승하였다가 다시 떨어지는 과정을 반복하면서 충분히 성장하여, 빙정의 중력이 상승기류보다 커질 경우 지면으로 낙하한다(Kim, 1992; 이춘식 등, 2002; 기상청, 2012). 국내의 우박피해 사례로는 2015년 8월 13일 강원도 삼척시 하장면에 강한 소나기를 동반한 우박이 약 172 ha의 임야에 쏟아지면서 수확기를 앞둔 고랭지 작물에 큰 피해를 주었고(Lee et al.,2015), 2017년에는 우박으로 인한 산림 전체 피해면적이 4,105 ha였으며, 이중 전남은 화순, 담양, 곡성 등 3개 군이 1,163.1 ha, 경북 봉화는 2,942.1 ha로 산림에 큰 피해를 입혔다(Lim et al., 2017).

Figure 1. (a) An idealized supercell thunderstorm. Taken from the NOAA website https://www.noaa.gov/jetstream/tstrmtypes (accessed on 24 October 2023). (b) A simplified schematic of hail formation and growth at a mature stage of cumulonimbus clouds. Source: Own illustration. (c) Simulated hailstone pseudotrajectory (blue line) initialized as a 2-mm embryo (green circle) with the lowest model level 30-, 40-, and 50-dBz reflectivity factor (white contours) at the surface. Source: Taken from [29] (Kim et al., 2023).

Kim et al. (2023)에서 정리한 우박의 다양한 크기와 모양 및 피해는 다음과 같다.

Figure 2. Hailstones generated by hailstorms of varying intensities. Data from: www.noaa.gov (accessed on 10 June 2021) (Kim et al., 2023).

Table 1. Hail intensity and magnitude (Kim et al., 2023).

Data from: www.noaa.gov (accessed on 10 June 2021).

다음으로 우리나라에 떨어진 우박의 기후와 통계를 살펴보자. 아래 그림은 우박이 발생했을 때 신문기사에 수록된 크기별 우박 사진이다. 왼쪽 위는 1∼2cm 크기의 우박(출처: YTN), 오른쪽 위는 3cm 크기의 우박(출처: KBS), 왼쪽 아래는 0.5∼3cm 크기의 우박(출처: 중앙일보), 오른쪽 아래는 10cm 크기의 우박(출처: YTN)을 각각 보여주고 있다

Figure 3. Cases of hail (by hail stone size) in South Korea recorded in newspaper reports (upper left: 1-2 cm, upper right: 3 cm, lower left: 0.5-3 cm, lower right: 10 cm) (김수현 등, 2022).

기상청 관측 기사란 자료를 이용하여 우박의 크기 분포를 나타내면 1970년부터 최근으로 올수록 직경이 큰 우박의 비중이 증가하는 경향이다 [노란색(0.5∼0.75cm) 감소, 회색(2.25cm+) 및 연두색(1∼1.25cm) 증가].

하지만 신문기사 자료를 이용하여 우박의 크기 분포를 나타내면 우박의 크기 변화에 뚜렷한 특징을 찾을 수 없는데, 이는 사회적인 관심이 높은 큰 우박을 중심으로 기록되었기 때문으로 판단된다.

기상층 관측과 신문기사를 결합한 통합자료를 이용하여 우박 크기 분포를 나타내면, 기상청 관측기사란 자료와 마찬가지로 직경이 큰 우박의 비중이 최근으로 올수록 증가하는 것을 보여준다[노란색(0.5∼0.75cm) 감소, 회색(2.25cm+) 및 연두색(1∼1.25cm)증가]. 또한, 통합자료를 이용함으로써 관측의 공백기간(기상청 관측 기사란: 2011년, 신문기사: 1985년, 1987년)에 대해 각 자료가 서로 공백기간을 보완해 주는 역할을 하는 것을 볼 수 있다.

Figure 4. Hailstone size distribution by year (top: total data, middle: Korean Meteorological Administration data, bottom: newspaper report data) (김수현 등, 2022).

우리나라의 우박은 겨울(12∼2월)과 초봄(3∼4월) 및 늦가을(10∼11월)에 일반적인 우박보다는 크기가 작은 싸락우박이 주로 발생하였다. 이는 겨울(12∼2월)에 우박 발생 빈도가 높은 이유가 대부분 싸락우박인 분석 결과와 유사하다. 봄(4월)에서 여름으로 시간이 지날수록 싸락우박의 빈도는 감소하고 우박만 관측된 사례와 우박과 싸락우박이 같이 관측된 사례가 증가하였다. 여름(7∼8월)에는 우박의 발생 빈도는 적지만 싸락우박만 관측된 사례는 없고 대부분 우박만 관측되거나 우박과 싸락우박이 함께 관측된 것으로 조사되었다.

우박의 발생 시간은 주로 상승기류의 형성이 많이 되는 오후 시간대(12∼18시)에 발생하였다. 오전 시간(07∼11시)과 늦은 저녁(20∼23시)에는 싸락우박만 관측된 사례가 약간 더 많았다. 그 외 나머지 시간에는 우박만 관측되거나 우박과 싸락우박이 같이 관측된 사례가 더 많았다.

Figure 5. Monthly (upper) and hourly (lower) hail occurrence (김수현 등, 2022).

우박위험지도

우박위험지도는 기상청 관측자료와 신문기사 보도자료를 통합한 자료를 이용하여 과거에 발생한 우박의 빈도 분포에 각 지역별로 기록된 우박의 최대 크기를 합쳐서 표현한 우박 기후정보로서, 김수현 등 (2022)의 핵심 결과 그림이다.

우리나라에서 발생한 우박의 최대 크기의 평균값은 약 2.35 cm, 최댓값은 10 cm로 남서쪽 내륙 지역(전남 담양군)에서 관측되었고, 최솟값은 0.2 cm로 남동쪽해안 지역에서 관측되었다.

우리나라의 남서쪽 지역은 우박 발생 빈도는 많지 않지만 비교적 큰 크기의 우박이 발생하였고, 동쪽과 내륙 지역(강원도, 경북, 충북)은 발생 빈도가 크고, 대부분 평균 이상 크기의 우박이 관측되었다. 우리나라의 서쪽 지역은 발생 횟수와 관측된 최대 우박의 크기가 상대적으로 작게 관측되었다.

우박은 1970년 이래로 현재(2018년)까지 대체로 전국적으로 발생하였으며, 우리나라의 북동쪽 지역이 다른 지역에 비해 우박 발생 빈도가 상대적으로 높고, 우박의 최대 크기도 평균 이상으로 관측되어 상대적으로 위험한 지역으로 분석되었다. 이러한 우박 통계는 기후변화에 따라 조금씩 바뀌며, 우박위험지도 또한 매년 갱신되어 제작 및 발표하고 있다.

Figure 6. Hail risk in South Korea from 1970 to 2028. The numbers in each administrative district reflect the maximum hailstone size (김수현 등, 2022).

<참고 문헌>

김수현，이승재，심교문, 2022: 다학제적 데이터 융합에 기초한 우박위험지도. 한국농림기상학회지 24 (4), 234-243

이재용，이승재，심교문, 2022: 지상과 레이더 자료를 이용한 LAMP 우박 예측 성능의 정성적 검증. 한국농림기상학회지 24 (3), 179-189

Kim, MH, J Lee, SJ Lee, 2023: Hail: Mechanisms, Monitoring, Forecasting, Damages, Financial Compensation Systems, and Prevention. Atmosphere 2023 (14), 1642

김수현, 이승재, 심교문, 2025: 농업기상재해 조기경보를 위한 한반도 WRF-HAILCAST 도입 및 민감도 실험. 한국농림기상학회지 27 (2), 59-79

<자료 문의>

국가농림기상센터 연구개발부 070-4467-6584 (sjlee@ncam.kr 또는 hjlee@ncam.kr)

㈜에피넷 사업개발관리본부 070-4711-2864 (jinhan@epinet.kr)

국립농업과학원 농업환경부 기후변화대응과 063-238-2518 (kmshim@korea.kr 또는 kjw130@korea.kr)