윈드시어: Wind Shear

1974년 1월 30일, 팬아메리카항공 806편 항공기가 미국령 사모아 파고파고 공항에 진입 전 추락하는 사고가 발생한다. 

승무원 포함 탑승자 101명 중 97명 사망, 4명 부상, 4명 생존했던 사고.

△NTSB(미국 연방 교통안전위원회, National Transportation Safety Board) 조사자료에 표기된 당시 항공편의 루트


NTSB의 발표 결과, 원인은


"
불안정한 풍향 변화에 의한 항공기의 돌파(the aircraft`s penetration)의 결과로써 발생한 최대 강하율을 승무원(파일럿)이 인지하는데 시간이 소요되었으며, 이를 원활히 수정하지 않았음

이라고 발표되었다. 

당시 해당 항공편은 야간비행을 진행하고 있었고, 야간비행의 경우 바깥 상황을 육안으로 확인하며 운항하는 시계비행(VFR:Visual Flight Rules)으로 파고파고 공항에 접근 중이었다.

야간비행을 육안으로만 진행할 경우, 위처럼 된다. 까맣고, 구름도 잘 보이지 않고,... 70년대만 하더라도 시스템이 발달하지 않았던 때라 야간에도 시계비행은 잦은 편이었다.

기장은 당시 잘 보이지 않는 상황이 블랙홀 어프로치(Blackhole Approach)인 줄 알고, 초기에 항공기 고도를 올리는 작업을 하지 않았던 것. 15초 후 항공기를 올리기는 했지만, 너무 늦은 대응이었고 사고가 발생했다.

NTSB의 팬아메리칸항공806편 사고 조사발표를 시뮬레이션한 동영상.

윈드시어경보로 인해 결항된 항공편들.

최근 윈드시어/강풍특보로 인해 결항이 있었던 일자는 다음과 같다(신문 기사가 올라왔던 기준에 따른다)

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2016년 7월 27일, 제주공항, 윈드시어경보 발효 및 4편 결항, 170여편 지연, 3편 회항 발생 

2016년 10월 2일, 인천공항, 윈드시어경보 발효되었으나 대부분 운항

2016년 9월 17일, 제주공항, 윈드시어경보 및 태풍으로 인하여 40편 이상 결항

2016년 12월 23일, 제주공항, 윈드시어경보 발효되었으나 몇편 제외하고 대부분 운항

2017년 2월 10일, 제주공항, 항공편 30편 가량 결항

2017년 2월 19일, 제주공항, 항공편 57편 가량 결항

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윈드시어는 갑작스럽게 바람 방향/세기가 바뀌는 것을 말한다.

주로 강한 상승기류와 하강기류가 생기면 윈드시어가 발생하며, 발생 원인은

1. 뇌우 구름 발생으로 인한 윈드시어 발생

2. 전선으로 인한 윈드시어 발생

3. 복사역전층 상부 하층 제트로 인한 윈드시어

4. 해륙풍으로 인한 윈드시어



이 있다.

1. 뇌우 구름 발생으로 인한 윈드시어 발생

 뇌우(雷雨) 구름이 발생했을 때, 뇌우 구름 하단에 하강기류가 발생 및 돌풍을 형성한다. 돌풍 중 가장 외곽을

 돌풍 전선(Gust Front)라고 하며, 이는 뇌우에서 10~15마일 떨어진 곳에서 주로 발생한다.

2. 전선으로 인한 윈드시어 발생

 한랭전선 위에 온난전선이 발생했을 때, 항공기는 계획된 항로보다 조금 더 먼 거리로 착륙하게 된다. 

 상층에서는 온난전선 영향으로 뒷바람을 받다가, 도착 직전 한랭전선으로 진입하면서 맞바람을 맞게 되는 것.

 공항 도착 직전 이러한 급격한 풍향 변화, 저시정 및 낮은 실링까지 겹쳐지게 되면 공항 도착은 더욱 어려워진다.

3. 복사역전층 상부 하층 제트로 인한 윈드시어

  하층 제트는 주로 복사역전층 바로 위에서 만들어진다. 해가 질 때 발생, 일출 시에 최대가 되나 낮 동안에는 지표 가열에 의해 사라진다. 하층 제트는 이런 역전층 위에서 만들어지며, 보통 풍속이 30 kts정도이다. 따라서 단열선도에서 복사역전이 나타나면 낮은 고도의 윈드시어 발생 가능성에 대비해야 한다.

 일반적으로 이러한 경우, 복사역전층에서는 무풍지대이다. 이로 인해 실제 착륙하는 경우는 계획진로보다 더 짧은 거리에 내리게 되며, 착륙 안전에 영향을 끼치게 된다.

4. 해륙풍/지형으로 인한 윈드시어

 해륙풍은 육지와 해면의 냉각이나 가열에 의한 온도차로 만들어진다. 바닷가 앞 공항에서 잘 나타나며, 해륙풍은 15~20 kts의 바람이 불며 내륙 10~20마일 정도까지 영향을 미친다. 또한, 한라산/후지산 등 지형으로 인한 윈드시어도 발생할 수 있다. 제주공항, 나리타공항의 경우 지형적 윈드시어 발생으로 유명한 곳이다.

(※윈드시어가 자주 발생하는 곳임에도 불구하고, 제주국제공항은 95~110초에 한대가 이륙하며 연간 이용객이 2천만 명을 돌파했다.)

제주공항의 경우, 해면부터 활주로까지 거리는 0.5마일이다. 제주공항의 경우 해륙풍 및 한라산으로 인한 지형적 윈드시어가 자주 발생하는 공항으로 유명하다.

 윈드시어가 발생 시, 파일럿은 도착공항의 활주로에 정확한 착륙이 어렵다.

 이를 보완하기 위해, 우리나라에서는 항공기에 탑재되어 있는 관측계기나 공항에 있는 LLWAS(Low Level Windshear Alert System) 장비를 이용하여 관측한다. LLWAS는 인천공항, 제주공항, 양양공항에 설치되어 있다.

LLWAS가 설치된 공항, 설치일자는 다음과 같다.

(설치된 공항)

인천공항: 2011년 7월 11일

제주공항: 2001년 5월 2일

양양공항: 2003년 12월 11일

(미설치된 공항)

김포공항, 울산공항, 무안공항, 여수공항, 김해공항

△참조: 정책실명제 사업관리이력서, 2013년 9월, 항공기상청 정보지원과

 다만, 이는 어디까지나 윈드시어가 발생한 것의 '관측'일뿐, '윈드시어 예보'는 아니다. 이는 현재 한국 기상청에서도 어려워하는 부분이다. 이는 민간기상업체에서 제공이 가능하며, 대표적으로 일본 민간기상회사인 웨더뉴스(WNI, 위니라고도 부른다) 등에서 제공하고 있다.

웨더뉴스(WNI, 위니)에서 제공하는 제주공항 Low Level Wind Shear 예보.

 윈드시어로 인해 항공기 결항 및 지연도 상당수 발생하며, 탑승객의 스트레스도 많을 것이다. 다만 기상은 아직 인간이 컨트롤하기가 아직까지도 어려운 부분이며, 이를 컨트롤하고자 항공업계 종사자들은 오늘도 최선을 다하고 있다. 특히 윈드시어가 수시로 발생하는 제주공항의 경우 수많은 탑승객의 안전을 지키고자 고군분투하고 있음에 대해, 비행기를 탈 때 한번만 생각해주셨으면 한다.

2016년 1월 23일, 김포공항에서는 폭설로 인해 제주도에서 결혼식을 가지 못하는 커플이 결혼식을 가졌다. 제주도에 함께 가지 못했던 가족들, 하객 약 30명이 김포공항 4번 게이트 앞에서 다시 없을 축복의 시간을 가진 것.

△트위터에 본인들이 올리면서 국제적인 이슈로도 떴었다. 출처: allkpop닷컴

날씨, 특히 윈드시어의 경우는 예보 자체가 어렵고 현재상황을 포착하는 정도가 현재 기상학적 단계이다. 

70년도에는 윈드시어의 대응도 하기 어려웠지만 LLWAS의 도입, 민간기상회사 시스템의 도입으로 

사고는 점차적으로 줄이고 있다. 과학은 점점 발전할 것이고, 실수로 인해 인간은 더 배워서 과거의

같은 사고는 일어나지 않도록 최선을 다할 것이다. 기초과학계도, 항공사 관계자들도.

by 곰돌이풉