태풍 중심 기압·최대풍속(최적경로)과 중심 반경 50 km 안의 태풍 내습 전 해양 조건(HYCOM)을 시간 순으로 나타냄. 태풍 열용량(TCHP)은 26 ℃ 이상 수층이 가진 열량으로, 태풍이 해양에서 얻을 수 있는 에너지의 지표로 쓰임.
각 격자점에서 태풍 중심이 가장 가까이 지난 시각을 기준으로, 통과 4~1.5일 전 평균 표층수온과 통과 후 4.5일 동안의 최저 일평균 표층수온의 차를 최대 냉각량으로 정의함. 진로에서 600 km 이내만 계산함.
북반구 태풍의 진로 오른쪽에서는 태풍이 지나가는 동안 바람 방향이 시계 방향으로 돈다. 표층 해류 역시 관성 진동으로 시계 방향으로 회전하므로(주기 2π/f, 위도 30°에서 약 24시간), 오른쪽 해역에서는 바람과 해류의 회전이 같은 방향으로 맞물려 바람이 해류에 계속 일을 한다(관성 공명). 그 결과 혼합층 해류와 연직 전단이 커지고, 전단 불안정에 의한 연행(entrainment)으로 수온약층의 찬물이 혼합층으로 섞여 올라온다.
왼쪽 해역에서는 바람이 반시계 방향으로 돌아 해류의 회전과 어긋나므로 혼합이 약하다. 이 효과는 태풍 이동 속도가 관성 운동과 맞물리는 조건(이동 속도 약 4~8 m/s)에서 뚜렷하며, 매우 느린 태풍에서는 중심 부근의 에크만 용승이 주된 냉각 원인이 되어 냉각이 중심 부근에 대칭적으로 나타난다.
위: 진로를 따라 자른 수온 단면(상단 시간 막대와 연동). 아래: 선택한 고정 지점(진로 오른쪽 최대 냉각 지점)의 수온 연직 분포 시계열과 표층 해류 궤적. 3시간 간격 HYCOM 분석장을 사용함.
태풍의 강한 바람은 표층 혼합층에 운동량을 전달하여 혼합층 해류를 1 m/s 안팎까지 가속한다. 혼합층 바닥의 강한 연직 전단은 난류 연행을 일으켜 수온약층 아래의 찬물을 혼합층으로 끌어들이며, 이 과정이 표층 냉각의 70~85 %를 차지하는 것으로 알려져 있다(Price, 1981).
중심 부근에서는 저기압성 바람 응력의 회전(curl)으로 표층수가 바깥으로 발산하면서 에크만 용승이 생겨 수온약층이 수십 m 얕아진다. 이 밖에 해면에서의 잠열·현열 방출이 냉각을 더하지만 그 비중은 대체로 작다. 수온약층이 얕고 성층이 강할수록, 태풍이 느릴수록 냉각이 크다.
진로 오른쪽은 태풍의 회전풍과 이동 속도가 더해져 바람이 강한 위험반원이다. 여기에 더해 이 해역에서는 바람 벡터가 시계 방향으로 회전하여 관성 진동과 공명하므로 혼합층 해류가 크게 발달한다. 따라서 냉수 후류의 최대 냉각은 대체로 진로 오른쪽 30~100 km(최대풍속반경의 1~3배)에 나타난다.
본 자료의 진로 횡단 합성 단면(04절)에서 이 편중을 사례별로 확인할 수 있다.
태풍은 해면에서 공급되는 잠열로 유지된다. 표층수온이 높더라도 따뜻한 층이 얇으면 태풍 스스로 일으킨 혼합으로 곧 찬물이 올라와 에너지 공급이 줄어든다. 26 ℃ 등온선 깊이와 태풍 열용량(TCHP)이 큰 해역(대체로 50 kJ/cm² 이상)에서는 이러한 음(−)의 되먹임이 약하여 급강화(24시간 동안 최대풍속 30 kt 이상 증가)가 일어나기 쉽다.
반대로 태풍이 정체하면 자기 유도 냉각으로 중심 아래 수온이 떨어져 약화된다. 2022년 힌남노는 8월 31일~9월 2일 대만 동쪽 해상에서 정체하는 동안 중심기압이 크게 올랐다가, 북상하면서 동중국해의 고수온 해역을 지나 다시 발달하였다.
태풍 중심의 낮은 기압은 해수면을 1 hPa당 약 1 cm 끌어올리고(역기압 효과), 해안을 향한 강풍은 수심이 얕은 해역에서 해수를 쌓아 올린다(풍응력 효과). 여기에 만조와 높은 파랑이 겹치면 월파와 침수 피해가 커진다.
한반도 남해안은 대조기 만조와 태풍 내습이 겹칠 때 해일고가 1 m를 넘는 사례가 있으며, 2003년 매미, 2016년 차바, 2022년 힌남노 때 부산·마산·포항 연안에서 월파와 침수가 발생하였다. 본 자료는 해수면 변화를 계산하지 않으므로 파고와 바람장으로 위험 해역을 가늠하는 데 그친다.