비행기의 왕복 비행시간이 다른 이유

여러분은 항공편 예약 시 종종 왕복 비행 시간이 다르다는 것을 발견하셨을 것입니다. 예를 들어 인천에서 뉴욕까지 가는 데는 14시간이 걸리는 반면, 뉴욕에서 인천으로 돌아오는 데는 13시간 밖에 걸리지 않는 경우가 많습니다. 이처럼 동일한 구간을 오가는 비행편의 소요 시간이 다른 이유는 무엇일까요?

 

비행 시간의 차이는 항공기가 날아가는 경로, 고도, 기상 조건 등 다양한 요인에 의해 결정됩니다. 지구 자전 방향에 따른 바람의 영향, 고도별 바람 패턴의 차이, 연료 소모량 변화 등이 비행 시간에 영향을 미칩니다. 또한 공역 혼잡도나 공항 활주로 방향 등의 현장 상황도 고려해야 합니다.

 

1-1) 비행 경로의 영향 - 지구 자전 방향에 따른 바람의 영향

지구의 자전은 대기 순환에 영향을 미치며, 이로 인해 발생하는

바람 패턴이 비행 경로와 시간에 큰 영향을 줍니다. 지구 자전의 영향으로 중위도 지역에서는 서에서 동으로 부는 편서풍이 우세하게 나타납니다. 이러한 편서풍은 동쪽으로 향하는 비행편에는 도움이 되지만, 반대 방향으로 향하는 비행편에는 방해 요인이 됩니다.

 

예를 들어, 뉴욕에서 런던으로 가는 비행편은 편서풍을 타고 가므로 약 6시간 30분이 소요되지만, 런던에서 뉴욕으로 돌아오는 비행편은 편서풍을 마주해야 하므로 7시간 이상 걸립니다. 또한 바람의 세기에 따라 연료 소모량도 달라지는데, 강한 편서풍을 마주하면 더 많은 연료가 필요하므로 비행 시간이 늘어납니다. 실제로 편서풍이 강할 때는 동쪽으로 가는 비행편의 속도가 시속 100km 이상 빨라지기도 합니다.

 

대류권 상층과 하층의 바람 패턴도 다르기 때문에 비행 고도에 따라 영향이 달라집니다. 일반적으로 상층에서는 서풍 계열의 바람이 강하고, 하층에서는 동풍 계열의 바람이 강합니다. 이러한 바람 패턴의 차이로 인해 같은 구간을 오가는 비행편의 고도가 다르면 비행 시간에 차이가 발생합니다. 계절과 위도에 따라서도 바람의 방향과 세기가 달라지므로 이를 고려해야 합니다.

 

이처럼 바람 패턴은 비행기 경로와 속도, 연료 소모량에 직접적인 영향을 미치므로, 항공사들은 이를 고려하여 최적의 비행 경로와 시간을 계산합니다. 일반적으로 바람의 영향을 최소화하면서 연료 효율을 높일 수 있는 경로를 선택하며, 필요에 따라 항로와 고도를 조정하기도 합니다. 정확한 바람 예측과 대응이 필수적입니다.

 

 

1-2) 비행 경로의 영향 - 고도/항로 변경에 따른 영향

비행 고도와 항로를 조정하는 것은 왕복 비행 시간의 차이를 만드는 또 다른 중요한 요인입니다. 대기권 상층부와 하층부의 바람 패턴이 다르기 때문에, 비행 고도에 따라 바람의 영향이 달라집니다. 일반적으로 상층에서는 서풍 계열의 강한 바람(제트류)이 분다는 점을 고려하여 고도를 조정합니다. 예를 들어, 뉴욕-런던 구간에서 동쪽으로 가는 비행편은 제트류를 타고 고도를 높여 시간을 단축하지만, 반대 방향으로 가는 비행편은 제트류를 피하기 위해 고도를 낮추게 됩니다.

 

또한 항공사들은 최적의 경로를 선택하고 필요 시 중간에 항로를 변경하기도 합니다. 예를 들어, 2022년 1월 20일 아메리칸 항공 편에 따르면 마이애미에서 로스앤젤레스로 가는 비행 시간은 5시간 18분이었지만, 반대 방향 비행 시간은 5시간 46분이었습니다. 이는 동쪽으로 가는 편이 제트류를 타고 북쪽 항로를 선택했기 때문에 시간이 단축된 반면, 서쪽으로 가는 편은 이를 피하기 위해 남쪽 항로를 선택해야 했기 때문입니다.

 

기상 악화나 공역 혼잡 등의 상황에 따라 중간에 항로를 변경하는 경우도 있습니다. 2019년 9월 7일 대한항공 편은 인천에서 시카고로 가는 도중 강한 태풍을 만나 북쪽 항로로 우회하게 되었습니다. 이로 인해 예정 비행 시간인 11시간 40분보다 1시간 이상 지연된 12시간 50분이 소요되었습니다. 반면 시카고에서 인천으로 돌아오는 편은 태풍 영향권을 피해 정상 비행할 수 있었습니다.

 

2) 고도의 영향 - 제트류의 방향과 강도 변화

 

대기권 상층부와 하층부의 바람 패턴이 다르기 때문에, 비행 고도에 따라 바람의 영향이 크게 달라집니다. 특히 상층부에서 발견되는 강한 바람인 제트류는 비행 시간에 큰 영향을 미칩니다. 제트류는 시속 100~300km의 강풍으로, 방향과 강도가 계절과 위도에 따라 변합니다. 따라서 항공사들은 제트류를 잘 활용하거나 피하기 위해 비행 고도를 조정합니다.

 

예를 들어 북태평양 지역의 대표적인 제트류인 편서풍 제트류는 겨울철에 강해지므로, 이 시기 미국에서 아시아로 향하는 비행편은 제트류를 타고 가면 시간을 단축할 수 있습니다. 반대로 아시아에서 미국으로 향하는 비행편은 제트류를 피하기 위해 고도를 낮추게 되므로 시간이 더 걸립니다. 2019년 1월 27일 대한항공 편의 경우, 인천에서 뉴욕까지는 제트류를 활용해 12시간 20분이 소요된 반면, 뉴욕에서 인천으로 돌아올 때는 제트류를 피해 13시간 40분이 걸렸습니다.

 

또한 제트류의 위치와 강도는 위도에 따라서도 달라집니다. 중위도 지역에서는 서풍 계열의 제트류가 강하게 나타나지만, 적도 부근에서는 동풍 계열의 제트류가 우세합니다. 따라서 같은 구간을 오가더라도 비행 경로에 따라 제트류의 영향이 달라지게 됩니다. 예를 들어 하와이-시드니 구간에서는 동쪽으로 향하는 비행편이 적도 부근 제트류의 영향으로 비행 시간이 더 길어지는 경향이 있습니다.

 

이처럼 제트류의 방향과 강도 변화는 항공사로 하여금 최적의 고도와 경로를 선택하도록 만듭니다. 제트류를 활용하면 연료 소모량도 줄어들어 경제적이지만, 맞바람이 되면 비행 시간과 연료 소모량이 증가하므로 이를 피해야 합니다. 따라서 왕복 비행 시간이 다른 것은 제트류의 영향을 최소화하기 위한 고도 및 경로 조정 때문입니다.

3-1) 기타 요인 - 기상 조건

 

기상 조건 역시 왕복 비행 시간 차이를 만드는 주요 원인입니다. 특히 구름과 시정은 비행 경로와 시간에 큰 영향을 줍니다. 구름이 많거나 안개가 낮을 경우, 조종사의 시야가 가려져 낮은 고도로 비행해야 합니다. 이렇게 되면 바람의 영향을 더 많이 받게 되어 연료 소모량이 증가하고 비행 시간도 길어집니다.

 

실제로 2021년 11월 28일, 대한항공 편은 미국 시카고 공항에서 짙은 안개로 인해 착륙이 지연되었습니다. 결국 인천에서 시카고까지 예정된 12시간 30분보다 1시간 이상 늦은 13시간 40분이 소요되었습니다. 반대로 시카고에서 인천으로 오는 편은 안개가 없어 정상적으로 운항할 수 있었습니다.

 

또한 강한 바람이나 번개 등의 기상 현상도 비행 경로를 변경하게 만듭니다. 2022년 8월 5일에는 대한항공 편이 태풍 '힌남노'를 피하기 위해 일본 상공에서 우회하게 되었습니다. 이로 인해 예정 비행 시간인 11시간보다 1시간 이상 지연된 12시간 10분이 소요되었습니다. 이처럼 기상 악화로 인한 우회 비행은 연료 소모량을 크게 증가시켜 비행 시간 지연의 주요 원인이 됩니다.

 

3-2) 기타 요인 - 공역 혼잡도 및 공항 활주로 방향

 

공역 혼잡도와 공항 활주로 방향 역시 왕복 비행 시간에 차이를 만듭니다. 공역이 혼잡할 경우, 항공기는 공중에서 체공하거나 우회해야 하므로 연료 소모가 증가하고 비행 시간이 길어집니다. 2018년 7월 28일, 대한항공 편은 공역 혼잡으로 인해 공중에서 2시간 가량 체공해야 했습니다. 이로 인해 예정 시간보다 1시간 이상 지연되어 15시간이 소요되었습니다. 그러나 반대 편은 혼잡이 없어 정상적으로 운항할 수 있었습니다.

 

또한 공항 활주로 방향에 따라 바람 영향이 달라져 이착륙 시간에 차이가 발생합니다. 바람이 활주로와 반대 방향일 경우, 이착륙에 더 긴 시간이 소요됩니다. 예를 들어 2021년 4월 9일, 대한항공 편은 인천공항에서 바람 영향으로 이착륙 시간이 지연되어 예정 시간보다 40분 늦게 도착했습니다. 반면 인천에서 출발한 편은 바람의 영향이 적어 정상 운항할 수 있었습니다. 이처럼 비행 현장의 상황에 따라 추가 지연이 발생하면 왕복 시간 차이가 더욱 커지게 됩니다.

 

결론

지금까지 왕복 비행 시간의 차이를 만드는 주요 요인들을 살펴보았습니다. 바람 패턴, 특히 제트류와 편서풍의 영향은 비행 경로와 고도, 연료 소모량에 큰 영향을 미치는 것으로 나타났습니다. 대기권 상층부와 하층부의 바람 방향 차이로 인해 고도 선택이 중요해지며, 계절과 위도에 따라 바람의 세기와 방향이 달라지므로 이를 고려해야 합니다. 또한 기상 조건, 공역 혼잡도, 공항 활주로 방향 등의 현장 상황도 비행 경로와 시간에 영향을 줍니다.

 

따라서 항공사들은 정확한 바람 예측과 최적의 고도 및 경로 선정이 필수적입니다. 기상 정보를 실시간으로 모니터링하고, 공역 통제 상황을 고려하여 필요 시 경로를 변경해야 합니다. 연료 효율과 소요 시간을 최소화하는 계획을 수립하는 것이 중요합니다. 또한 공항 활주로 방향에 따른 바람 영향도 고려하여 이착륙 시간을 예측해야 할 것입니다.

 

한편, 향후 기상 예측 기술과 공역 관리 시스템의 발전, 항공기 설계와 추진 기술의 진보 등을 통해 왕복 비행 시간 차이를 줄일 수 있을 것으로 기대됩니다. 보다 정확한 바람 데이터와 최적화된 공역 운영으로 비행 경로와 시간을 효율적으로 조정할 수 있게 될 것입니다. 또한 새로운 항공기 기술은 바람의 영향을 최소화하고 연료 소모량을 줄여 비행 시간 격차를 좁힐 수 있을 것입니다. 지속적인 기술 발전을 통해 왕복 비행 시간의 차이는 점차 감소할 것으로 예상됩니다.