계절은 일 년을 기후 현상의 차이에 따라 나눈 한 철로 정의되고 관련 단어로는 사계절, 절기, 봄, 여름, 가을, 겨울, 날씨, 입춘, 입추, 동지, 월 등이 있다. 인간을 포함한 동물과 식물은 오랜 세월 동안 계절에 맞추어서 그들의 삶의 방식을 결정해 왔다. 파종과 추수 시기를 결정하고, 추운 겨울에 대비하여 식량을 쌓아 두거나 무더운 여름에 음식을 상하지 않게 보관하기 위해서 다양한 처리 방법을 개발해서 적응해 왔다.
우리나라는 북반구 중위도에 위치하여 사계절이 뚜렷하게 나타난다. 유라시아 대륙에 위치하여 강력한 몬순의 영향을 받아 여름은 열대와 같이 덥고 습하며, 반대로 겨울은 한대와 같이 춥고 건조하다. 그사이에 봄과 가을이 위치한다.
기후 특성 분석, 예보, 감시를 위해서는 편이에 따라 1년 12개월을 3개월씩 4계절로 구분하여 봄을 3, 4, 5월, 여름을 6, 7, 8월, 가을을 9, 10, 11월, 겨울을 12월과 다음 해 1, 2월로 구분하기도 한다. 하지만 이 기준은 고정된 기간을 이용하여 기온이나 강수량 등 기후요소를 분석하고, 기후변화의 양상을 비교하는 데는 유리하지만 실제로 느끼는 계절과는 크게 다르다. 계절 구분과 분류는 분류 기준에 따라 달라진다. 계절 구분 방법은 크게 4가지로 지구와 태양의 연중 위치를 고려한 천문학적 구분, 기압 패턴의 출현을 고려한 종관 기후학적 구분, 기후요소를 고려한 자연 계절 구분, 생물학적 구분 등으로 나눌 수 있다.
천문학적 계절 구분은 천구상에서 태양의 위치에 따라 계절을 구분한 것이다. 태양이 춘분점[3월 20일경]에서 하지점[6월 21일경]까지 이르는 기간을 봄, 하지점에서 추분점[9월 22일경]까지의 기간을 여름, 추분점에서 동지점[12월 21일경]까지를 가을, 동지점에서 이듬해 춘분점까지를 겨울이라고 한다. 그러나 윤년 때문에 분점들은 1~2일씩 차이가 난다.
동양에서는 태양의 위치에 따라 1년을 24등분하여 24절기(節氣)로 구분하고, 이를 다시 3등분하여 72후(候)로 구분하여 태음력과 함께 사용하였다. 황도(黃道)상에서 15° 이동할 때마다 절기가 바뀌어, 첫 번째 절기인 입춘(立春)은 음력 1월이고, 보통 양력 2월 4일경이다. 입춘이 되면 농사 준비를 시작한다. 그다음 절기는 우수(雨水), 경칩(驚蟄), 춘분(春分) 순이다. 태양이 춘분점으로부터 황도상으로 15° 이동해 갔을 때를 청명(淸明), 곡우(穀雨)라고 하는 등 각 절기의 첫날에 이름을 붙여 사용한다. 망종(亡種)은 6월 5일경이고, 씨를 뿌려 한해의 농사를 시작하는 계절이다. 10월 8일경 한로(寒露)는 이슬도 차가워지는 계절이고, 10월 23일경인 상강(霜降)에는 서리가 내린다. 그리고 각 절기는 3등분 되어 초후(初候), 이후(二候), 삼후(三候)로 나뉘며, 1년은 72후로 구분된다. 24절기도 천문학적인 계절 구분으로 해마다 날짜가 바뀌기 때문에 일상생활에서는 여러 불편함이 따른다.
종관 기후학적 계절 구분은 탁월한 기압 패턴의 출현 빈도를 기준으로 계절을 구분한다. 대기순환을 고려하여 계절변화의 역학적 원인을 반영할 수 있는 장점이 있다. 하지만 기압 패턴을 분류할 때 주관적인 요소가 개입되어 객관적인 분류가 어렵다. 한반도 주변의 기압 패턴은 겨울에는 서고동저형, 여름에는 남고북저형, 봄과 가을에는 이동성고기압형이 탁월하다. 즉, 겨울에는 대륙에서 발달하는 한대기단의 영향을, 여름에는 해양에서 발달하는 아열대기단의 영향을 받는다.
우리나라 주변의 기압배치 유형에 따라 8~16개로 계절이 다양하게 구분된다. 한반도에 영향을 주는 기단의 출현 비율은 시베리아기단, 북태평양기단, 오호츠크해기단 순이며, 한반도는 대륙에서 기원한 기단의 영향이 지배적이다. 즉, 한반도 주변 기압계는 겨울 기압배치 유형과 여름 기압배치 유형이 각기 대륙과 해양에 발달하는 정체성 기단으로부터 확장되는 고기압을 중심으로 하여 대조적으로 출현하고, 봄과 가을의 이동성고기압형은 이들의 변환 과정에서 나타난다. 이를 어떻게 세분화하느냐에 따라 종관 기후학적인 계절 수가 달라진다.
기후학적으로 구분되는 자연 계절에서는 기후값이 연속적으로 변화하기 때문에 한 계절에서 다음 계절로 변할 때의 불연속 시점을 결정하기가 어렵다. 하지만 기온은 장기간 관측 자료가 축적된 기후요소이고, 인간의 의복과 주거, 농업 활동 등의 기본적인 생활주기를 잘 반영하여 직접적으로 계절 구분이 가능하다. 기온을 기준으로 계절을 구분하는 방법은 두 가지가 있다.
첫 번째는 기온이 가장 높은 3개월을 여름, 기온이 가장 낮은 3개월을 겨울, 그사이 나머지 3개월을 봄과 가을로 정의하는 것이다. 두 번째는 특정 임계값을 기준으로 계절을 정의하는 것이다. 다양한 기온 임계값과 장마를 고려하여 우리나라 계절을 초겨울[初冬], 한겨울[嚴冬], 늦겨울[晩冬], 초봄[早春], 봄[春], 늦봄[晩春], 초여름[初夏], 장마, 한여름[盛夏], 늦여름[晩夏], 초가을[初秋], 가을[秋], 늦가을[晩秋] 등 13개 계절로 상세하게 구분하기도 한다.
기상청은 일 평균기온의 임계값을 적용하여 사계절의 시작일을 정한다. 봄 시작일은 일 평균기온이 5℃ 이상으로 상승한 후 다시 내려가지 않는 첫날로, 여름 시작일은 일 평균기온이 20℃ 이상 올라간 후 다시 하강하지 않는 첫날, 가을 시작일은 일 평균기온이 20℃ 미만으로 내려간 후 다시 상승하지 않는 첫날, 겨울 시작일은 일 평균기온이 5℃ 미만으로 내려간 후 다시 올라가지 않는 첫날로 정의하였다. 일 평균기온 5℃는 식생이 활동하기 시작하는 생리적 영점[physiological zero point]이고, 일 평균기온 20℃는 초록이 가장 왕성한 시점으로 여름의 시작 기준이다.
이와 같은 구분은 기온을 기준으로 하였기 때문에 지역에 따라 계절의 시작일과 종료일에 차이가 있으며 각 계절의 길이도 달라진다. 겨울은 북쪽으로 갈수록 길어지는데, 가장 남쪽인 제주에서는 중부지방의 서울보다 겨울이 짧다. 반대로 여름은 남쪽의 제주가 서울보다 길며, 봄의 시작은 제주가 빠르고 가을의 시작은 서울이 빠르다. 봄과 가을의 길이 또한 남쪽 지방과 북쪽 지방이 서로 반대로 나타난다.
생물계절은 동물의 활동 또는 식물의 발아, 개화, 낙엽 등 경관상으로 구별되는 계절인데, 이는 다시 동물계절과 식물계절로 나눈다. 동물의 생태는 계절에 따라 변화하는데 동물의 이동, 번식, 변태, 겨울잠 등의 변화는 계절의 변화와 밀접한 관련이 있다. 동물계절의 관측은 보통 동물의 계절 현상이 처음 나타나는 시기, 가장 왕성한 시기, 그러한 현상을 볼 수 없는 시기로 나누는 것이 일반적이다. 예를 들면, 철새인 제비의 경우 날아오는 시기와 날아가는 시기를 관측한다. 동물계절은 주로 눈으로 세밀히 관측하거나 소리로 파악한다. 기상청에서는 제비, 기러기, 개구리, 매미, 뱀 등 9종의 동물을 지정하여 동물계절을 관측하고 있다.
식물도 계절의 변화에 따라 그 모양이나 색깔이 변한다. 따라서 발아, 개화, 만발, 신록, 성숙, 낙엽 등과 같은 식물의 변화를 보고 식물계절을 정할 수 있다. 일상생활에서 개화나 발아 시점을 포함하여 식물계절을 정확하게 예측하는 것은 농업은 물론 기타 산업 활동에도 매우 중요한 일이다. 기상청에서는 벚꽃, 진달래, 매화, 개나리, 배나무, 단풍나무 등 10종을 기준으로 계절관측을 하고 있다.
우리나라는 지리적인 위치로 인해 사계절이 뚜렷할 뿐만 아니라 계절에 따른 기후의 차이가 크다. 각 계절의 기후 특성을 살펴보면 다음과 같다.
봄에는 시베리아고기압에서 떨어져 나온 이동성고기압과 중국에서 발달한 저기압이 빈번하게 한반도를 통과하면서 우리나라 날씨에 영향을 준다. 이동성고기압이 영향을 줄 때는 따뜻한 날이 이어지다가 저기압이 다가오면 봄비가 내린다. 이른 봄에는 세력이 약해진 시베리아 기단이 다시 기세를 부리며 강한 북서 계절풍이 불어오는 경우가 있어 ‘ 꽃샘추위’라고 불리는 추운 날씨가 나타나기도 한다. 봄철 기온은 주간에는 높으나 야간에는 상당히 낮아져 일교차가 큰 것이 특징이다. 이는 이동성고기압 내에서는 수증기가 적고, 바람이 약하며 구름이 잘 발달하지 않아 밤 동안에 복사냉각이 활발하기 때문이다. 이처럼 야간에 지면이 차가워지면 서리가 내리는 경우가 있는데, 서리가 늦봄까지 내리게 되면 식물이 동해를 입는다.
봄에는 건조한 겨울에 이어서 강수량이 적어서 봄 가뭄이 나타나기도 한다. 특히, 동해안을 따라 유효 습도가 35% 이하로 떨어지는 매우 건조한 상태가 나타나 산불 주의보가 자주 발령된다.
황사도 봄의 대표적 기상현상이다. 우리나라는 주요 황사 발원지인 고비사막, 내몽골 고원, 만주의 동쪽에 위치하여 종종 황사 영향을 받는다. 주로 저기압 내의 강한 상승기류에 의해 상층으로 부유한 황사는 동아시아뿐만 아니라 북미 대륙까지 수송되기도 한다. 우리나라에 영향을 미치는 황사의 출현 일수는 연도별로 변동성이 크지만, 1980년대 이후 증가하는 경향이 뚜렷하다. 1980년대 중반 이전까지 평균 황사 출현 일수는 9.7일이었으나 그 이후에는 11.3일로 증가하였다. 최근 지구온난화의 영향으로 우리나라에서 봄의 시작일이 빨라지고 있다.
여름이 되면 태양고도는 계속 높아지고, 고온 다습한 북태평양고기압의 영향권에 들어 무덥고 맑은 날씨를 보인다. 하지만 장마전선이 6월 중순 후반에 제주에서 시작하여 북상하면서 7월 중순까지는 긴 장마가 이어진다. 장마철에는 대체로 흐린 날씨가 지속되고, 많은 비가 내리지만, 장마전선이 남북으로 이동함에 따라 몇 차례의 장마 휴식이 나타나기도 한다. 장마전선이 북상하여 만주로 사라지면 북태평양기단의 세력권 내에 들어 최고기온이 30℃를 넘는 삼복더위의 한여름이 시작된다.
한여름 무더위의 계속 기간과 강도는 해마다 다르며 북상하였던 장마전선대로부터 남하하는 한랭전선이나 태풍의 통과로 한여름의 휴식이 나타나기도 한다. 8월 중순이 되면 한여름이 끝나고 최고기온이 30℃ 이하로 낮아지면서 늦여름이 시작된다. 늦여름에는 북상하였던 장마전선이 다시 남하하여 초가을 장마가 나타나기도 한다.
여름의 특징적인 일기 현상으로는 소나기, 호우, 폭염, 열대야 등을 들 수 있다. 여름철 날씨를 지배하는 북태평양고기압은 고온 다습하다. 여기에 한낮에 지표면이 가열되어 대기가 불안정해지면 상승기류가 발생하여 소나기가 자주 내린다. 장시간 비가 내리거나 강한 강도로 국지적으로 호우가 내려 홍수 피해가 자주 발생한다.
또한, 한여름에는 일 최고기온이 33℃ 이상으로 올라가는 폭염도 자주 나타난다. 대구를 포함한 남부지방 내륙에서 빈번하고, 해안에서는 그 발생빈도가 적다. 대기 중에 수증기가 많은 여름에는 복사냉각이 활발하지 않아서 열대야가 발생하기도 한다. 폭염과 달리 남부 해안과 대도시에서 많이 발생한다. 최근 지구온난화로 우리나라 기온이 상승하면서 폭염과 열대야의 발생 일수가 증가하면서 가뜩이나 무더운 우리나라 여름을 더욱 견디기 어렵게 하고 있다.
가을에는 봄과 비슷하거나 봄에 비하여 높은 위도를 지나는 이동성고기압형이 지배적인 기압 패턴이다. 이동성고기압이 줄지어 동쪽으로 이동할 때는 우리나라에 고압대가 형성되어 오랫동안 맑고 청명한 가을 날씨가 계속된다. 아침엔 선선하고, 한낮에 다소 더워서 일교차가 크게 벌어지고, 아침에 복사냉각으로 인한 안개가 자주 발생한다. 그러나 이동성고기압을 뒤따라오는 기압골이 지날 때는 가을비가 내리기도 한다.
10월과 11월이 되면 시베리아고기압이 발달하여 북서 계절풍이 불어오기 시작하고, 일사량은 감소하며 기온은 나날이 내려간다. 가끔 태풍이 북상하면서 많은 강수가 내리기도 하고, 따뜻하고 습윤한 남풍이 유입되면서 기온이 상승하기도 한다. 가을이 깊어지고 날씨가 선선해지면, 나무는 겨울을 나기 위해서 물과 영양분을 차단한다. 나뭇잎이 울긋불긋 물드는 단풍이 시작된다. 일교차가 크고 일사량이 많으며 적당한 수분이 유지되어야 단풍이 아름답게 물든다. 보통 9월 말 설악산에서 시작하여 10월 말에는 한라산에 도달한다. 최근 고온 현상으로 단풍이 나타나는 시기가 늦어지고 있다.
겨울에는 한랭 건조한 시베리아기단의 영향으로 매우 춥고 건조하다. 12월 초가 되면 북서 계절풍이 탁월해지며 시베리아고기압이 확장, 남하하여 기온은 영하로 떨어지고 건조한 날씨가 된다. 겨울철의 기압 패턴은 서고동저(西高東低)형으로 정체되면서, 비교적 맑고 차가운 겨울 날씨가 지속된다. 시베리아고기압이 쇠퇴하면 따듯한 날씨가 나타난다. 이처럼 추운 날씨와 따뜻한 날씨가 반복되어 나타나는 현상을 삼한사온(三寒四溫)이라고 한다. 그러나 겨울철 기온 변화가 반드시 7일을 주기로 하여 나타나는 것은 아니다.
겨울철에 나타나는 특이한 일기 현상으로는 한파와 대설을 들 수 있다. 한파는 강력한 시베리아고기압으로부터 찬 공기가 갑자기 우리나라로 내습하는 경우로, 극한(極寒)의 추위를 동반하여 동파 피해로 이어진다. 이때 차가운 공기가 상대적으로 온난한 해양을 지나면 서해안과 울릉도에 대설이 내리기도 한다. 겨울철에 차가운 바람이 북서쪽에서 불어올 때 바람받이인 영서지방은 기온이 낮고, 그 바람이 태백산맥을 넘어가 영동지방에 영향을 미칠 때는 온도가 높아져서 영서지방과 영동지방의 기온 차이가 커진다. 최근 온난화로 인하여 겨울 평균기온은 상승했지만, 때때로 상층 제트기류의 약화로 찬 공기가 흘러내리며 한파가 발생하기도 한다.
지구온난화로 기온이 상승한 우리나라에서도 봄과 여름의 시작일이 빨라지고, 가을과 겨울이 늦게 시작하면서 여름이 길어지고 겨울이 짧아지고 있다. 과거[19812010년]에는 봄이 3월 18일에 시작하였으나, 현재[19912020년]는 3월 1일로 당겨지고, 봄 길이도 85일에서 91일로 다소 길어졌다. 과거에는 여름이 6월 11일에 시작하였으나 현재는 5월 31일에 시작하고, 길이도 98일에서 118일로 20일이 길어졌다. 가을은 과거에는 9월 17일에 시작하였으나 현재는 9월 26일로 늦어지고, 길이도 73일에서 69일로 짧아졌다. 겨울은 11월 19일에서 시작하던 것이 12월 4일로 늦춰지면서 109일에서 87일로 22일 줄었다. 봄과 가을의 길이의 변화는 그리 크지 않으나, 여름과 겨울의 길이는 크게 변화하였다.
과거에는 우리나라에서 겨울이 여름보다 길었으나, 현재는 여름이 더 길어져서 생태계뿐만 아니라 사회 · 경제시스템에 피해가 발생하고 있다. 기후변화시나리오에 근거한 미래 전망에서도 봄의 시작은 더욱 빨라지고, 여름은 길어지고 겨울은 짧아질 것으로 예측한다. 제주도를 포함한 남부지방과 해안 지역에서는 겨울이 사라질 것으로 전망된다.
특히, 강력한 온실가스 저감 정책을 사용하지 않은 SSP5-8.5 시나리오에서 2100년에 봄은 1월 28일에, 여름은 4월 29일에, 가을은 10월 19일에, 겨울은 1월 4일에 시작하여 각각 91일, 173일, 77일, 23일 지속되어 현재와는 완전히 다른 양상을 가지게 될 것으로 전망된다. 온실가스 저감 정책을 강력하게 사용하는 SSP1-2.6 시나리오에서 2100년에 봄은 2월 25일, 여름은 5월 28일, 가을은 9월 31일, 겨울은 12월 5일에 시작하여 각각 92일, 125일, 66일, 82일 지속되는 것으로 전망된다. 여기에 도시화가 개입되면 여름 시작일은 더 빨라지고, 종료일은 더 늦어져서 여름 길이가 더욱 길어진다.