운동하는 대기와 대기중의 열

소개글

운동하는 대기와 대기중의 열에 대한 보고서 자료입니다.

목차

가. 대기중의 열
1. 대기의 구성
2. 대기의 구조
가) 대류권
나) 성층권
다) 중간권
라) 열권
3. 복사평형
4. 변화하는 기온

나. 운동하는 대기
1. 기압과 바람
2. 고기압과 저기압
3. 대기대순환
가) 헤들리 세포
나) 극전선, 로스비파, 제트류

다. 고찰 및 참고문헌

본문내용

때문이다. 헤들 리가 지적하였듯이, 지표에 도달하는 태양열의 불균형은 적도의 따뜻한
공기는 극지방으로 극지방의 찬 공기는 적로 흘러야 함을 의미하고, 결과적으로 거대한
대류 세포를 만들게 됨을 의미한다.
만약 지구가 자전하기 않는다면 하나의 대류세포는 적도의 열을 적도로부터 그대로
극까지 수송할 것이다. 적도 상공의 따듯하고 가벼운 공기는 극 쪽으로 흐르고 차가운
극지방의 공기는 지표를 가로질러 적도로 흐른다. 그래서 적도 지방에 수렴 구역과
저기압 지역이 그리고 극지방에 발산 구역과 고기압 지역이 있게 될 것이다. 물론
지구는 정지해 있지 않으며 극 쪽으로 흐르는 공기와 적도로 돌라오는 공기는 전향
효과로 편향된다. 대류는 존재하지만 회전하지 않는 지구에서의 경우와는 달리 그
흐름은 간단하지 않다. 회전하지 않는 지구와 마찬가지로 회전하는 지구에서도 적도의
따뜻한 공기는 상승하고 적도수렴대라 불리는 저기압 수렴대를 형성한다. 그런데
대류권 상부에서 극 쪽으로 흐르는 공기는 30°N또는 30°S에 도달하면서 전향 효과로
편향되어 서품의 지균풍이 된다. 동쪽으로 부는 바람은 분명히 극에 도달하지 못하며,
따라서 30°N또는 30°S에 공기 쌓이고 이 위도 지역에 지구를 둘러싸는 아열대
고기압대가 만들어진다. 이 고기압대의 공기는 다시 지표로 하강하여 발산 지역을 형성
시킨다. 약간의 발산된 공기는 극 쪽으로 흐르지만 재부분의 공기는 다시 적도를
향하여 흘러 적도 양쪽에 대류세포를 만들어, 적도와 열대 지역의 바람을 지배한다. 이
때의 이 세포 이름을 그 존재를 설명한 사람을 기리기 위하여 헤들리 세포라 부른다.
적도 수렴대와 아열대 고압대의 정확한 위지는 계절에 따라 변하는데 그 이유는 태양의
천정 위치가 잘라져 태양열을 가장 많이 받는 위치가 계절에 따라 변하기 때문이다.
헤들리 세포에서 상층의 바람은 서풍이고 적도로 되돌아오는 하층의 바람은 거의
동풍이다. 여기에서 “거의”라는 어휘는 마찰효과가 있기 때문에 필요하다.
북반구에서는 하층의 바람은 북동풍이어서 북동 무역풍이라 하며, 남반구에서는 남동
무역풍이라 한다.
나) 극전선, 로스비 파, 제트류
각 반구에서 헤들리 세포의 극쪽에는 중위도 순환이 존재한다. 이 중위도 세포를 미국
기상학자 윌리엄 페렐(William Ferrel;1817~1891)의 이름을 따 페렐 세포(Ferrel
cells)라 부른다. 이 중위도 페렐 세포에서 지표의 바람은 부분적으로 아열대
고압대에서의 발산으로 극으로 향하는 공기에 의해 발생하므로 서풍이다. 이 서풍이
콜럼버스 이전의 항해자들을 아조레스제도보다 더 서쪽으로 항해하지 못하게 하였다.
극세포라 불리는 고위도 순환은 극 지역 위에 놓여 있다. 극세포에서는 차고 건조한
상층 공기가 극 부근으로 하강하여 발산하는 고기압 지역을 만든다. 그 다음 이 지역의
공기는 하층 바람(극동풍)에 의해 적도 방향으로 이동한다. 이 공기가 적도 방향으로
천천히 이동하면서 중위도 페렐 세포내의 서풍대를 만난다. 이 두 개의 바람계는
극전선이라 불리는 지역을 따라 만나고 저기압 수렴대를 만든다. 극전선은 상대적으로 심한 대기 요란을 일으키는 불안정한 공기 지역이다.
극 세포에서 상층의 바람은 서풍이다. 헤들리 세포 상층공기의 일부는 중위도 페렐
세포로 흘러가기 때문에 30°N,30°S에서 극을 향하는 상층 바람의 탁월풍은 모두
서풍이다. 그러나 상층 대기에서 바람은 균일하지 않고 로스비 파(Rossby wave)라
불리는 파동 모양을 따라 흐른다. 이 파동은 개천이나 강의 꼬불꼬불함과 닮았다.
대류권의 상한인 대류권계면은 저위도 보다 고위도에서 훨씬 낮다.(적도에서는 16㎞,
극에서는 10㎞) 대류권계면 고도가 가장 급격히 변하는 지역은 극전선 상공이다.
차가운 극 공기가 극전선의 극 쪽 대류권을 채우며, 극전선의 적도쪽에는 따뜻한
아열대 공기가 대류권을 채운다. 극전선위의 성층권에는 매우 강한 기압경도가 있다.
상층에서 마찰이 무시되고, 바람은 지균적이기 때문에 강한 기압 경도는 빠른 바람을
의미한다. 상층 대기의 서풍은 이 가파른 기압 경도와 연관되어 있으며 극전선 제트류
(polra front jet stream)라 부른다. 극전선 제트류는 매우 빠른 기류로서, 풍속이
460㎞/h까지 나타난다.
로스비 파는 극전선 제트류를 큰 파동으로 휘게 한다. 이 제트류가 파동하면 제트류와
함께 극전선을 밀고 당겨, 위도 40~60°사이 지역의 일기에서 중요한 역할을 한다.
아열대 제트류(subtropical jet stream)라 불리는 서풍의 2차 제트류가 20~30°N,
20~30°S 지역의 헤들리 세포 위 대류권계면 상공에서 발생한다. 아열대 제트류는
풍속이 380㎞/h 까지 도달하지만 저위도 대류권계면의 고도가 높아 극전선 제트류
만큼 일기에 큰 영향을 미치지는 못한다.
다. 고찰 및 참고문헌
지구의 보호막인 기권에 대해서 자세히 공부할 수 있는 좋은 시간이 되었다. 만약
기권이 없다거나 지금과 다른 조성의 기권이 지금까지 존재하고 있었다면 지구라는
행성에는 인간뿐 아니라 모든 것들에서 전혀 다른 모습을 보여 지고 있을 것이다. 굳이
예를 들자면 화성이나 금성처럼 말이다. 그만큼 우리는 기권의 역할을 잘 이해해야
하며 앞으로 후손에게 물려줄 수 있는 방대한 양의 기권에 대한 데이타를 남겨줘야
할 것이다. 그렇게 되어야 만이 지구는 계속 인간이 거주 가능한 행성이 될 것이며,
만약 다른 행성을 발견하더라도 인간의 거주 가능성을 짐작해 볼 수 있기 때문이다.
참고로 인간의 거주 가능 행성이 조건은 기권의 산소의 존재, 기권 속에 공급되는
적당량의 수증기를 만드는 수권, 그리고 기온변화로부터 보호 할 수 있게 적당한
범위의 행성 온도가 필요로 하다.
※ 참고문헌
ㅇ 소칠섭외 공역, “지구환경과학개론”, 2000년, 시그마프레스
ㅇ 최덕근, “지구의 이해”, 2003년, 서울대학교 출판부
ㅇ 김경렬외 공역, “지구시스템의 이해”, 2003년, 박학사
ㅇ 최진범외 공역, “지구라는 행성”,1995년, 도서출판 춘강

키워드

대기,   대류권,   성층권,   해들리세포,   로스비파