본문내용
방법은 여기서 취급되지 않고 좀 더 높은 과정에서 다루어지게 된다.
4. 지상기압경향
앞에서 취급한 식
에서 으로 극한을 취하면 ω(0)=0이므로
가 얻어진다.
한편 앞의 식
를 기준기압 고도 에 적용하면
로 되는데 이 식의 오른쪽 둘째 항은 종관규모에서 무시될 수 있고 지면을 수평으로 가정하면 이므로
이다.
따라서
식의 의미 : 한 지점에서 지상기압경향 는 지면으로부터 무한대까지 대기 연직 기둥 속으로 들어오거나 나가는 질량의 수렴 또는 발산에 의해 결정된다.
이론적으로는 이 식을 이용하여 지상기압경향을 계산할 수 있으나 이 계산에는 어려운 점이 있다. 먼저 앞에서 언급했듯이 를 정확하게 계산하기 어렵다. 그리고 실제 대기에서는 연직 보상 경향이 강하여 하층에 수렴이 있으면 상층에 발산이 있고, 반대로 하층에 발산이 있으면 상층에 수렴이 있게 된다. 따라서 지상기압경향을 정확하게 알기 어렵다. 그럼에도 불구하고, 식은 기압 변화의 원인 및 기압 변화와 수평 발산과의 관계를 이해하는데 도움을 준다.
지상기압경향을 더욱 명확히 이해하기 위하여 열적 저기압 발달을 생각해보자. 아래 왼쪽 그림과 같이 중층 대류권에 열원이 존재하여 국지적으로 온난 아노말리를 일으켰다고 하자.
그러면 열원의 위치에서 등압면 사이의 두께가 두꺼워지고 상층면에서 기압경도력이 생겨 바람이 발산하게 된다. 상층면에서의 발산은 지상 기압을 감소시킬 것이며 결국 지상저기압을 생성시키게 된다. 그러면 지상저기압과 연관된 수평기압경도는 하층에 수렴을 일으킨다. 이 때 하층의 수렴과 상층의 발산을 보상하려는 연직운동이 일어난다. 그러므로 상층 발산과 하층 수렴 사이의 보상 정도에 따라 지상기압이 지속적으로 하강할 것인지, 안정한 상태로 유지될 것인지 아니면 상승할 것인지 결정된다.
학습정리
1. 좌표계에서의 연직속도 와 좌표계에서의 연직속도 ω는 종관규모 운동에서 인 관계가 있다.
2. 연직속도를 추정하는 방법에는 두 가지가 있는데 하나는 운동학적 방법이고 다른 하나는 단열적 방법이다.
3. 운동학적 방법은 연속방정식에 근거하고, 단열적 방법은 열역학에너지 방정식에 근거한다.
4. 운동학적 방법은 풍속의 수평 발산을 정확하게 계산할 수 없어 권장할 만한 방법이 아니며, 단열적 방법은 온도의 국지적 변화율 계산이 어려워 좋은 방법이 못된다.
5. 지상기압경향은 대기의 연직 기둥에 대한 수평 발산을 적분해서 얻을 수 있으므로 이 또한 정확한 계산이 어렵다. 그러나 지상기압경향을 계산하는 식은 지상기압 변화의 원인이 무엇인지 그리고 기압 변화와 수평 발산 사이의 관계가 어떠한지를 이해하는데 도움을 준다.
연습문제
1. 지면 근처의 종관규모 운동에서 일 때 ω를 hPa의 단위로 계산하라.
(정답)
이므로
2. 관측소의 동쪽, 북쪽, 서쪽 그리고 남쪽 에 위치한 곳의 바람 관측자료는 각각 다음과 같다; °,; 120°,; 90°,; 60°, .
이 관측소에서의 수평 발산을 근사적으로 계산하라.
(정답)
동쪽 :
서쪽 :
북쪽 : °
남쪽 : °)
4. 지상기압경향
앞에서 취급한 식
에서 으로 극한을 취하면 ω(0)=0이므로
가 얻어진다.
한편 앞의 식
를 기준기압 고도 에 적용하면
로 되는데 이 식의 오른쪽 둘째 항은 종관규모에서 무시될 수 있고 지면을 수평으로 가정하면 이므로
이다.
따라서
식의 의미 : 한 지점에서 지상기압경향 는 지면으로부터 무한대까지 대기 연직 기둥 속으로 들어오거나 나가는 질량의 수렴 또는 발산에 의해 결정된다.
이론적으로는 이 식을 이용하여 지상기압경향을 계산할 수 있으나 이 계산에는 어려운 점이 있다. 먼저 앞에서 언급했듯이 를 정확하게 계산하기 어렵다. 그리고 실제 대기에서는 연직 보상 경향이 강하여 하층에 수렴이 있으면 상층에 발산이 있고, 반대로 하층에 발산이 있으면 상층에 수렴이 있게 된다. 따라서 지상기압경향을 정확하게 알기 어렵다. 그럼에도 불구하고, 식은 기압 변화의 원인 및 기압 변화와 수평 발산과의 관계를 이해하는데 도움을 준다.
지상기압경향을 더욱 명확히 이해하기 위하여 열적 저기압 발달을 생각해보자. 아래 왼쪽 그림과 같이 중층 대류권에 열원이 존재하여 국지적으로 온난 아노말리를 일으켰다고 하자.
그러면 열원의 위치에서 등압면 사이의 두께가 두꺼워지고 상층면에서 기압경도력이 생겨 바람이 발산하게 된다. 상층면에서의 발산은 지상 기압을 감소시킬 것이며 결국 지상저기압을 생성시키게 된다. 그러면 지상저기압과 연관된 수평기압경도는 하층에 수렴을 일으킨다. 이 때 하층의 수렴과 상층의 발산을 보상하려는 연직운동이 일어난다. 그러므로 상층 발산과 하층 수렴 사이의 보상 정도에 따라 지상기압이 지속적으로 하강할 것인지, 안정한 상태로 유지될 것인지 아니면 상승할 것인지 결정된다.
학습정리
1. 좌표계에서의 연직속도 와 좌표계에서의 연직속도 ω는 종관규모 운동에서 인 관계가 있다.
2. 연직속도를 추정하는 방법에는 두 가지가 있는데 하나는 운동학적 방법이고 다른 하나는 단열적 방법이다.
3. 운동학적 방법은 연속방정식에 근거하고, 단열적 방법은 열역학에너지 방정식에 근거한다.
4. 운동학적 방법은 풍속의 수평 발산을 정확하게 계산할 수 없어 권장할 만한 방법이 아니며, 단열적 방법은 온도의 국지적 변화율 계산이 어려워 좋은 방법이 못된다.
5. 지상기압경향은 대기의 연직 기둥에 대한 수평 발산을 적분해서 얻을 수 있으므로 이 또한 정확한 계산이 어렵다. 그러나 지상기압경향을 계산하는 식은 지상기압 변화의 원인이 무엇인지 그리고 기압 변화와 수평 발산 사이의 관계가 어떠한지를 이해하는데 도움을 준다.
연습문제
1. 지면 근처의 종관규모 운동에서 일 때 ω를 hPa의 단위로 계산하라.
(정답)
이므로
2. 관측소의 동쪽, 북쪽, 서쪽 그리고 남쪽 에 위치한 곳의 바람 관측자료는 각각 다음과 같다; °,; 120°,; 90°,; 60°, .
이 관측소에서의 수평 발산을 근사적으로 계산하라.
(정답)
동쪽 :
서쪽 :
북쪽 : °
남쪽 : °)
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