지구과학 임용고시 대기과목 총정리 Part.02

소개글

지구과학 임용고시 대기과목 총정리 Part.02에 대한 보고서 자료입니다.

목차

1. 머귤러 방정식
2. 엘니뇨, 라니냐
3. 대기대순환
4. 북극진동지수
5. 가온도
6. 부력진동수
7. 습도
8. Köhler Curve
9. 에어로졸
10. 흑체평형온도

본문내용

재하다가 따뜻한 하층으로 떨어지면 녹아서 비로 내린다. 여기서 빗방울의 지름은 대략 2mm정도로 구름입자의 지름(2μm)에 비해 100배 정도 크며, 넓이는 만 배, 부피는 백 만 배 정도로 크다.
[2] 수증기 포화곡선
만약 환경상대습도가 O점에 있다고 하
자. 이럴 경우, 수증기가 A지점에 위치하
면, 환경상대습도에 비해 수증기의 포화
도가 높으므로, 증발이 일어나며, 수증기
가 B지점에 위치하면, 환경상대습도에 비
해 수증기의 포화도가 낮으므로, 응결이
일어나 O지점으로 향하게 된다.
환경상대습도가 P일 경우, 활성단계를
지나친 후에 습도는 100%에 수렴하여
진행될 것이다. 하지만, 환경상대습도가
Q일 경우에는 수증기는 Q지점(x size)이
후로는 성장하지 못하여, x지점에서 계
속 머무르게 된다.
물방울의 표면이 구형에 가까울수록,
즉, 곡률이 클수록 증발이 잘 일어난
다. 왜냐하면, 대기 중에 맞닿는 면적
이 증가하기 때문이다. 반면, 표면이
편평할수록 대기와 맞닿는 면적이 감
소하므로 증발이 잘 일어나지 않는다.
즉, 수증기의 size가 줄어들게 되면
곡률이 증가하기 때문에 증발이 잘 일
어나게 되며, 포화수증기압이 높아진
다. 이러한 개념을 가지고 우리는
Kohler curve에 접근할 필요가 있다.
①의 경우에는 ②의 곡선보다 수증기
의 크기가 작다. 수증기의 크기는 염
핵의 흡습성과 염핵의 크기에 의해 좌
우되는데, 이 말은 ①의 곡선을 따르
는 수증기가 ②의 곡선을 따르는 수증
기보다 염핵의 크기가 작거나, 더욱 순수한 물에 가깝다는 것을 뜻한다. 또한, ①의 염핵이 ②의 염핵보다 밀도 혹은 사이즈가 작을 수도 있으며, 다른 경우, 염핵의 흡습성이 더 낮다고 해석할 수도 있다.
①, ②의 곡선이 의미하는 것은 수증기의 용질효과에 의한 성장을 말하는 것으로 변곡점이후부터는 곡률효과에 의해 수증기의 사이즈가 증가하게 된다. ①, ②의 곡선 위에 있는 아래로 볼록한 곡선은 곡률효과를 대변해주는 곡선이다. 즉, 물방울의 크기가 시간에 따라 커지는데, 이는 곡률효과에 의한 것이다. 이는 과포화도가 작아도 성립한다. 물론 과포화도가 클수록 더 빠르게 수증기의 사이즈가 증가하겠지만, 과포화도가 작아도 위 곡률효과가 성립된다. 여기서 곡률효과의 의미는 다음과 같다. 과포화도가 크면, 수증기는 서로 용질을 매개로 결합하여 크기를 불리게 된다. 이 과정을 통해서 수증기압은 줄어들게 되며, 곡률 또한 감소하게 된다. 이것이 [그림 20]에 존재하는 아래로 볼록한 곡선이 나타내는 의미이다.
[3] 온도에 따른 수증기압 그래프
과냉각 상태의 물에 대한 포화 수증기
압은 얼음(빙정)에 대한 포화수증기압보
다 항상 높다. 그 이유는 같은 온도에서
출입하는 물분자 수가 얼음보다 과냉각
수적의 경우에 더 많기 때문이다. 당연
히, 고체인 얼음(빙정)에서보다 액체인
물에서의 분자의 운동이 활발하다. 여기
서, 물과 얼음(빙정)의 포화수증기압의
차이는 수증기로부터 빙정으로 물분자
의 이동을 초래한다. 물과 빙정의 포화
수증기압 차이가 가장 많은 온도는 영
하 20℃에서 영하 10℃ 사이이다. 이
지역에서 물에서 빙정으로 수증기의 이
동이 가장 잘 일어나게 된다.
9. 에어로졸
[1] 에어로졸의 개념
에어로졸이란 대기 중에 부유하는 고체 또는 액체상태의 작은 입자들을 지칭하는 말로 그 크기는 보통 1nm ~ 1μm 정도이다. 에어로졸은 자연적으로 또는 화석 연료의 사용 등 환경적 또는 인위적으로 생성된다. 에어로졸은 대기에서 구름이나 가우 형성에 매우 중요한 응결핵으로써의 역할을 할 수 있으며, 대기 오염에도 적잖은 영향을 끼친다. 이러한 이유로, 에어로졸은 대기과학의 중요한 한 분야로써 취급된다.
[2] 에어로졸 입자가 해양보다 육상에 많은 이유
에어로졸은 육상에 대략 ~, 해양에 대략 ~ 정도가 있다.
에어로졸 입자가 육상에 더 많은 이유는 해양에서는 육지보다 에어로졸을 만드는 원천이 부족하기 때문이다. 육상에서는 해양보다 미세먼지 등이 많으며, 인간 활동이 이루어지는 주 장소가 육지이기 때문에 에어로졸이 많을 수밖에 없다. 하지만, 해양에서도 해염에 의해 에어로졸이 상당히 많이 분포한다.
[3] 에어로졸의 기원
에어로졸은 많은 부분이 자연현상에 의해 발생한다. 대표적으로, 육지에서 모래에 의한 에어로졸 발생이나, 해양에서 해염입자에 의한 것 등이 있다. 물론, 인간에 의해서 또한 많은 에어로졸이 발생한다. 공장 매연, 건물을 부수고 짓는 과정에서 나오는 먼지, 담배 연기 등등 이러한 것들은 에어로졸의 기원이 된다. 또한 기체가 화학반응에 의해 입자화될 경우에 생성되기도 한다. 대표적으로 대기 중의 황산(H2SO4), 황산암모니아((NH4)2SO4), 질산(HNO3), 질산염((Na, K, ~)NO3)과 같은 것들이 이에 해당된다. 마지막으로, 화산분출에 의해 순식간에 다량으로 에어로졸이 발생되기도 한다.
[4] 에어로졸에 의한 기타 효과
우리는 에어로졸에 의해 여러 현상을 경험한다. 하지만, 우리는 이것이 에어로졸에 의한 것임을 자각하지 못한다.
첫째로, 가을철에는 굉장히 하늘이 맑고 높다. 그 이유는 가을철에 바람이 잘 불지 않고 대기가 굉장히 안정하기 때문에 먼지가 잘 일지 않으며, 에어로졸 또한 잘 발생하지 않는다. 고로 에어로졸에 의한 빛의 산란이 적고, 순수한 대기 입자에 의한 산란이 우세하므로 대기에 의해 짧은 파장의 산란된 빛이 많아 파란색을 띠고 높은 하늘을 볼 수 있는 것이다.
둘째로, 에어로졸에 의한 효과로 우산효과를 들 수가 있다. 우산효과란 대기 중 에어로졸과 먼지에 의하여 나타나는 효과로 대기 중의 미립자에 의해 태양 복사에너지가 차단되어 지표 온도를 하강시키는 것을 말한다. 보통 겨울과 봄에 나타나는 최저기온의 고온화가 강한 이유는 온실효과에 의한 것이지만, 여름에 나타나는 최고기온의 고온화가 약한 이유는 우산효과에 의한 것이다.
10. 흑체평형온도
흑체평형온도는 대기의 성분에 따른 온실효과 등, 흑체평형온도에 영향을 미치는 다른 여러 요인에 대한 고려를 하지 않았으므로, 흑체평형온도를 구하는 정확한 식은 아니다.

키워드

머귤러 방정식,   엘니뇨와 라니냐,   대기대순환,   북극진동지수,   가온도,   부력진동수,   혼합비와 비습,   상대습도와 절대습도,   포화수증기압,   대기과학