대기과학 정리노트 다운받기 대기과학 정리노트대기과학 정리노트대기과학 정리노트1. 뇌우의 형성과 발달 메커니즘2. 복사역전층과 침강역전층3. 고기압성 경도풍과 저기압성 경도풍4. 난류운동에너지(TKE)5. 대기 평균 혼합고(MMD)6. 혼합비와 비습7. 계절에 따른 제트류의 변화1. 뇌우의 형성과 발달 메커니즘 뇌우는 열역학선도에서 대류가용에너지(CAPE)의 면적이 클 경우, 대류억제에너지(CAPE)가 제거될 경우에 잘 발생한다. 뇌우에 관련된 열역학선도는 역 V형을 나타내고 있어 역 V형 열역학 선도라고도 불린다. 이러한 유형의 열역학선도는 보다 높은 LCL고도를 나타내고 있다. 이는 대기의 연직 불안정을 유발한다. 이렇게 뇌운이 형성되면 많은 양의 강수를 유발하는데, 특히 상승응결고도 위에서 강수가 유발되고 다시 증발하면서 지표부근의 공기는 열을 빼앗기고 다시 차가워진다. 또한 후방제트의 지원으로 냉각된 층의 공기는 하강을 유발하며 상승하는 따뜻한 공기와 전선면을 형성하게 된다. 특히, 뇌우가 형성될 경우, 공기의 하강영역에서는 강한 돌풍이 형성된다. 여기서 강한 돌풍이 불기 위해서는 LCL고도가 높아야 하며 강력한 후방제트가 불어야 한다. 높은 LCL고도는 지표가 건조하다는 것을 뜻하므로 뇌우의 하강영역에 쏟아진 강수의 증발을 더욱 용이하게 하며 이는 수증기 잠열흡수에 의한 온도하강을 가속화하여 돌풍 세기의 증발을 유도한다. 또한, 강력한 후방제트는 보다 더 강력한 하강기류를 유발하여 돌풍의 세기를 증가시킨다. 뇌우는 보다 강한 연직시어가 존재할 때 상승기류의 유발로 더욱 강해질 수 있다. 또한 대류억제에너지(CINE)를 해소시키는 경우 발달할 수 있는데 이러한 대류억제에너지(CINE)를 제거하기 위해 지표에 수증기를 공급해서 LCL을 낮춤으로써 CINE의 면적을 감소시킬 수 있으며 혹은 반대로 지표 가열을 통해 LCL을 높임으로써 CINE 면적을 줄일 수 있다. 이러한 메커니즘을 통해 뇌우가 발달하게 된다. 2. 복사역전층과 침강역전층 역전층은 상층의 공기가 하층의 공기보다 온위가 높은 경우에 생성되는 안정한 층이다. 역전층의 대표적인 종류로는 복사 역전층과 침강역전층이 있다. 복사역전층은 밤에 지표의 복사냉각으로 인해 생성된다. 이러한 복사역전층이 생성되는 경우 지표공기의 온도가 이슬점온도까지 내려가는 경우가 많아 안개가 만들어지기 쉽다. 반면 침강역전층은 이동이 빠르지 않은 고기압 구역에서 기층 전체가 서서히 침강하면서 단열변화에 의해 역전층이 생긴다. 보통 이렇게 침강역전층이 생기는 경우에는 공기의 침강에 의한 단열압축으로 인해 날씨가 맑다. 3. 고기압성 경도풍과 저기압성 경도풍 북반구에서 경도풍에 관한 식은 가속도 힘과 코리올리 힘의 합력은 기압경도력이라고 놓고 식을 세울 수 있다. 여기서, 기압경도력이 코리올리 힘과 평형을 이룰 경우, 라는 식이 만족되므로 라는 식을 만족한다. 그렇다면, 이 식에서 를 양변에 나눌 경우, 아래와 같은 식을 얻을 수 있다. 여기서 고기압성 경도풍의 경우, 시계방향의 회전이 존재하기 때문에 이므로, 의 부등식을 만족하게 되어 의 식을 만족한다. 즉, 고기압성 경도풍은 지균풍보다 속력이 강하다. 반면, 저기압성 경도풍의 경우 이므로, 의 부등식을 만족시키므로 의 식을 만족하게 된다. 즉, 이는 저기압성 경도풍은 지균풍보다 속력이 작다는 것을 의미한다. 4. 난류운동에너지(TKE) 난류운동에너지(TKE; Turbulance Kinetic Energy)는 난류에 영향을 주는 에너지의 크기를 나타낸 값으로 아래와 같은 식으로 표현할 수 있다. 여기서 BPL은 부력에 의해 만들어진 난류에너지, MP는 기계적으로 유발된 난류에너지, Tr은 난류확산에 의한 것이다. 마지막으로 는 마찰에 의한 것이다. 마찰은 난류생성을 억제하므로 앞에 음의 부호가 붙는다. 이러한 난류운동에너지를 구성하는 항을 토대로 대기 불안정성을 판별할 수 있다. 이러한 난류에 의한 대기의 불안정성은 리차드슨 수를 통해 판별된다. 여기서 기계적 난류생성항(MP)은 항상 양수이므로 난류에 의한 불안정은 오로지 부력항(BPL)에 의한 영향을 받는다. 만약, BPL`0이라면, 부력에 의해 이 되어 대기의 난류에 의한 불안정성을 유발한다. 반면, BPL`0이라면, 이 되어 대기의 난류가 적어 대기가 안정함을 뜻한다. 5. 대기 평균 혼합고(MMD) 대기 평균혼합고란 기온선이 건조단열선과 만나 혼합이 이루어지기 시작하는 높이이다. MMD는 안정도가 높을수록 작은 경향이 있는데 그 이유는 건조단열감률이 기온감률보다 작을 경우 정적불안정을 유발하기 때문이다. 즉, 의 값이 크면 클수록, 다시 말해, 큰 양수의 값을 가질수록 기온선이 건조단열선과 만나는 높이가 낮아져 MMD의 값이 낮은 고도에 위치하게 되는 것이다. 마찬가지로 MMD가 낮은 곳에서는 대기가 그만큼 안정하기 때문에 지상에 오염물질이 농축되어 대기오염이 심화될 수 있다. 6. 혼합비와 비습 혼합비는 건조공기 1kg에 대한 수증기 질량(g)의 비를 나타낸 것이며 비습은 습윤공기 1kg속에 들어있는 수증기 질량의 비를 나타낸 것이다. 혼합비와 비습은 아래와 같은 식으로 나타낼 수 있다. 여기서 비습은 혼합비에 대한 식으로 나타낼 수 있는데 풀이 과정은 아래와 같다. 하지만, 는 매우 작으므로 로 근사할 수 있다. 고로 비습은 혼합비와 거의 같은 값을 갖는다. 또한, 이러한 혼합비를 토대로 상대습도를 유추할 수 있다. 상대습도(Relative humidity; RH)는 의 식을 만족시키므로 공기 중의 혼합비를 알면 상대습도까지 알 수 있는 효과를 갖는다. 7. 계절에 따른 제트류의 변화 제트류는 남북 온도경도가 가장 큰 지점인 중위도 200hPa부근에서 부는 강력한 바람을 일컫는다. 제트류는 특히, 남북 기온차가 큰 겨울에 가장 강하게 발달하며 해양보다 대륙의 분포가 많은 북반구에서 더욱 잘 발달한다. 이러한 제트류는 한 대전선을 사이에 두고 남북의 기온차가 급격히 커지면 기압차 또한 증가하는데 잉 따라 기압경도가 증가하여 전선을 따라
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