기상 현상

가끔 열역학을 접하면서 잘 이해가 되지 않는 부분이 있다.

특히 열역학의 원리를 기상현상과 연관하여 이해하려고 하면 혼동이 생기는 경우가 있다.

단열압축, 압축팽창, 어쩌구저쩌구 @,,@

 

하나씩 정리해보면 이해가 되겠지.

대류

기체나 액체에서, 물질이 이동함으로써 열이 전달되는 현상.

기체나 액체가 부분적으로 가열되면 가열된 부분이 팽창하면서 밀도가 작아져 위로 올라가고, 위에 있던 밀도가 큰 부분은 내려오게 되는데, 이런 과정이 되풀이되면서 기체나 액체의 전체가 고르게 가열된다. (출처 : 표준국어대사전)

복사에너지

모든 물체는 그 물체의 온도에 해당하는 에너지를 복사의 형태로 방출하는데, 이 에너지를 복사 에너지라 함.

복사

물체로부터 열이나 전자기파가 사방으로 방출되는 것

복사평형

어떤 물체가 흡수하는 복사에너지양과 방출하는 복사에너지양이 같은 상태.

이와 같은 현상으로 태양으로부터 복사에너지를 흡수하는 지구의 온도가 계속 올라가지 않고 거의 일정하게 유지되는 것임.

지구의 복사평형, 지구로 들어오는 태양복사에너지를 100이라고 하면, 30은 대기와 지표면에서 반사되고, 나머지 70이 지구에 흡수됨. 이 70은 다시 지구복사에너지의 형태로 우주로 방출됨.

포화상태

대기 중에는 우리 눈에 보이지 않는 수증기가 있다. 공기에 포함될 수 있는 수증기의 양에는 한계가 있는데, 어떤 공기가 수증기를 최대한으로 포함하고 있는 상태를 포화상태라 함. 포화 상태에서는 물이 증발하는 양과 응결하는 양이 같다.

포화수증기량

포화상태의 공기 1kg에 들어 있는 수증기의 양(g). 공기의 온도가 올라갈수록 포화수증기량은 증가함.

응결과 이슬점

공기 중의 수증기가 액체(물)이 되는 현상을 응결이라 함. 불포화상태인 공기가 냉각되어 기온이 계속 낮아지면서 어느 온도에 이르면 공기가 포화상태가 되고 응결이 일어나기 시작하는데, 이때의 온도를 이슬점이라 함.

새벽에 기온이 이슬점보다 낮아져 응결이 일어나고, 겨울철에 안경에 김이 서리는 것은 차가운 안경알 주위의 공기가 냉각되어 응결이 일어나는 것임.

https://commons.wikimedia.org/wiki/File:2012._4_%EA%B5%AC%EB%A6%84_%EC%9C%84%EC%9D%98_%EC%84%AC,_%EA%B7%B8_%EC%84%AC%EC%97%90_%EC%84%9C%EB%8B%A4_(7587226288).jpg

상대습도

일상에서 말하는 습도는 상대습도를 말하는 것임.

상대습도(%) = (현재 공기중의 실제 수증기량(g/kg) / 현재 기온에 대한 포화 수증기량(g/kg)) x 100

공기 중에 수증기량이 많아지면 상대습도가 당연히 높아지지만, 수증기량이 변하지 않아도 기온이 낮아지면 상대습도가 높아짐.

단열팽창

물체가 외부와 열을 주고 받지 않고 부피가 팽창하는 것.

부피가 팽창한다는 것은 외부로 일을 하는 것으로 내부에너지가 감소하여, 단열팽창하면 기온이 낮아짐.

공기덩어리가 상승하면 단열팽창으로 기온이 낮아지고, 상승하다가 기온이 이슬점 이하로 낮아지면 수증기가 응결하여 물방울이 된느데, 이 물방울들이 모여 하늘에 떠있는 것이 구름임.

 

* 구글에 '기온 공기 상승'으로 검색하면 '기권과 날씨'라는 pdf 검색됨.