기온의 특성, 대기의 수분, 강수이론

기온의 특성, 대기의 수분, 강수이론

 

1. 기온의 특성

기온은 하루동안 측정을 해보면 시간에 따라 끊임없이 변화하고 있으며, 이러한 변화를 기온의 일변화라고 합니다. 기온의 일변화는 태양 복사량의 변화에 따라 발생합니다. 낮에는 태양 복사량이 많아 지면이 가열되고 기온이 상승하고, 밤에는 태양 복사량이 없어 지면이 냉각되고 기온이 하강합니다. 기온의 일변화는 계절에 따라서 다르게 나타납니다. 여름철에는 태양 복사량이 많기 때문에 기온의 일변화가 크고, 겨울철에는 태양 복사량이 적기 때문에 기온의 일변화가 작습니다. 기온의 일변화는 기후 인자의 영향을 받기도 합니다. 위도가 높을수록 기온의 일변화가 작고, 해발고도가 높을수록 기온의 일변화가 큽니다. 또한, 바다에 인접한 지역은 기온의 일변화가 작고, 내륙 지역은 기온의 일변화가 큽니다. 기온의 연변화는 한 해 동안 기온이 변하는 정도를 말하며, 지구의 자전축 기울기에 따른 태양 복사량의 변화에 따라 발생합니다. 지구의 자전축은 적도에서 23.5도 기울어져 있기 때문에, 여름철에는 적도 쪽으로 더 많은 태양 복사량이 도달하고, 겨울철에는 적도 반대편으로 더 많은 태양 복사량이 도달합니다. 기온의 연변화는 지구의 모든 지역에 나타나지만, 위도에 따라 그 정도가 다르게 나타납니다. 적도에 위치한 지역은 연중 기온이 일정하게 높지만, 극지방에 위치한 지역은 여름철에는 기온이 높고 겨울철에는 기온이 낮습니다. 기온의 연변화는 기후 변화의 영향을 받기도 합니다. 지구 온난화로 인해 지구 평균 기온이 상승하고 있기 때문에, 기온의 연변화도 증가하고 있습니다. 즉, 여름철에는 더 더워지고, 겨울철에는 더 추워지는 경향이 있다. 이러한 기온의 연변화는 농업, 생태계, 인간 활동 등에 큰 영향을 미칩니다. 예를 들어, 여름철의 고온은 농작물의 생육에 영향을 미칠 수 있고, 겨울철의 저온은 동식물의 생존에 영향을 미칠 수 있습니다. 또한, 기온의 연변화는 극심 기상 현상의 발생을 증가시킬 수 있다. 또한 지역에서 1년을 주기로 변는 것 외에 보다 짧은 기간인 10일 단위나 5일 단위 기간에 대한 평균 변화를 조사해 보면 매우 높은 확률로 규칙적으로 반복되는 현상이 나타나는데 이를 기온 특이일이라고 합니다. 특이일은 기온이 상승하거나 갑자기 저온 또는 고온의 기간이 나타나는 것입니다. 일부 지역에서 이러한 현상이 나타나며, 특이일 기온의 예시로는 한국에서 발생하는 꽃샘추위, 미국 북동부 해안에서 발생하는 January Thaw, 미국 중동부에서 발생하는 Indian Summer, 서유럽에서 발생하는 Ice Saint 등이 있습니다.

2. 대기의 수분

대기에는 수증기의 형태로 다양한 양의 수분이 포함되어 있습니다. 이 수분은 전 세계에 고르게 분포되어 있지 않습니다. 그것은 해양과 바다와 같은 수역과의 근접성을 포함한 지리적 요인에 의해 영향을 받습니다. 해안 지역은 이러한 큰 수역에서 나오는 물의 증발로 인해 공기 중에 더 높은 수분 레벨을 갖는 경향이 있습니다. 반대로, 사막과 같은 건조한 지역은 종종 매우 낮은 습도 레벨을 경험합니다. 습도는 공기 중의 수증기의 양을 측정하는 것입니다. 다양한 기상 현상에 직접적으로 영향을 미치기 때문에 날씨와 기후의 중요한 측면입니다. "상대 습도"라는 용어는 주어진 온도에서 공기가 견딜 수 있는 최대 양과 비교하여 공기 중의 수분의 백분율을 표현하기 위해 일반적으로 사용됩니다. 상대 습도는 강수 가능성, 구름의 형성, 그리고 열이나 추위에 대한 인식에 영향을 미치며 날씨 패턴에 중요한 역할을 합니다. 단열변화는 주변과 열교환하지 않고 대기 중에서 공기가 상승하거나 하강할 때 발생하는 온도변화를 말합니다. 공기가 상승하면 단열적으로 팽창하고 냉각되어 구름이 형성되고 잠재적으로 강수가 발생할 수 있습니다. 반대로, 공기가 하강하면 단열적으로 압축되고 따뜻해집니다. 단열변화는 특히 대기 불안정의 상황에서 기상시스템 형성의 중심이며, 이는 뇌우와 다른 심각한 기상현상을 초래할 수 있습니다. 구름은 공기의 상승 운동이 일어나는 곳에서 형성되며, 일반적으로 습한 공기가 상승할 때 형성됩니다. 구름의 형성 고도는 공기의 상승 운동이 일어나는 높이에 따라 다릅니다. 상층운은 고도 5-13km에서 형성되며, 권운, 권적운, 권층운 등으로 구분됩니다. 중층운은 고도 2-7km에서 형성되며, 고적운, 고층운, 난층운 등으로 구분됩니다. 하층운은 고도 0-2km에서 형성되며, 층적운, 층운, 적운, 적란운 등으로 구분됩니다. 구름은 공기의 수렴, 상승 운동, 온도와 압력의 변화 등 다양한 요인에 의해 형성되며, 지역의 기후와 기상 조건에 따라 다양한 형태와 고도에서 형성될 수 있습니다.

3. 강수이론

대기 중의 물이 지구 표면으로 떨어지는 과정인 강수는 지구의 물 순환의 중요한 요소입니다. 강수이론은 구름 속에서 빗방울이나 눈송이가 생기는 기구를 설명하는 이론으로, 빙정설과 병합설이 있습니다. 빙정설은 과냉각된 구름 속에서 빙정이 생겨나면 포화증기압의 차이에 의하여 과냉각된 구름알갱이는 사라지고 대신해서 빙정이 급속히 성장하여 눈의 결정이 되어 지상으로 낙하하면서 녹아 빗방울이 되는 이론입니다. 중위도나 고위도에서 만들어지는 구름에 적용할 수 있습니다. 병합설은 따뜻한 비의 이론으로서 구름 속에 비교적 큰 구름알갱이가 있으면 이것이 심이 되어 다른 작은 구름알갱이를 병합하여 빗방울로 성장하는 이론입니다. 저위도 지방에서 생성되는 비에 적용할 수 있습니다.