대기의 운동특성(바람의 요인, 종류)
홍앤강 ENVIRONMENT 강 작성
[대서양과 태평양이 섞이지 않는 이유]
https://www.youtube.com/shorts/I5-IuG1aZAw
1. 밀도의 차이가 하강 상승할 정도로 크지는 않고 섞이지 않을 정도로는 크다.
대서양/태평양의 물의 화학적 구성이 다르다. 생물학적 특성이 다른 물 사이의 경계를 약층이라 하는데 염분약층은 염분이 서로 다른 약층이라 한다. 각 층은 고유의 동식물을 가지고 있음. 보통 염분이 5배 이상 차이날 때 나타나는 현상임. 바다의 염분약층은 수직으로 구성됨
밀도가 높은 것은 하강 낮은 것은 상승할 것이나 밀도의 차이가 하강/상승할 정도로 크지는 않고 섞이지 않을 정도로는 크기 때문임
2. 관성(코리올리의) 힘 : 축을따라 움질일 때 생기는 힘. 지구는 움직이고 있고 움직이는 모든 물체는 코리올리 힘을 이탈하게 된다는 것이다. 그 결과 북반구는 시계방향 남반구는 시계반대 방향으로 움직임. 대서양과 태평양의 흐름이 다르기 때문에 물 또한 섞이지 않게 한다.
3. 분자의 연결강도 : 표면 인장강도가 서로 다르기 대문에 섞이지 않게 한다. 시간이 지남에 따라 섞일 수도 있겠지만, 물의 방향이 다르기 때문에 서로 섞일 수 있는 시간이 없음.
*수온약층: 서로 다른 온도의 물이 만날 때 생기는 경계. 사르가소해, 북해와 발트해 섞이지 않음, 지중해와 대서양, 카리브해와 대서양, 수리남 강과 대서양, 우루과이 강과 유입수, 리오 네그로와 솔리모스 강, 모젤 강과 라인강
바람에 관여하는 힘 : 오염물이 대기 내에서 확산하는 경우 가장큰 영향을 미치는 기상현상은 바람임
1. 기압경도력 : 바람 발생의 근본원인, 일반적으로 수평면상의 고기압과 저기압의 기압차이에 의해 생기는 힘. 수평기압경도력은 등압선의 간격이 좁으면 강해지고, 반대로 간격이 넓으면 약해짐
2. 전향력(코리올리힘, Coriolis Force) :
1) 지구 자전에 의해 생기는 가속도에 의한 힘. 지구의 자전에 의해 운동하는 물체에 작용하는 힘. 운동의 방향만 변화시키고 속도에 영향을 미치지 않음
2) 북반구는 운동방향의 오른쪽 직각 방향으로 작용
3) 남반구에서는 운동방향의 왼쪽 직각 방향으로 작용
4) 전향력은 극지방에서 최대가 되고, 적도 지방에서는 최소가 됨 (위도/지구자전 각속도/풍속 인자)
5) 힘의 방향은 기압경도력과 반대임
3. 원심력 : 곡선의 바깥쪽으로 향하는 힘
4. 마찰력 :
1) 지표 부근에서 풍속에 비례하여 진행방향에 대하여 반대방향으로 작용
2) 고도 상층으로 올라갈수록 마찰효과가 작아짐
3) 마찰력의 크기는 지표의 조도와 풍속에 비례하며 풍향의 변화에도 관계가 있음
5. 지균풍
1) 마찰력이 무시될 수 있는 고도에서 등압선이 직선일 경우 코리올리힘과 기압경도력의 두 힘으로 완전히 평형을 이루고 있을 때 부는 수평바람
2) 고공풍이므로 마찰력의 영향이 거의 없음
3) 지균풍에 영향을 주는 기압경도력과 전향력은 크기가 같고 방향이 반대임
4) 등압선이 평행인 경우 북반구에서는 관측자가 지구를 향하여 내려다 볼 때 저기압지역이 풍향의 왼쪽에 위치함
6. 경도풍
1) 등압선이 곡선인 경우 원심력/기압경도력/전향력의 세힘이 평형을 이루는 상태에서 등압선을 따라 부는 바람
2) 북반구의 저기압에서는 시계 반대방향으로 회전하면서 위쪽으로 상승하면서 불고 고기압에서는 시계방향으로 회전하면서 분다.
3) 경도풍은 일반적으로 지상 500~700m 높이에서 등압선을 따라 불며 고기압일 때 경도풍의 힘의 평형은 기압경도력 + 원심력이고, 저기압일 때 경도풍의 힘의 평형은 전향력 + 원심력임
7. 지상풍
1) 마찰층 내의 바람
2) 지상풍에 관여하는 힘은 기압경도력, 마찰력, 전향력
3) 마찰층 내의 바람은 높이에 따라 항상 시게방향으로 각 천이가 생겨서 위로 갈수록 변하는 양은 감소하여 실제 풍향은 천천히 지균풍에 가까워진다. 이를 에크만 나선이라 한다.
4) 마찰층 내의 바람은 위로 올라갈수록 그 변화량이 감소한다.
5) 마찰층 이상 고도에서 바람의 고도변화는 기온분포에 의존한다.
[참고자료]
1) 대기환경기사 필기(예문사, 2016)