대기 구성 성분의 특징

교과 지도 자료  1. 기권과 열수지

Ⅲ. 기권과 우리 생활

라디오존데

고도 약 30 km 까지의 기권에서 나타나는 기온, 기압, 습도 분포는 라디오존데로 측정할 수 있다. 라디오존데는 작고 가볍지만 기상 도구들과 송신기가 들어있는, 튼튼한 상자이다. 라디오존데는 풍선에 매달려 상승하면서 여러 가지 기상 정보를 수집하고, 지상으로 정보를 송신한다. 연직으로 상승하던 풍선은 주변 기압이 작아지기 때문에 팽창하여 결국 터져 버리고, 라디오존데는 낙하산을 펼치며 지표로 귀환한다. 지표로 떨어진 라디오존데는 위치 추적을 통해 회수되지만, 회수되지 못하는 경우도 많다.

유리판을 덮은 상자와 뚜껑이 없는 상자의 복사 평형 실험

다음은 대기에 의한 온실 효과를 이해하기 위한 실험이다.

㈎ 두 개의 스타이로폼 상자에 온도계를 설치한다.

㈏ 스타이로폼 상자 하나는 윗부분을 유리판으로 덮고, 다른 하나는 뚜껑 없이 그대로 둔다.

㈐ 두 상자를 햇빛이 잘 비치는 곳에 놓고, 상자 내부의 온도를 2분 간격으로 측정한 값은 다음과 같다.

• 최고 온도가 더 높은 상자는 유리판을 덮은 상자이다.

• 온도가 더 빠르게 증가하는 상자는 유리판을 덮은 상자이다.

• 유리판은 스타이로폼의 복사 에너지를 흡수해 온실 효과를 일으킨다.

• 유리판은 지구 대기의 이산화 탄소나 수증기와 같은 온실 기체의 역할을 한다.

온실 효과

온실 효과는 이산화 탄소 등의 기체가 지구 복사 에너지를 흡수해 지구 표면의 평균 온도가 높게 유지되는 현상이다. 태양에서 방출된 빛에너지는 지구의 대기층을 통과하면서 일부분은 대기에 반사되어 우주 공간으로 방출되거나 대기에 직접 흡수된다. 따라서 약 50 %의 햇빛만이 지표에 도달하게 되는데, 이때 지표에 의해 흡수된 빛에너지는 열에너지나 파장이 긴 적외선으로 바뀌어 다시 바깥으로 방출된다. 이 방출되는 적외선의 절반 정도는 대기를뚫고 우주 공간으로 빠져나가지만, 나머지는 구름과 수증기, 이산화 탄소 같은 온실기체에 의해 흡수되며, 온실기체는 이 적외선을 다시 지표로 되돌려 보낸다. 이와 같은 작용의 반복으로 지구 표면의 평균 온도가 높게 유지된다. 실제 대기에 의해 일어나는 온실 효과는 지구에서 인간이 살아가기에 적당한 온도를 유지시켜 주는 매우 중요한 현상이다. 만약 대기가 없어 온실 효과가 나타나지 않는다면 지구는 낮에는 햇빛을 그대로 받아 수십 ℃ 이상 올라가지만, 태양이 없는 밤에는 모든 열이 방출되어 영하 100 ℃ 이하로 떨어지게 될 것이다.

지구의 열수지

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