[1. 대기오염개론] 02 대기의 구분

 

01. 대기층의 분류

분류	특성
대류권 (Troposphere)	○ 지표면으로부터 약 12km 구간 ○ 대기가 불안정하여 기상현상 발생 ○ 지면의 영향을 많이 받아 전향력, 기압경도력 등의 힘을 받음 ○ 높이 = 저위도(적도)  > 고위도(극지방) , 여름 > 겨울
성층권 (Stratosphere)	○ 지표면으로부터 12-50km 구간 ○ 고도가 높아짐에 따라 기온이 상승하는 기온역전이 발생  ○  20-30km 오존층 존재하여 자외선(UV, 200-290nm)을 흡수
중간권 (Mesosphere)	○ 지표면으로부터 50-80km 구간 ○ 고도가 높아짐에 따라 기온이 하강 ○ 약 80km 높이에서는 대기권 중 가장 낮은 온도 ○ 대류현상이 있지만 기상 현상은 나타나지 않음
열권 (Thermosphere)	○ 지표면으로부터 80km 이상 ○ 고도가 높아짐에 따라 기온이 상승 ○ 공기가 매우 희박하여 밤낮의 기온차가 큼 ○ 극지방에서 오로라 현상 발생

02. 대류권 내의 건조대기 조성

건조대기 분포 

N₂ > O₂ >  Ar > CO₂ > Ne > He > CH₄ > Kr > H₂,N₂O > Xe > CO

질산아이네헬메

 

건조대기의 체류시간

N₂ > O₂ > N₂O > CO₂ > CH₄ > H₂ > CO > NO,NO₂ > SO₂

질산아이메수일

 

03. 대기의 순환

1. 복사에너지

파장의 종류 및 크기

(파장 짧) 감마선 - X선 - 자외선 - 가시광선 - 적외선 - 마이크로파 - 라디오파 (파장 길)

 

※ 스테판 -볼츠만의 법칙

E = σ X T⁴

 

※ 알베도

지표면에 처음 도달하는 복사에너지의 양과 반사되는 복사에너지의 비율

ex. 신적설, 얼음 > 모래 , 사막 > 삼림 > 수면

 

※ 파장관련공식

1) 키르히호프의 법칙

열역학 평형상태 하에서는 어떤 주어진 온도에서 매질의 방출계수와 흡수계수의 비는 매질의 종류에 상관없이 온도에 의해서만 결정된다는 법칙

2) 비인의 변위법칙

λ max = C / T

3) 플랑크의 법칙

 

 

2. 바람

바람에 의한 힘

종류	정의 및 특성
전향력 (Coriolis Force)	○ 지구의 자전운동에 의해서 생기는 전향가속도에 의한 힘 ○ 북반구에서는 오른쪽 직각, 남반구에서는 왼쪽 직각방향으로 작용 ○ 바람의 방향만 변화하며 속력에는 영향이 없음 ○ 기압경도력의 반대 방향
기압경도력 (Gradient Force)	○ 대기 중 기압의 차에 의해 발생하는 힘
마찰력 (Frictional Force)	○ 지면과 마찰에 의해 발생하는 힘
원심력 (Centrifugal Force)	○ 곡선의 바깥쪽으로 향하는 힘 ○ 속도가 크고 반경이 작을때 크게 작용
경도풍 (Gradient Wind)	등압선이 곡선일때 , 기압경도력 원심력 전향력 이 평형을 이루어 부는 바람(북반구 기준)
지균풍 (Geostrophic wind)	기압경도력과 전향력이 평형을 이루어 수직으로 부는 바람으로 등압선에 평형하게 발생(마찰력 없음)
지상풍 (Surface wind)	기압경도력 마찰력 전향력 이 평형을 이루어 부는 바람

국지풍

종류	특성
육풍	○  육지에서 바다로 부는 바람
해풍	○ 바다에서 육지로 부는 바람 ○ 맑은 여름날에 발달하기 쉬움
산풍	○  산에서 곡으로 부는 바람
곡풍	○  곡에서 산으로 부는 바람 ○  적운형 구름을 발달시킬 수 있음
전원풍	○  열섬효과로 인해 도시의 중심부가 주위보다 고온이 되어 도시 중심부에서 상승기류가 발생하고 도시 주위의 시골에서 도시로 부는 바람
휀풍	○ 산맥의 정상을 기준으로 풍상쪽 경사면을 따라 공기가 상승하면서 건조단열 변화를 하기 때문에 평지에서 보다 기온이 약 1℃/100m율로 하강

바람장미

정의 : 풍향별로 관측된 바람의 발생빈도와 풍속을 16방향으로 표시한 기상도현

가장 빈번하게 관측된 풍향을 주풍이라고 함, 막대의 길이를 가장 길게 표시

풍속은 막대의 굵기로 표시

풍속이 0.2m/sec 이하일때 정온(calm)상태라고 함

 

※ Deacon 식

U₂ / U₁ = (z₂ / z₁) ᵖ

U₂ : 임의 고도 풍속(m/sec)

U₁ : 기준 높이에서의 풍속(m/sec)

z₁,  z₂ : 기준, 임의 높이(m)

p : 풍속 지수