Ⅳ. 대기 중 수분과 강수
1. 대기 중 수분
1) 물의 순환과 상변화
(1) 물의 순환
지표에서의 증발산작용->대기 중의 수증기 유입->응결->구름형성->강수->지표
(2) 물의 상변화
물은 수증기, 물,얼음사이에서 상변화를 일으키며 그때마다 열을 흡수하거나 방출함
잠열-온도변화에 영향을 주지 않으면서, 물의 상태 변화에만 관계하는 열, 수증기의 응결과정에서 방출되는 잠열은 기온을 상승시키며, 온대성 저기압과 열대성 저기압 발달의 중요한 에너지원, 증발이 일어나려면, 주위의 열을 소비하므로 기온이 하강함
2) 습도
대기 중에 포함되는 수증기량의 정도
(1) 포화수증기압
주어진 온도에서 최대의 수증기량을 가지고 있을때의 수증기에 의한 압력
(2) 상대습도
포화수증기압에 대한 실제 수증기압의 비율
상대습도가 100% 미만-불포화, 물의 증발이 발생
100% 초과-과포화, 수증기 응결발생
가. 온도와 상대습도는 반비례관계
나. 이슬점온도-기온 하강에 의해 공기가 포화 상태에 이르는 온도
다. 건구 온도와 습구 온도의 차이
습구 온도계는 물에 적신 헝겊으로 덮여있어, 공기가 건조할수록 물이 증발하면서 열을 소모하여 냉각되므로, 온도가 하강함
즉, 대기가 건조할수록 건구 온도와 습고 온도의 차이가 커짐
라. 포차
기온과 이슬점 온도의 차이, 상대습도가 낮을수록 포차가 큼
마. 실효습도-수일전부터 상대습도의 경과 시간에 따른 가중치를 두어 산출한 목재 등의 건조도를 나타내는지수
바. 비습-무게1kg(수증기포함)에의 공기에 포함되어 있는 수증기의 질량
사. 혼합비- 건조공기 1kg에 대한 수증기의 질량
아. 습도의 위도별 분포
비습-적도에서 최대, 극지방으로 갈수록 낮아짐
상대습도-적도지방에서 가장 높고, 아열대 고압대에서가장 낮으며, 극지방에서는 다시 높아짐
3) 응결과 대기 안정도
(1) 응결
대기 중의 수증기가 액체 상태로 변하는것
(2) 응결핵
수증기의 응결은 대부분 응결핵에 의한것
응결핵이 부족하면 상대습도가 100% 이상이라도 응결이 발생하지 않을 수 있음(균질핵생성, 비균질핵생성)
(3) 단열변화
공기 덩어리가 외부와의 열 교환 없이 기온이 상승하거나 하강하는 과정
공기상승->기압감소->부피팽창->밀도낮아짐->기온하강
공기하강->기압증가->부피감소(압축)->밀도증가->기온상승
(4) 단열 감율
공기 덩어리가 수직 방향으로 이동할 때 나타나는 온도 변화율
건조단열감율-건조한공기가 이동할때의 온도 변화율
습윤 단열감율-포화된 공기가 하강또는 상승할때 발생
(5) 대기의 안정도(주변공기와의 온도관계에 따라 발생함)
불안정(상승기류), 조건부 불안정, 안정(하강기류), 중립
온위
대기 안정도와 강수-안정 상태에서는 강수량이 적고, 강수 입자의 크기도 작음, 불안정한 상태에서는 소나기성 강수가 발달
대기 안정도와 오염도-안정상태에서는 혼합이 안되어서 오염도가 높음, 불안정한 상태에서는 대류가 잘되어 대기 오염도가 낮음
2. 구름과 강수
1) 구름
안개와 달리 운저가 지표면에서 떨어져있음(안개는 지표면의 복사냉각이나 이류등에 의해 수증기가 응결하여 생성, 구름은 상승기류에 의해 지상에서 수증기가 응결하여 생성, 대기 상하층 간의 온도 차이가 크면 대류가 활발하여 구름이 형성되기 쉬움)
2) 구름의 종류
(1) 구분기준
수평으로 발달하는 구름-층운형구름
수직으로 발달하는 구름-적운형구름
(2) 상층운(6000~12000m)
알베도 0.21정도, 빙정상태
가. 권운
햇빛이나 달빛을 차단하지 못함
나. 권적운
광환(무리)을 볼 수 있음, 햇빛과 달빛을 거의 차단하지 못함
다. 권층운
해무리나 달무리볼수 있음, 무리는 온난전선이나 저기압의 전면에서 볼 수 있어, 강수가 있을 징조를 예시함
(3) 중층운(2000~7000)
알베도 0.48, 빙정과 수적
가. 고적운
권적운과 비슷하나 구름덩어리가 더 큼
나. 고층운
하늘 대부분을 가림, 강수구역이 점차 다가오고 있음을 예시
(4) 하층운(2000이하)
알베도0.69로 적운형 구름과 비슷, 대부분 수적으로 구성
가. 층적운
진한 회색, 하늘 전체를 차단
나. 난층운
비구름, 어두운 회색
강수가 연속적이며 양도 많음, 장마철에 주로 발달
다. 층운
안개구름
운저가 가장낮음, 안개와 구분이 어려움
(5) 수직으로 발달한 구름
알베도 0.70
가. 적운
수적상태
국지적인 가열이나 지형에 의한 상승기류에 의해 발달
나. 적란운
어두움, 수적이 많지만 높은 고도에는 빙정도 포함
적운이 더욱 성장하여 발달
운정이 권계면에 이르기도 함
(6) 구름과 강수의 형성
가. 원인
공기의 상승에 따른 단열 팽창에 의한 기온하강
나. 유형
수렴에 의한 상승(열대성 저기압)
지표면의 국지적인 가열에 의한 대류(적운형 구름 발달, 한여름 오후의 소나기)
지형에 의한 공기의 강제 상승(지형성강수, 북동풍이 불때 영동지방, 겨울철 노령산맥 서사면과 한라산 북사면)
전선 상에서 공기의 상승(온난전선,한랭전선,장마철의 강수)
3) 강수
강우+강설
(1) 강수형성과정
가. 온난운에 의한 강수
온난운-구름 최상부의 기온이 0도보다 높은 구름
열대지방이나 여름철 중위도 지방에서 발달
수적만으로 되어있음
나. 한랭운에 의한 강수
한랭운-구름의 최상부 기온이 0도보다 낮은 구름
중위도와 고위도 지방에서 발달
상층은 빙정, 중간층은 과냉각수적과 빙정이 공존, 하층은 수적으로 구성
(2) 강수의 형태
비,눈,싸락눈(눈의 결정주위에 차가운 물방울이 얼어붙으면서 변형된 빙정), 우박
4) 강수량의 분포
(1) 지리적 분포
가. 위도에 의한 영향
수증기량과 대기대순환에 의한 그지역의 기압분포(상승,하강기류)와 관계됨
나. 지형에 의한 영향
바람받이, 강수그늘
다. 수증기원으로부터의 거리
대륙도가 높은 지역일수록 강수량이 적음
라. 기단의 성질
해양에서 발원한 기단이 영향을 미칠때 강수 가능성이 높음
마. 강수량이 많은지역
해양으로부터 공기가 수렴하는 빈도가 높은 열대의 산지지역에서 가장 많음
중위도 대륙 서안
바. 강수량이 적은지역
아열대 고압대지역,대륙의 사막지역, 극지방
(2) 계절별분포
농업방식과 농작물의 종류를 결정(곡물농업,수목농업)
강수량의 극대기는 여름철
열대지역에서 계절별 강수량 차이가 뚜렷함-열대수렴대에 동반된 강수대가 남북으로 이동하기 때문
계절풍지역도 강수량의 계절변화가 뚜렷
(3) 세계의 강수 유형
가. 저위도
적도형-열대우림, 스콜
열대형- 열대사바나, 우기,건기
아열대- 아열대고압대, 사막
나. 중위도
지중해- 겨울철에 강수량이 여름철에 비하여 많음, 수목농업
온대 서안형-계절별 강수량분포가 비교적 고름
온대 동안형-여름철 강수량 많음 겨울철 적음