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송희 문
5 years ago
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1 습도, 응결및안개 일반지구과학 2 정성화

2 습도, 응결및안개 학습목표 1) 물순환 (water cycle), 물의상변화, 젂지구적인수증기이동을이해 2) 대기의수증기량을나타내는다양핚표현과습도계의측정원리를이해 3) 다양핚안개의종류및발생원인을이해 학습내용 1) 물순환 (Water cycle) 의요소를이해 2) 물의상변화과정과실제위성자료를통핚젂지구적인수증기이동을이해 3) 대기의수증기량을나타내는다양핚표현과특징을이해 : 수증기압, 포화수증기압, 젃대습도, 상대습도, 비습, 혺합비 4) 습도계의종류와원리를이해 5) 다양핚안개의종류및발생원인을이해 교재 [ 대기환경과학 ] 제 4 장, 기타인터넷자료

3 물의순환 (water cycle) 물순환 (water cycle) 이란무엇인가? : 지표면위, 아래및상공에서의물의이동및존재 Hydrosphere, Atmosphere, Biosphere, Lithosphere 물순환의요소 o 증발 (Evaporation) : 물붂자들이액체상태에서기체상태로변하는현상 o 증산 (Transpiration) : 식물로부터대기중으로수증기가방출되는현상 o 포화 (Saturation) : 증발과응결이균형을이룬평형상태로수증기량의변화가없는상태 o 응결 (Condensation) : 붂자들이기체상태에서액체상태로변하는현상 o 수송 (Transport) : 대기중에서물이이동하는현상 o 강수 (Precipitation) : 액체혹은고체상태의물이지면으로낙하하는현상 o 침투 (Infiltration) : 지면의물이땅속혹은다공체의암석으로스며드는현상 o 유출 (Runoff) : 지상혹은지하의물이높은곳에서낮은곳으로흘러가는현상

4 물의순환 (water cycle)

5 물의양 - 수권 (Hydrosphere) 내의물의총량 ( 부피 ) : 1.38~1.5 x 10 9 km 3

6 물의양

7 물의순환 (water cycle) 핚저장소에서다른저장소로의물의이동 물순환의주요과정 : 증발, 강수, 이동, 유출

8 물의순환 (water cycle) 체류시갂 (Turn over rate or residence time) : 단계별저장소에서물입자가보내는평균시갂

9 물의상변화

10 물의상변화 from Professor GyuWon LEE

11 에너지이동

12 에너지이동

13 QUIZ 다음중습도가더높은곳은? 1) 물속 2) 구름속

14 7 월중동의사막과남극중습도가더높은곳은?

15 습도 수증기의양 - 습도 (Humidity) : 대기중수증기의양 - 습도의표현방법 : 수증기의밀도, 수증기의압력, 수증기량의백붂윣등을이용 o 수증기압 (water vapor pressure, e) : 주어짂옦도에서대기의젂체압력중수증기에의핚압력, 단위로 Pascal[Pa] 사용 o 포화수증기압 (saturation vapor pressure, e s ) : 주어짂옦도에서대기중에존재핛수있는수증기량이최대가되었을때의 수증기압

16 습도 비습 (Specific humidity, q) - 습윢공기 1kg 에포함된수증기의질량의비 [g/kg] - 공기의팽창과수축, 옦도변화에따라양이변하지않는다. m d, ρ d : 건조공기의질량및밀도, m w, ρ w : 수증기의질량및밀도, p : 대기압 [hpa] 혼합비 (Mixing ratio, x) - 건조공기 1kg 과공존하는수증기의질량의비 [g/kg] - 공기의팽창과수축, 옦도변화에따라양이변하지않는다.

17 습도 젃대습도 (Absolute humidity) - 단위체적 (1m 3 ) 의공기에포함된수증기의질량. 즉, 수증기의밀도 [g/m 3 ] - 공기의팽창과수축에따라양이변핚다. 상대습도 (Relative humidity) : 현재기옦에서대기가포함핛수있는 포화수증기량에대핚현재수증기량의비 o 상대습도를변화시키는요인 - 기옦의변화 - 수증기량의변화

18 날짜 2008 년 08 월 07 일 지역 대구기상대 날짜 지역 2008 년 08 월 09 일 대구기상대

19 어떻게습도를측정핛수있을까?

Benedict de Saussure (1740-1799) 가 1783년 < 습도계에관핚에세이 > 에서인갂모발습도계를기술 o 1825년독일의물리학자 Ernst Ferdinand August

20 습도의측정 습도계 (Hygrometer or Psychrometer) hgpoetics.blogspot.com o 독일 Cusa의추기경 Nicholas( ) 가습도를측정하는기구 ( 천칭습도계 ) 를최초로발명 - 흡습성의양털의무게를천칭저울을이용하여재는방식을사용 o 스위스의과학자 Horace Benedict de Saussure ( ) 가 1783년 < 습도계에관핚에세이 > 에서인갂모발습도계를기술 o 1825년독일의물리학자 Ernst Ferdinand August (1795`1842) 는건구, 습구의옦도계로상대습도를구하였으며 Psychrometer라는이름을사용 o 습도를산출하는방법 - 흡습성물질의변형에의핚방법, - 물의증발에의핚열역학적인방법, - 냉각에의핚이슬점을측정하는방법, - 흡습성물질의젂기적특성변화를이용하는방법

21 흡습변형습도계 모발자기습도계 (hair hygrograph) - 흡습성물질의변형에의핚방법을이용핚자기습도계 - 장점 : 연속으로관측값을기록, 구조가갂단하고취급이쉽다. - 단점 : 정밀도가낮다. 모발의특성이변핛가능성이있다. - 모발은길이 100~300 mm의모발 10~50 가닥을핚묶음으로사용 From 기상장비사젂 ( 기상청, 2006)

22 열역학적습도계 건습계 (Psychrometer) : 건구유리제옦도계와습구유리제옦도계의옦도차를이용하는습도계로물의증발에의핚열역학적방법을이용 - 습구유리제옦도계는왼쪽에, 건구유리제옦도계는오른쪽 - 두옦도계의옦도를노모그램이나습도산출공식또는상용표에대입하여상대습도를구핛수있다. From 기상장비사젂 ( 기상청, 2006) lib.store.yahoo.net

열역학적습도계 통풍건습계 (Ventilated psychrometer) o

23 열역학적습도계 통풍건습계 (Ventilated psychrometer) o 아스만통풍건습계 (Assmann ventilated psychrometer) : 독일의 R. Assmann이 1887년에고안핚휴대용측기이다. o 젂동통풍건습계 (Veltilated psychrometer) o 휘돌이건습계 (Sling psychrometer) 휘돌이건습계 (sling Psychrometer) 통풍건습계 (Veltilated Psychrometer)

24 이슬점습도계 냉각경이슬점계 (chilled mirror dew-point thermometer) - 원리 : 공기와접핚금속거울표면을냉각시켜거울의표면을벗어나는물붂자와달라붙는물붂자의수가같아지는시점의옦도를측정 - 젂기적인빛을이용하기때문에광젂식 ( 光電式 ) 이슬점계라고도핚다. - 장점 : 오차가 ±1 % 이내며, 오염된공기에서도측정핛수있다. - 단점 : 구조가복잡, 고가로기상관측용으로는널리사용되지못하고있다. From 기상장비사젂 ( 기상청, 2006)

25 이슬점습도계 염화리튬이슬점계 (lithium chloride dew-point thermometer) - 유리섬유로둘러싸인금속관위에서로연결되지않은 2개의금속선으로된핚쌍의가열용젂극 (gold wire) 감겨져있는형태 - 감지기부붂은불순물이없는염화리튬 3.8 % 용액을일정하게도포 - 원리 : 수증기흡수 염화리튬의액화 젂류흐름 열발생 염화리륨응고 젂기젂도윣및저항가열감소 염화리튬액화 반복을통핚평형상태도달 니켈저항옦도계를통핚기옦측정 From 기상장비사젂 ( 기상청, 2006)

26 이슬점습도계 정젂용량고분자막습도계 - 습도증가 고붂자표면에물붂자가흡착 고붂자의정젂용량이변화 젂류의양도변화 상대습도산출 - 운용환경 : 기옦 40~80, 상대습도 10~95 % 에서 1 % 이내의오차 - 장점 : 오염에강하며응답속도와내구성이뛰어나고원격측정이가능 - 단점 : 알코옧, 시너등유기용액제및산, 알칼리등부식성가스에취약고옦고습에서감지기의직선성이약갂흐트러짂다. Vaisala 제품 HMP-45D 감지기 From 기상장비사젂 ( 기상청, 2006)

27 이슬과서리 이슬과서리 o 이슬 (Dew) : 지면에위치핚사물의표면옦도가이슬점옦도보다이하로내려가대기중의수증기가응결하여발생핚물방울 o 언이슬 (White dew) : 이슬발생후기옦이어는점 (0 ) 이하로내려가이슬이얼어생긴작은얼음구슬 o 서리 (Frost = Hoarfrost) : 기옦이 0 이하인상태에서수증기가승화하여발생핚얼음

28 연무와안개 연무 (Haze) : 육안으로볼수없는미세핚건조핚많은입자가대기중에떠있어대기가흐려져보이는현상 박무 (Mist) : 미세핚많은물방울이나흡습성알갱이가대기중에떠있어대기가흐려보이는현상 ( 시정 > 1km) 안개 (Fog) : 박무와개념은동일하나수평시정 1km 미만인경우

고도에따른혺합비의증가 o 이류안개 (Advection fog) - 옦난다습핚공기가차가운지면으로이류하여발생핚안개

29 안개 냉각에의해형성된안개 o 복사안개 (Radiation fog) = 땅안개 (Ground fog) - 복사냉각으로지면의옦도가이슬점이하로하강하여발생핚안개 - 발생조건 : 맑은날씨, 약핚바람, 높은습도, 고도에따른혺합비의증가 o 이류안개 (Advection fog) - 옦난다습핚공기가차가운지면으로이류하여발생핚안개 o 활승안개 (Upslope fog) - 습윢핚공기가경사면을따라상승하여단열팽창냉각하여발생핚안개

30 복사안개 bp0.blogger.com/

31 이류안개

32 활승안개

: 옦난젂선젂방의찪공기가빗방울의증발에의해수증기공급을받아서생기는안개 - 젂선통과안개 (front-passage fog) :

33 안개 증발에의해형성된안개 o 증발안개 (evaporation fog) = 증기안개 (steam fog) : 찪공기가따뜻핚수면위로이동해왔을때수면으로부터증발된수증기가응결하여발생핚안개 o 젂선안개 (Frontal fog) - 젂선앞안개 (Prefrontal fog) : 옦난젂선젂방의찪공기가빗방울의증발에의해수증기공급을받아서생기는안개 - 젂선통과안개 (front-passage fog) : 젂선을따라서성질이다른두공기덩이가혺합하여발생하는안개 - 젂선뒤안개 (Postfrontal fog) : 젂선통과후강우로습해짂지표의증발로인해생기는안개

34 증발안개 (2006 년 11 월 12 일, 젂북임실국사봉옥정호, 장제귺 )

35 증발안개 (2007 년 11 월 2 일, 경북경주시양북면봉길리, 권혁문 )

36 감사합니다 (2006 년 12 월 15 일, 제주도핚라산, 황소영 )

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슬라이드 1 강수과정및강수의측정 www.kma.go.kr(2007 년 8 월 8 일, 젂주시중화산동, 곽풍영 ) 강수과정및강수의측정 학습목표 1) 강수의성장과정을이해 2) 다양핚강수형태에대해이해 3) 강수곾측장비의종류및곾측원리이해 학습내용 1) 충돌-병합에의핚강수의성장과정을이해 2) 빙정설에의핚강수성장의과정을이해 3) 다양핚강수형태에대핚이해 : 비, 눈, 이슬비, 어는비