제 1 장지구의대기 일반지구과학 2 정성화 http://www.alaskafishing411.com/ http://www.redandwhitekop.com/forum/index.php?topic=244761.0
지구의대기 학습목표 1) 대기를구성하는기체의성분과각기체의역핛을이해 2) 밀도, 압력, 기온에따른대기의연직구조를이해 3) 연직구조에따라각층별역핛을이해 학습내용 1) 지구를둘러싼대기의두께에대핚이해 2) 대기를구성하는구성성분 : 영구기체 vs 변량기체 3) 변량기체에해당하는각기체들의기상학적역핛 4) 대기의밀도, 압력, 기온에따른연직구조를이해 5) 대류권, 성층권, 중갂권, 열권의역핛 교재 [ 대기홖경과학 ] 제 1 장, [ 생홗홖경과기상 ] 제 1 장, 기타인터넷자료
http://www.wallpapers10.net/nature/fish-in-the-ocean/1546
Air flow Ground Heating
http://jaeger.earthsci.unimelb.edu.au/
대기의두께 대류권계면 ~ 12,000 m 에베레스트 8,850m 고도 [km] 공기밀도 [%] 1.5km 85% 3.0km 70% 5.5km 50% 10km 30% 16km 10% 50km 1% 100km 0.000003% http://www.mit.edu/~predawn/jetstream/atmosphere.html
대기의두께 www.windows.ucar.edu
대기의두께
2010 년 09 월 04 일오후 06 시 07 분
대기의조성 기체의농도 : 대기와다른권사이를일정하게순홖하는기체를가정하여농도를추정 o 체류시간 (Residence time) : 대기내에서개별분자가존재하는시갂, 대기의질량 (kg) 을물질의유출입비율 (kg/year) 로나누어계산 o 정상상태 (Steady state) : 대기로유입되는양과유출되는양이같으면대기에서개별분자의농도는일정 영구기체 (permanent gases) 와변량기체 (variable gases) 의분류기준
대기의조성 기체의분류 o 영구기체 (Permanent gases) : 건조공기의성분에서비율이시공갂의변화에상관없이일정핚기체생명체와기타화학반응에중요 o 변량기체 (Variable gases) : 건조공기의성분들중에서비율이시공갂의변화에따라변하는기체기상현상에매우중요 아르곤 (0.93%) 이산화탄소 (0.037%) 산소 (20.95%) http://www.ux1.eiu.edu/ 질소 (78.08%) 영구기체 변량기체 질소 N 2 78.08% 수증기 H 2 O 0~4% 산소 O 2 20.95% 이산화탄소 CO 2 0.037% 아르곤 Ar 0.93% 메탄 CH 4 0.00017%
대기의조성 영구기체 o 80km 이내의대기 ( 균질권 ) 에서주로분포 o 대기질량의대부분을차지 (99.999%) o 체적비 : 질소 -> 산소 -> 아르곤 -> 네온 -> 헬륨 -> 수소 -> 크세논 (1) 질소 (N 2 ) o 안정핚기체, 이원자분자 o 부피 : 78%, 질량 : 75.5% o 기상학적, 기후학적으로중요하게취급하지않음 o 질소산화물 (NOx) 은기후학적으로상당히중요핚역핛을수행 (2) 산소 (O 2 ) o 부피 : 21%, 질량 : 23% o 생명홗동의유지에중요핚역핛 o 체류시갂 : 약 5000년
대기의조성 변량기체 o 적은질량비이나대기의특성에영향 : 수증기, 이산화탄소, 오존, 메탄, 에어로솔 수문학적순환 (Hydrological cycle) (1) 수증기 (Water vapor, H 2 0) o 지표의증발을통해주로공급 o 대부분지상 5km 이내에존재 o 고도증가에따라급격하게감소 o 체류기갂 : 약 10일 o 대기총질량의 0.25% 이나대기현상과밀접하게관련 o 역핛 - 구름형성과관련된수분의공급원 - 온실기체로지구열에너지의흡수원 http://www.houghtonmifflinbooks.com/ - 응결, 승화시숨은열 (Latent Heat) 방출로기상현상의에너지공급원
대기의조성 (2) 이산화탄소 (Carbon dioxide, CO 2 ) o 매우작은량이존재 : 0.037% 의부피비를차지 (370ppmv) o 식물의부패, 화산폭발, 동물의호흡, 화석연료의연소, 산림벌채등으로생성 o 광합성을통해대기로부터제거 나무뿌리, 가지, 잎에저장 o 해양은거대핚이산화탄소저수지역핛 바다표면의식물성플랑크톤의역핛 http://blogs.warwick.ac.uk/ www.telegraph.co.uk Photo by Sung-Hwa Jung
http://celebrating200years.noaa.gov/datasets/mauna/image3_full.jpg
www.wmo.ch
Ice core http://www.awi.de/ http://www.emporia.edu/
http://international.usgs.gov/
대기의조성 (3) 오존 (Ozone, O 3 ) o 정의 : 비중 1.72, 녹는점 -193 끓는점 -112 의푸른빛을띤특이핚냄새를지닌산소분자 3개로조합된기체 o 특징 - 산화력이강하고인체에유해핚물질로표백살균에사용 - 대부분고도 10-50km의성층권에분포, 최대농도는 25km 고도에서나타남 - 성층권의오존은유해핚자외선으로부터지구상의생물을보호하지만 - 대류권오존은상부대류권에서중요핚온실기체역핛을핚다. - 대류권오존은성층권에서수송되어오는것외에광화학반응에의하여발생 - 대류권오존은대기오염물로갂주. - 지구상오존은 0.2-0.5cm 두께, 즉 200-500DU 정도로예상 오존의단위 DU(Dobson) : 1 기압 0 에서단위면적당공기기주에포함된오존젂량 (10-3 cm)
http://esamultimedia.esa.int/
대기의조성 (4) 메탄 (Methane, CH 4 ) o 최근십년갂 0.01ppm/year의속도로농도증가, 산업혁명이젂농도 8ppm, 현재농도 17ppm o 발생원 - 쌀경작, 가축의소화과정, Biomass의연소 - 천연가스이용 o 낮은농도에도불구하고지구복사의강력핚흡수체 탄소 (Carbon) 수소 (Hydrogen) http://www.worldofenergy.com.au/ http://static.howstuffworks.com http://www.kice.or.kr/
대기의조성 에어로솔 (Aerosol) o 정의 : 대기중에분산되어떠도는고체또는액체의미립자 o 크기 : 대략 0.001μm-100μm(0.1mm) 정도 o 발생원 - 지구표면에서발생하는것 : 모래나먼지, 해수의비말, 화산재, 매연, 박테리아 - 대기중에발생하는것 : 뇌방젂에의핚질소화합물, 항공기배기가스 - 지구밖으로부터오는것 : 유성 o 분류 - 크기 : 에이트켄핵 ( 반지름 0.2μm이하 ), 큰핵 (0.2-1μm), 거대핵 (1μm이상) - 작용기능 : 응결핵, 흡습성핵, 빙정핵 o 기능 - 구름생성에있어응결핵및빙정핵의역핛을수행 지구알베도변화 - 태양광의흡수와산란을통하여지구알베도를직접적으로변화 - 에어로솔은복사강제력에서중요핚역핛을수행핚다
www.jaunted.com http://modis.gsfc.nasa.gov/ www.aeronautics.ru http://keetsa.com/ http://cfs12.blog.daum.net/
대기의구조 대기의밀도및압력구조 http://apollo.lsc.vsc.edu/ http://www.physicalgeography.net/
대기의연직구조를관측 1) 온도 2) 기압 3) 습도 4) 풍향 5) 풍속 http://saweatherobserver.blogspot.com/2010_05_01_archive.html
http://saweatherobserver.blogspot.com/2010/05/marion-island-news-upper-air-weather.html
대기의구조 라디오존데 (Radiosonde) 관측소 o 총 7개관측소운영 o 2회 /1일혹은 4회 /2일관측 o 00, 06, 12, 18UTC에관측 o 공군 (2개소) : 오산, 광주 o 기상청 (5개소) : 속초, 백령도, 포항, 흑산도, 고산 백령도 광주 오산 속초 포항 흑산도 고산
대기의구조 대기의온도구조 o 대류권 (Troposphere) o 성층권 (Stratosphere) o 중갂권 (Mesosphere) o 열권 (Thermosphere) o 외기권 (Exosphere) www.williamsclass.com
대기의구조 대류권 (Troposphere) o 모든기상현상이나타나며고도에따라기온이감소하는특징을지닌지표에접핚두께 10~ 20km의대기층 (6.5 /km의기온감률을가짐 ) http://www.ux1.eiu.edu/ o 대기질량의 80% 가존재 o 에너지원 : 지표의가열로인핚장파복사 o 열에너지이동과관련된주요현상 - 대기의혼합및분자규모의확산 - 복사 - 순홖시스템 - 숨은열 (Latent heat) 의이동
대기의구조 성층권 (Stratosphere) o 대류권상부의고도 10km ~ 50km 사이의기층으로고도가증가함에따라기온이증가. 따라서매우안정하며기상현상이없음. o 대기젂체질량의 19.9% 차지 o 오존층이존재 (20`~30km), 최대밀도는 25km에나타남 o 에너지원 : O 3 의자외선흡수 o 성층권오존의역핛 : 자외선 UV-B,C를흡수하여대류권생명체의생존을유지 o 성층권오존의생성및소멸 O 2 + hv -- O + O O 2 + O + M -- O 3 + M( 질소 ) O 3 + O -- 2O 2 http://www.ux1.eiu.edu/
대기의구조 중간권 (Mesosphere) o 성층권상부의고도 50~80km 사이의기층으로고도가증가함에따라온도가감소하는구조를지니고있어대류현상이존재 하지만기상현상 X o O 3 에의핚약핚가열외에는에너지원이없음 o 유성이나타나며중갂권의정상부는 -90 o 지구복사에너지와태양복사에너지의영향이가장적은중갂지역이라는뜻이포함 열권 (Thermosphere) o O 2 의태양에너지흡수로열권하부에서는고도에따라기온이증가 o 열권상부는고도에따라기온이일정 o 태양일변화, 흑점홗동에따라상부의기온결정 news.bbc.co.uk
대기의구조 이온층 (Ionosphere) - 상부중갂권부터열권까지나타남 (60km ~)
genomicsgtl.energy.gov 감사합니다