7장. 대기의 운동과 순환

7.1 대기의 움직임을 지배하는 힘 움직임을 일으키는 힘(driving force): 중력, 기압경도력 움직이는 물체에 작용하는 힘: 전향력, 마찰력 7.1.1 기압 경도력 공기집단(기단)의 기압 차에 의해 발생하는 힘 cf. 수압경도력 7.1.2 지구 전향력 진행 방향의 오른쪽/왼쪽으로 휘게 하는 힘 (남반구에서는 반대) 7.1.3 마찰력 약 2 km 아래에서, 운동에 대한 저항으로 작용하여 풍속을 감소시키는 힘

해수 저수압 고수압

7.2 대기의 수렴과 발산 지표면의 마찰은 바람의 방향을 저기압 쪽으로 기울어지게 함  나선 모양의 운동을 유도  바람의 수렴 또는 발산을 가져옴으로써 날씨에 중요한 역할 저기압에서의 나선 흐름  수렴  상승  팽창  냉각  습윤/응결  구름/비 Why? Why? Why? Why? Why? Why? 마찰 질량보존 기압↓ 일 수증기포화 무게 (상대습도100%) 고기압에서의 나선 흐름  발산  하강  압축  가열  건조/증발  맑은 날씨

포화수증기량 곡선 A C B D

공기 상승  기온 냉각  포화수증기량 감소  상대습도 100% 도달  계속 냉각  포화수증기량 초과분 만큼 수증기가 물방울로 응결 (영하일 때에는 빙정이 됨) 이처럼 ( )은 물방울과 빙정의 집단이 공중에 떠 있는 현상임

7.3 대기 순환 7.3.1 대기 대순환 (전구규모의 순환) - 고위도 극편동풍 - 중위도에서의 편서풍 - 저위도에서의 무역풍 (=적도편동풍) * 평균자오순환: 해들리, 페렐, 극 순환 세포

연평균 복사량의 위도별 분포 들어오는 태양복사 에너지는 위도별로 차이가 크다 연평균 복사량의 위도별 분포 들어오는 태양복사 에너지는 위도별로 차이가 크다 지구복사로 나가는 열량은 위도별로 차이가 크지 않다 저위도: 들어오는 열량 > 나가는 열량 고위도 : 들어오는 열량 < 나가는 열량 Q. 그러면, 왜 저(고)위도 지방은 매년 일방적으로 온도가 증가(감소)하지 않는 것일까?

7.3.2 해들리 순환 1735년: 영국의 조지 해들리(George Hadley)가 거대한 단일 대기순환 세포를 주장 태양의 의한 지표면 가열로 공기는 가벼워져 상승 상승으로 비게 되는 공간을 이웃하는 위도대의 공기가 불어 들어와서 보충

1835년: 전향력(deflecting force; Corioli’s force) 발견

지균풍이란? 북반구에서 저기압의 경우 (전 )에 의해 반시계 방향으로 불되고, (마 )에 의해 안쪽으로 수렴하게 됨

7. 3. 3 페렐 세포와 극 세포 - 페렐 순환은. 간접 순환 - 해들리 순환과 페렐 순환이 만나는 곳은 7.3.3 페렐 세포와 극 세포 - 페렐 순환은? 간접 순환 - 해들리 순환과 페렐 순환이 만나는 곳은? 아열대 - 극 순환과 페렐 순환이 만나는 곳은? 극전선대 (극전선은 남북으로 움직이며, 여름철에 남쪽으로부터 우리나라에 접근할 때 장마전선으로 나타남) 미국 William Ferrel 의 논문 (1856) (http://www.aos.princeton.edu/WWWPUBLIC/gkv/history/ferrel-nashville56.pdf)

7.4 극전선과 제트류 - 극전선 지역은 불안정한 공기 지역으로 중위도 일기에 매우 중요 - 극전선대 및 아열대 상공(대류권계면 근처)에는 강한 수평기압경도가 존재하여, 마찰이 적은 상태에서, 제트류 가 존재 (1) 극 제트류 (최대시속 460 km): 날씨에 “큰” 영향 (2) 아열대 제트류 (최대시속 380 km): 날씨에 “다소” 영향

대기 대순환 모델의 변천 (Three models of the general circulation) (a) a simple single cell in each hemisphere; (b) a more realistic three-cell circulation; (c) an accurate model showing the role of waves in middle latitudes. N, North Pole; S, South Pole; H, high pressure; L, low pressure. http://science.jrank.org/pages/47609/general-circulation-atmosphere.html

7.5 강수대와 사막의 분포 3개의 다우대: ITCZ, 각 반구의 극전선 지역 4개의 소우대: 각 반구의 아열대 고압대 지역 및 극 지역 사막: 사하라 사막 등

7.6 온대 저기압 및 고기압 위도별 차등 가열  남북간 수평 온도 차이가 증가  고도에 따른 편서풍의 증가 비율이 커짐  불안정해지면서 긴 파동(수 천 km 파장)이 발생  이 파동이 굽이 치는 동안, 북측의 한기는 (아래/위)로, 남측의 난기는 (아래/위)로 수송됨

상층의 편서풍 파동은 하층의 크고 작은 소용돌이를 발생시킴

7.7 국지 바람 http://apollo.lsc.vsc.edu/classes/met130/notes/chapter9/scales.html

7.8 해풍과 육풍

7.9 산풍과 곡풍

7.10 푄 산을 넘는 공기는 산을 타고 오르는 동안 단열 팽창에 의해 온도가 하강하고 수증기가 응결되어 구름 형성 및 강수 발생이 일어나면서 그 안에 들어 있는 수분이 상당량 제거된다. 산 정상을 지나 산을 하강하는 동안에는 단열 압축에 의해 온도가 상승한다. 그 결과 만들어진 고온 건조한 바람을 푄 이라 부른다 (=높새 바람)

7.11 활강 바람 비교적 높은 곳에 있던 차가운 고밀도의 공기가 중력에 의해 아래로 흘러가는 바람 (katabatic wind) 내려가는 공기는 단열압축에 의해 승온 현상이 있지만 워낙 차게 냉각이 되어 있었기 때문에 낮은 지역에 도달해서도 여전히 주변보다 차갑다

8장. 몬순 기후의 특성과 아시아 여름 기후

8.1 몬순의 정의 대륙과 해양의 열용량 차이에 의하여 계절에 따라 방향을 바꾸는 바람 시스템 대륙과 해양의 열용량 차이에 의하여 계절에 따라 방향을 바꾸는 바람 시스템 여름과 겨울에 풍향의 현저한 반전 대기의 지구 규모 순환에서 제일 큰 계절적 변화 남아시아와 동남아시아에 두드러지게 나타남

8.2 몬순의 특성 인도 및 동아시아 몬순: 여름철에 인도와 동남아시아 대륙은  기온이 상승 (인도 뉴델리는 40도를 넘기도 함)  상승 기류 발생  저기압 지역이 됨  상층 공기의 유출, 하층 공기의 유입을 촉진 시킴  인도양으로부터 많은 수증기를 포함한 공기라 대륙으로 유입  덥고 습하며 폭우(heavy rainfall) 발생 북아메리카 몬순: 미국 남서부(애리조나), 멕시코 북서부

8.3 엘니뇨와 라니냐 스페인어 (어린 남자아이, 어린 여자 아이) 폐루 앞 바다의 수온이 이상적으로 상승/하강하는 현상 (평균 편차가 0.6도 이상/이하 3개월 이상 지속될 때) 주기: 약 2-7년 열대 태평양 지역에서, 대기와 해양의 상호작용에 의해 발생

무역풍 8.3.1 엘니뇨의 발생과정

8.3.2 엘니뇨의 진동 메커니즘 지연 진동자 이론 (1988) 충전/방전 이론 (1997) 8.3.3 ENSO의 예측성 예측성의 문제는 주어진 초기 상태에서 가장 빨리 성장하는 교란 (disturbance)를 찾는 문제 적도 태평양에서 가장 빨리 성장하는 교란에 대해 연구 중 교란의 성장은 계절에 의존함 8.3.4 엘니뇨 동생의 출현 다른 형태, 새로운 형태의 엘니뇨 예) 중태평양 엘니뇨, 유사 엘니뇨, 웜풀 엘니뇨