지구 환경은 어떻게 되어가고 있는가? 8조 노 범 식 이 승 용

목 차 서론 – 행성의 구분 본론 결론 – About south pole 1. 지구의 표면온도 목 차 서론 – 행성의 구분 본론 1. 지구의 표면온도 2. 복사에너지 & 대기의 흡수 스펙트럼 3. 지구와 대기와 우주간의 열수지 4. 탄소사이클 & 탄소의 체공률 • 성장률 5. 대기중의 이산화탄소 농도의 변화 결론 – About south pole

행성의 구분 ◈ 지구형 행성 – 수성, 금성, 화성 ▸금속 용융체가 단단한 규산염 암석으로 ◈ 지구형 행성 – 수성, 금성, 화성 ▸금속 용융체가 단단한 규산염 암석으로 둘러싸임 ▸생물이 살고있다는 징후 나타나지 않음 ◈ 목성형 행성 – 목성, 토성, 천왕성, 해왕성, 명왕성 ▸ 중심부 : 고체 ▸ 그 위 : 얼음상태의 물, 메탄 및 암모니아 ▸ 대기층 : 수소 + 헬륨가스

◈ 지 구 - 산업혁명 이후 다량의 화석연료 소비 - 이산화탄소 등 다량의 온실가스 ◈ 지 구 - 산업혁명 이후 다량의 화석연료 소비 - 이산화탄소 등 다량의 온실가스 (green house gas) 배출 ▸ 결과 : 지구 온난화, 산성비, 오존층 구멍.

지구 표면온도 ◈ 온실효과 흡수된 태양의 복사에너지가 우주로 다시 복사로 빠져나가는 것을 대기가 방벽이 되어 막아주는 효과 ▸ 온실가스 - 주된 요인 : 이산화탄소 - 아산화질소, 메탄, CFC류 의 가스 파장영역에 존재하는 “대기의 창” 가로막음 복사선이 빠져나가지 못하게 함 지표면의 온도 높임

지구 표면온도 ◈ If 온실효과 무시 : -18℃ 실제 : 15℃ Why –18℃?? 입사에너지 = 방출에너지

지구 표면온도 온실효과,

복사에너지 & 대기의 흡수 스펙트럼 <플랑크 곡선> ► 복사에너지 법칙 - 슈테판-볼츠만 법칙 - 빈의 변위 법칙

복사에너지 & 대기의 흡수 스펙트럼 <대기의 흡수 스펙트럼>

지구와 대기와 우주간의 열수지 <지표와 대기간의 열 평형>

- 단위 면적 당 떨어지는 태양복사에너지

<지구와 대기와 우주간의 열수지>

► 에 있는 지면으로부터 발산되는 단위면적당의 복사에너지

<지구와 대기와 우주간의 열수지>

유입에너지 유출에너지 지면 154+344 = 80+17+20+381 대기 86+80+17+381 = 220+344 우주 103+20+220 = 343

탄소사이클 ▸ 식물에 의해 광합성이 일어나는 경우 ▸ 식물체를 태우거나 동물이 호흡할 경우 ▸ 이산화탄소 대기속, 바닷물에 용해

탄소(CO2)의 체공률 - 배출된 탄소량은 대기중에 일부만 체공 * 식물의 광합성에 이용 * 바닷물에 용해 체공률 = 대기중의 탄소 변화량 배출 탄소량

- 대기중의 이산화탄소의 농도 * 19세기 초 : 280 ppm * 1980년 : 355 ppm * 현재 : 380 ppm - 해마다 1.5 ppm씩 증가 - 대기속으로 이산화탄소의 펄스(Pulse)를 주입(농도의 시간에 따른 변화 측정) * 농도가 반 값으로 떨어지는데 50년 소요 자연이 이산화탄소를 소화하는 속도 : 매우 느림

<각 에너지 자원별 CO2 발생량> 에너지원 발열량 단 위 IPCC탄소배출계수(kg-C/GJ) 연 소 율 탄 소 발 생 량 CO2 단 위 원 유 10,000 Kcal/kg 20.0 0.99 0.837 3.040 Kg/kg 경 유 9,200 Kcal/L 20.2 0.778 2.824 Kg/L 등 유 8,700 19.6 0.714 2.592 무 연 탄 4,500 26.8 0.98 0.505 1.814 코 크 스 6,500 29.5 0.803 2.885 도시가스 11,000 Kcal/m3 15.3 0.995 0.705 2.571 Kg/m3 천연가스 13,000 17.2 0.936 3.415

<화석연료에 의한 이산화탄소 농도의 증가> 하와이 Mt.마우나로아 관측소에서 측정한 대기 중 농도의 경년 변화 하와이 제도에 위치한 활화산 높이 : 4,171m

탄소배출 성장률 - 근래 : 에너지 절약 기술력 동원, - 각국의 인구, 경제력, 기술력 및 에너지 혼성비에 따라 결정됨 점차 탄소배출이 적거나 없는 에너지로 대체 - 각국의 인구, 경제력, 기술력 및 에너지 혼성비에 따라 결정됨 탄소배출량 = 인구 X GNP X 에너지 탄소배출량 인구

대기중의 이산화탄소 농도변화 • 대기중의 이산화탄소 농도변화가 즉각 해당되는 지구온도의 변화 가져오지 못함 : 지표와 수면이라는 거대한 물체가 갖는 열적 관성 때문. • But, 시간이 오래가면 지표나 수면에 가까운 대기는 하나의 최종온도에 이를 것임. 평형온도

• 이산화탄소의 농도가 2배로 증가 : 지구 의 온도변화 • 지구 온난화 가중 • If 이산화탄소의 누적 증가율 연 1% 70년 후 대기 중 이산화탄소 양 : 2배 • 이산화탄소의 농도가 2배로 증가 : 지구 의 온도변화 • 지구 온난화 가중

바닷물 수위가 오르고 있다 증가 시 100년 후 해수면 30cm 상승 - 남극의 온도 5℃상승 시 Ice shelf가 녹아 - 온실효과로 인한 바닷물 온도와 부피의 증가 시 100년 후 해수면 30cm 상승 - 남극의 온도 5℃상승 시 Ice shelf가 녹아 해수면 5-6m 상승 - 현재는 제 4 빙하기와 제 5 빙하기 사이의 간빙기이므로 이러한 가능성 존재

녹고 있는 남극의 빙하 - 남극 대륙 : 98%가 얼음 - 온실효과로 인하여 남극의 얼음이 녹고 있다. - 온실효과로 인하여 남극의 얼음이 녹고 있다. - 만약 남극의 얼음이 다 녹는다면 대륙의 60~70m 정도가 잠긴다.

남극 빙하 밑의 활화산 발견 의해 활화산 발견 - 위치 : 세종기지로부터 150km 떨어진 남극 북단 해저 - 높이 : - 최근 유진 도맥 박사에 의해 활화산 발견 - 위치 : 세종기지로부터 150km 떨어진 남극 북단 해저 - 높이 : 700m 솟아 있음 (from 해저 밑바닥) - 화산암 규모 : 1.5km3 - 수심 : 1000m - 바닷물 온도 높이는 미미한 지열 확인 - 바닷물 색깔이 변함 - 화산주변 돌들이 검게 탐

연습문제 1. 흡수된 태양의 복사에너지가 우주로 다시 복사로 빠져나가는 것을 대기가 방벽이 되어 막아주는 효과를 뭐라고 하는가? (온실효과) 2. 온실가스를 세가지 이상 쓰시오. (이산화탄소, 수증기, CFC류, 메탄, 질소산화물) 3. 지면 단위 면적 당 떨어지는 태양 복사에너지의 양은? ( )

4. 대기중의 이산화탄소 농도의 변화가 즉각 해당되는 지구의 온도변화를 가져오지 못하는 것은 지구의 무엇 때문인가? (열적 관성) 5. 지표면의 온실효과에 의한 온도 상승량은 얼마인가? ( )