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시그마프레스
대기과학 문제풀이
2단원
(Lutgens Tarbuck 지음, 안중배 외 옮김)
1. 지구-태양 간 거리의 연 변동이 계절별 온도 변화를 적절하게 설명할 수 있는가?
아니다. 어느 정도 영향은 있겠지만, 계절별 온도변화의 직접적인 차이는 태양빛이 통과하는데 있어 대기의 두께이다. 북반구에서, 겨울에는 오히려 지구와 태양간의 거리가 가깝지만 태양의 고도가 낮아 두꺼운 대기를 통과하여 기온이 낮다. 반면에, 여름에는 지구와 태양간의 거리가 멀지만 태양의 고도가 높아 상대적으로 얇은 대기를 통과하기 때문에 기온이 높다.
2. 태양각이 바뀌면 왜 지표가 받는 태양 에너지의 양이 변하는가?
대기를 통과하는 두께가 달라지기 때문이다. 1번 문제의 답에 자세히 설명하였다.
3. 북반구 하지의 네 가지 특징을 열거하라.
하지는 태양 광선이 북위 23.5°를 수직으로 비추는 시기이다.
하지는 태양이 거의 수직으로 지표를 비춘다.
하지에 빛이 통과하는데 대기의 두께가 가장 작다.
아이러니하게도 북반구에서 하지일 때, 지구는 원일점에 위치해 있다.
4. 온도의 의미는 무엇인가? 열이란 무엇인가?
온도란 물질 안에 있는 원자나 분자의 평균 운동 에너지의 척도를 말한다.
열이란 온도 차이로 인한 물체 안팎으로의 에너지 이동을 말한다.
5. 에너지 이동의 세 가지 기본 방법을 기술하라. 기상학적으로 가장 덜 중요한
방법은 어느 것인가?
? 전도 : 한 분자에서 또 다른 분자로 전자와 분자가 충돌하면서 열이 전달되는 것이며 전도율은 물질마다 각기 다르다. 대기의 열수송 측면에서는 가장 중요하지 않다.
? 대류 : 대기와 해양 사이에 일어나는 열수송의 많은 부분이 대류에 의해서 전해진다. 실제 운동 혹은 순환을 수반하는 열의 이동이다.
? 복사 : 열을 전달하는 매개체가 필요 없으며, 진공 속에서도 쉽게 전달된다. 따라서 복사가 태양에너지를 …(생략)
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14. 하층 대기에서 가장 중요한 열 흡수체는 어떤 기체들인가?
이산화탄소와 수증이는 적외선을 흡수하여 지구의 온난화에 큰 영향을 미친다.
15. 어떻게 지구 대기가‘온실’의 역할을 하는가?
지구를 가열하는데 있어서 대기가 담당하는 역할을 온실효과라고 하는데, 이는 지구의 평균 온도를 약 33℃정도 더 따뜻하게 유지시킨다.
16. 입사 태양 복사의 가장 큰 부분을 흡수하는 것은 무엇에 달려 있나?
지표의 성질에 달려 있다. 지표는 태양 복사의 50% 정도를 흡수하며, 좋은
흡수체이기 때문이다.
17. 대기창이란 무엇인가? 어떻게 닫혀 있는가?
기체는 선택적 흡수체이기 때문에 특정 파장대에서 강한 흡수를 하고, 다른 파장대에 대해서는 어느 정도 흡수를 하거나 거의 흡수를 하지 않는다. 지구에서는 가시광선을 흡수하는 대기가 많이 없기 때문에 빛은 그대로 지표면에 도달하게 된다. 이러한 것을 대기창이라고 한다. 반면에 작은 물방울로 구성된 구름은 이 에너지를 월등하게 잘 흡수한다. 맑은 날보다 흐린 날의 밤 기온이 높은 이유가 여기에 있다. 구름은 나가는 에너지를 흡수하고 다시 이 에너지의 상당 부분을 지표로 재방출한다. 따라서 구름은 대기창을 효과적으로 닫아버리는 역할을 수행한다. 그 결과 지표가 냉각되는 속도를 낮춘다.
18. 적도 지역과 극지방 사이의 열 불균형으로 인해 나타나는 두 가지 현상은?
바람과 해류를 일으킨다. 이는 적도의 누적된 열을 극지방으로 이동시키는
역할을 한다.
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