기상학 - 기상현상은 왜 발생하는 걸까?(4)

세가지의 Cell

1. Hadley Cell
   • 적도부터 위도 30도까지를 Hadley Cell이라고 부른다. 적도에서 상승한 공기는 위도 30도까지 북상하다가 30도 부근에서 Coriolis Force에 의해 더 이상 북상하지 못하고 하강하게 된다.
2. Ferrel Cell
   
   • 위도 30도부터 위도 50~60도까지를 Ferrel Cell이라고 한다. 이 Ferrel Cell은 Hadley Cell과 Polar Cell 사이에 위치해 두 Cell의 영향에 의해 만들어진 Cell이다. 위도 30도 부근에서는 하강 기류, 50~60도 부근에서는 상승 기류가 형성된다.
3. Polar Cell
   • 위도 50~60도부터 극지방까지를 Polar Cell이라고 한다. 극지방의 낮은 온도 때문에 하강 기류가 형성되고 남하하다가 Coriolis Force에 의해 더 이상 남하하지 못하고 상승 기류를 형성하면서 생기게 된다.

     

     출처 : AC-00-6B

4. 지금까지 Global Circulation에 대해 알아보았다. 다시 한번 정리하면 Global Temperature Imbalance를 해소하는 과정에서 Global Circulation이 발생한다. 적도의 뜨거운 공기가 상승하여 극지방으로 북상하지만 지구의 자전에 의해 발생하는 Coriolis Force에 의해 중간에 다시 하강하며 세 개의 Cell을 형성한다. 이것은 Global Circulation이라고 한다. 다음 온도차를 해소와 기상현상에서 중요한 역할을 하는 Hydrologic Cycle에 대해 알아보자.

Hydrologic Cycle이란

• Hydrologic Cycle 이란 단순하게 생각하면 태양열은 받은 바다, 강, 호수 등에서 물이 증발이 되어 상승한다. 고도가 상승하면 기온이 낮아져 결국 구름을 형성하고 다시 비가 되어 지상으로 떨어지는 일련의 과정을 Hydrologic Cycle이라고 한다.

  

• 우리가 지금 알아보고 있는 이유는 Hydrologic Cycle이 Global Temperature Imbalance를 해소시켜주기 때문이다. 어떻게 물이 증발하고 다시 비가 되어 내리는 과정이 온도차를 해소시켜줄까? 그 답은 Latent Heat(잠열)에 있다.
• 해가 쨍쨍한 더운 날 아스팔트 위에 물을 뿌리면 더위가 조금 누그러지는 것을 느낄 수 있다. 왜 시원해지는지 아스팔트 위의 물이 증발하는 과정을 알아보자. 아스팔트 위의 물이 갑자기 있다가 증발하지는 않는다. 물이 증발하려면 열이 필요하다. 다시 말해 물은 아스팔트에 있는 열을 빼앗아서 증발하는 것이다. 그러면 상대적으로 열을 빼앗긴 아스팔트의 온도가 내려가면서 시원함을 느끼는 것이다. 이때 물이 아스팔트로부터 흡수한 열에너지를 Latent Heat라고 한다. 반대로 증발한 수증기가 기온이 상승하다 다시 물로 변할 때는 열을 방출한다.

  

  출처 : AC-00-6B

• 물이 증발하고 구름이 되고 비가 내리는 과정을 통해 지구 온도의 불균형을 해소하게 된다. 이 과정에서 생겨난 구름 내에 있는 비, 우박, 번개 그리고 구름 주위나 구름 내에 발생하는 Turbulence 등이 기상현상에 속하게 된다. 다음 주제는 수많은 구름들 중 있는데 위험한 구름들은 어떻게 생겨나는지에 대해 알아보자.