기상학 - 기상현상은 왜 발생하는 걸까?(2)

항공지식/기상

#*%&$*@ 2022. 7. 22. 13:26

Terrestrial Radiation

Global Temperature Imbalace가 발생하는 이유 2가지 중 첫 번째를 지난 글에서 알아봤다. 간단한 게 정리하면 지구가 둥글기 때문에 태양열이 모든 지역에 동일하게 열을 전달하지 못해 발생한다고 했다. 두 번째 이유는 Terrestrial Radiation 때문이다.
Terrestrial Radiation(지구 복사)은 무엇인가? 태양열이 지구에 도착했다고 가정하자. 그러면 태양열이 지표면에 도달할 때까지 구름도 있고 대기도 있고 하여 태양열의 46%만 지표면에 도달하고 나머지는 반사되어 밖으로 나가게 된다. 지표면에 도달한 46%는 지표면에 의해 반사되어 우주로 나가게 되는데 이때 지표면에 가장 가까운 쪽이 Terrestrial Radiation의 영향을 가장 많이 받는다. 쉽게 생각하면, 따뜻한 난로에 가까울수록 더 따뜻함을 느끼는 것과 같은 것이다. 이렇게 지표면이 온도가 가장 높고 고도가 올라갈수록 온도는 낮아지게 되는 것이다.
출처 : AC-00-6B
또한, 만약 구름 많으면 Terrestrial Radiation이 우주로 나가지 못하고 구름에 반사되어 다시 지표면으로 돌아오게 된다. 이렇게 되면 구름이 많을수록 기온은 올라가는 효과가 있다. 구름이 많은 지역은 상대적으로 온도가 높고 Clear 한 지역은 온도가 낮은 Temperature Imbalance가 발생하게 된다.

7월 초쯤 엄청 더운 날 바닷물에 들어가면 상대적으로 바닷물은 아직 차갑다는 것을 느낄 수 있다. 왜 그럴까? 왜 육지는 더운데 바다는 아직 차가울까? 이유는 비열 용량(Specific Heat Capacity) 때문이다. 비열 용량이란 어떤 물질이 저장할 수 있는 열의 양을 말한다. 예를 들으면 좀 더 이해가 쉽다. 동일한 온도(25도)인 모래와 물에 동일한 열을 가하면 모래는 30도가 되고 물을 26도가 된다. 이것을 어렵게 표현하면 물의 비열 용량이 커서 상대적으로 온도의 변화가 적다고 할 수 있다. 그러면 지구의 24시간을 기준으로 비열 용량을 생각해 보자. 낮에는 Solar Radiation이 육지와 바다에 열을 가할 것이다. 동일한 열이지만 육지는 바다보다 온도가 더 올라갈 것이다. 해가 지고 밤이 되면 낮 동안 받은 열이 Terrestrial Radiation을 통해 대기로 열이 방출된다. 이때 육지는 더 빨리 차가워지고 바다는 천천히 Cooling 된다. 실제로 내륙의 Kansas City는 해안의 도시 San Francisco보다온도차가 크다는 것을 알 수 있다.