시험 출제 > 기후변화의 이해 > 기후변화 조사 > 기후변화 개념, 기후변화 원인, 기후변화 영향 (20문제)
# 기후 및 기후시스템
1. 기후
가. 기후의 정의
① 대기 현상이 시간적·공간적으로 일반화되어 출현 확률이 가장 높은 대기의 상태를 의미하며 좁은 의미의 기후는
평균 기상을 말하고, 넓은 의미의 기후는 통계적 설명을 포함한 기후 시스템의 상태를 말한다.
※ 대기는 기후특성을 가장 분명하게 보여주는 기후 구성 요소
② 기상은 지표 위에서 시시각각으로 변하는 순간적인 대기의 물리적 현상이며 일기 또는 날씨를 의미한다.
③ 기후를 결정하는 가장 중요한 외부 요인은 태양복사에너지이다.
④ 기후는 일반적으로 평균기상(Average Weather)으로 정의되며 세계기상기구(WMO)가 정한 기후 평균의 산출기간
은 30년이다. 이 기간 동안 기온의 평균 및 변동성, 강수, 바람 측면에서 기술한다.
나. 기후시스템
① 기후시스템은 대기권, 수권, 빙권, 지권 및 생물권으로 구성되며, 구성요소들 간의 물리과정, 상호작용, 에너지, 물 및 물질순환을 이룬다. 즉, 각 요소가 상호작용하며 끊임없이 변화하기 때문에 기후시스템은 자연적으로 변할 수 있다.
② 기후계는 대기, 육지, 눈 ,얼음, 바다, 기타 수원, 생물체가 서로 복잡하게 상호작용하며 구성하고 있는 계(System)이다.
③ 기후시스템은 비선형적에 의한 카오스적인 특성을 나타낸 것으로 알려졌으며 기후 모델에는 기후과정 외에 인위적인
영향도 포함된다.
④ 대기권과 수권의 상호작용으로 발생하는 엘리뇨와 라니냐는 전지구 기후에 영향을 미친다.
⑤ 기후시스템 구성요소 사이의 에너지는 많은 쪽에서 적은 쪽으로 이동하여 새로운 균형을 이루려는 경향이 있다.
다. 기후 인자
① 태양복사에너지의 강도 및 위도 변화
② 고·저기압의 위치
③ 해발고도 및 산맥
④ 해류 및 탁월풍
라. 기후 요소(기본적 물리량)
기온, 바람, 강수, 습도, 운량, 일사량
2. 기후변화
가. 일반적 정의
현재의 기후계가 자연적·인위적 원인으로 인해 변화하는 것을 말하며 최근에는 대기 뿐만 아니라 해양, 빙하, 지표면, 생태계 등에 나타난 변화도 기후변화에 포함되고 있다.
나. IPCC(Intergovernmental Panel on Climate Change, 기후변화에 관한 정부 간 패널)
기후 특성의 평균이나 변동성의 변화를 통해 확인 가능하고 수십 년 혹은 그 이상 오래 지속되는 기후상태의 변화로서 자연적 ·인위적 시간 경과에 따른 모든 기후변화로 정의하고 있다.
다. UNFCCC(United Nations Framework Convention on Climate Change, 유엔 기후변화 협약) 정의
UNFCCC에서는 인간 활동에 의해 지구 대기의 조성을 변화시켜 상당 기간 동안 자연적 기후변동이 관측된 것이라고 정의하고 있다.
3. 대기오염
가. 일반적 정의
한 가지 혹은 그 이상의 물질이 옥외의 대기에서 인간 및 동식물, 재산에 위해를 줄 수 있는 양의 농도, 지속시간으로 존재하여 생활이나 재산의 향유 및 업무의 수행을 부당하게 침해하는 상태를 말한다.
나. WHO(세계보건기구) 정의
대기 중에 인위적으로 배출된 오염물질이 한 가지 또는 그 이상 존재하여 오염물질의 양, 농도 및 지속시간이 어떤 지역의 불특정 다수인에게 불쾌감을 일으키는 상태를 말한다.
다. 대기의 특징
① 지구 중력장(에너지)에 이끌려 지표를 덮고 있는 기체의 층으로 고도가 높아지면 대기가 적어진다.
② 공기는 물에 비해 탄성이 약하며, 약 0~50ºC 의 온도범위 내에서 보통 이상기체의 법칙을 따른다.
③ 공기의 절대습도란 절대적인 수증기의 양, 즉 단위부피의 공기 속에 함유된 수증기량의 값이며 수증기량이 일정하면 절대습도는 온도가 변하더라도 절대 변하지 않는다.
라. 대기권의 구분
대기의 수직온도 분포에 따라 대류권, 성층권, 중간권, 열권으로 구분할 수 있다.
대기의 온도는 위쪽으로 올라갈수록 대류권에서는 하강, 성층권에서는 상승, 중간권에서 하강, 열권에서는 다시 상승한다.
① 대류권
㉠ 대류권은 지표에서부터 평균 11~12km 까지의 높이이며 극지방으로 갈수록 낮아진다. 즉 일반적으로 고위도 지방이 저위도 지방에 비해
대류권의 고도가 낮다.(적도: 16~17km, 중위도: 10~12km, 극: 6~8km)또한 겨울보다는 여름철에 보다 더 두껍다.
㉡ 구름이 끼고 비가 오는 등의 기상현상은 대류권에 국한되어 나타난다.
㉢ 대류권의 하부 1~2km 까지를 대기경계층(행성경계층)이라 하고, 이 대기경계층의 상층은 지표면의 영향을 직접 받지 않으므로 자유대기
라고도 부른다. 즉, 대류권의 자유대기는 행성경계층의 상층으로 지표면의 영향을 직접 받지 않는 층이다.
㉣ 대기경계층은 지표면의 마찰영향을 직접 받아서 기상요소의 일변화가 일어나는 층이다.
㉤ 대류권 기상요소의 수평분포는 위도, 해륙분포 등에 따라 다르지만 연직방향에 따른 변화는 더욱 크다.
㉥ 대류권에서는 고도가 높아짐에 따라 단열팽창에 의해 약 6.5 ºC/km 씩 낮아지는 기온감률 때문에 공기의 수직혼합이 일어난다. 즉, 기층
이 불안정하여 대류현상이 일어나기 쉽다. 또한 이 고도에서는 -55 ºC 정도까지 하강한다.
② 성층권
㉠ 성층권의 고도는 약 11km 에서 50km 까지이다.
㉡ 성층권역에서는 고도에 따라 온도가 증가하고, 하층부의 밀도가 커서 안정한 상태를 나타낸다. 즉, 대기의 대류현상이 나타나지 않는다.
(성층권계면에서의 온도는 지표보다는 약간 낮음)
㉢ 하층부의 밀도가 커서 매우 안정한 상태를 유지하므로 공기의 상승이나 하강 등의 연직운동은 억제된다.
㉣ 성층권에서 고도에 따라 온도가 상승하는 이유는 성층권의 오존이 태양광선 중의 자외선을 흡수하기 때문이다. 즉, 성층권 상부의 열은
대부분 오존에 의해 흡수된 자외선복사의 결과이다.
㉤ 오존층
· 오존농도의 고도분포는 지상 약 20~25km 내에서 평균적으로 약 10ppm(10,000ppb)의 최대 농도를 나타낸다.
· 오존의 생성 및 분해반응에 의해 자연 상태의 성층권 영역에서는 일정한 수준의 오존량이 평형을 이루어, 다른 대기권 영역에 비해 오존
농도가 높은 오존층이 생긴다.
· 지구 전체의 평균오존량은 약 300Dobson 전후이지만, 지리적 또는 계절적으로는 평균치의 ±50% 정도 까지 변화 한다.
· 290nm 이하의 단파장인 UV-C 는 대기 중의 산소와 오존분자 등의 가스 성분에 의해 그 대부분이 흡수되어 지표면에 거의 도달하지 않는다.
· 오존층에서는 오존의 생성과 소멸이 계속적으로 일어나면서 오존의 농도를 유지한다.
③ 중간권
㉠ 중간권의 고도는 약 50km 에서 90km 까지이다.
㉡ 고도에 따라 온도가 낮아지며, 지구대기층 중에서 가장 기온이 낮은 구역이 분포한다.
㉢ 대기가 불안정하여 점진적으로 대류현상이 나타나지만, 수증기가 거의 없으므로 기상현상은 일어나지 않는다.
㉣ 유성체(Meteoroid)로부터 지구를 보호하는 역할을 한다(마찰에 의해 중간권에서 연소).
④ 열권
㉠ 열권의 고도는 약 80km 이상이다.
㉡ 질소나 산소가 파장 0.1µm 이하의 자외선을 흡수하기 때문에 온도가 증가한다.
㉢ 대기가 불안정하여 점진적으로 대류현상이 나타나지만, 수증기가 거의 없으므로 기상현상은 일어나지 않는다.
㉣ 유성체(Meteoroid)로부터 지구를 보호하는 역할을 한다(마찰에 의해 중간권에서 연소).
㉤ 공기가 매우 희박하여, 낮과 밤의 기온차가 심하다.
㉥ 분자의 운동속도가 커서 고온을 형성하더라도 우리의 피부에 충돌하는 분자의 수가 매우 적어서 뜨겁게 느껴지지 않는다.
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