☯ 대기권이란? “더 알 수 있다” 1▣ 지구 대기권
★아름다운 대기권의 모습
◆지구대기권은 지구를 둘러싼 대기를 말하며 고도에 따라 생기는 중력차이나 구성분자의 밀도에 따라 여러 층으로 나뉘며 각 층은 고도에 따라 기온차가 심한 것을 관측할 수 있다.·그 것과 동시에, 대기권은 미소이지만, 전자량에 의해서 전하가 가능한 전리층과 이것이 거의 없는 중성층으로 나눌 수도 있다.◈1구조◈태양계 한 행성의 지구는 기체로 둘러싸여 있다.·이 기체는 거의 같은 깊이의 기층이며, 기권이라고 부르고 있다.기권을 구성하고 있는 기체를 일괄적으로 대기라고도 한다.지표 근처에 있는 대기는, 아래 그림과 같은 것을 포함하고 있다.◆고도 70km 이상의 상공에 오르면 공기중의 산소(O2)가 분해되어 원자 상태의 산소(O)가 되므로 보통 공기와는 다르다.그러나 대기가 거의 존재하지 않는 높이는 1,000km 또는 그 이상인 것으로 알려져 있다.우리는 기권의 저면에 해당하는 대류권 안에서 생활하고 있다.·대류권의 공기는 직접 지표면에 접하고 있기 때문에 다양한 영향을 지표면에서 받는다. ◎그 중에서 특히 중요한 것은 다음과 같고, ◆지표면에서 수증기가 대기 중으로 증발하는 것, ◆지표면에 태양으로부터 받은 열에너지를 대기 중에 주는 것, 첫째로 비눈구름 등 복잡한 기상현상을 일으켜 둘째로 계절변화나 계절풍을 일으키는 원인이 되고 있다.태양 고도는 일반적으로 저위도 지방에서 크고 고위도 지방에서는 작기 때문에 태양에서 지표면에 도달하는 열 에너지는 저위도 지방이 많다.또 같은 위도에서도 지표면상에는 성질이 다른 해양이나 사막이 있으므로 열의 상호 교환의 밸런스가 바뀐다.·장소에 따라 대기가 받는 열량이 다르면 공기 밀도도 장소에 따라 차이가 생긴다.밀도가 작은 공기는 상승하고, 밀도가 큰 공기는 하강하므로 거기에 대기의 운동이 생긴다. 반면 대기는 지구처럼 자전하기 때문에 회전에 따른 편향력이 작용해 북반구에서는 진행방향이 오른쪽으로 돌게 된다.예를 들면 적도지방에서 상승한 공기는 북극지방으로 향하려고 하지만 편향력 작용 때문에 북극지방에 도달하기 전에 서풍이 된다.대기의 운동에는 지구를 둘러싸는 편서풍대와 같은 대규모 운동으로부터 해륙풍이나 산곡풍과 같은 소규모의 운동에 이르기까지 여러가지이다.또, 그 밖에도 소규모 운동으로서 토네이도나 난류등이 있다. 이처럼 대기의 운동, 즉 바람은 여러 가지 성질을 가지고 있다.그래서 대기권에 물질이 닿으면 타는 것이다.◈2 지구대기권의 구분◆지구대기권의 층은 조성뿐만 아니라 온도나 기타 물리적인 성질이 높이에 따라 다르며 다시 몇 개의 층으로 분류된다.지구대기권은 특성상 지표면에서 対대류권, 成성층권, 中間중간권, 熱열권, 外외기권의 5층으로 나눌 수 있다.
★ 지구 대기권의 구분
ā2.1 대류권◆대류권은 지표면에 가장 인접한 대기층이다.대류권은 지표면의 복사열에 의해서 가열하므로, 고도가 높아질수록 온도는 낮아진다.높이 높이 1km마다 약 5℃~6℃씩 고온이 하강하기 때문에 상공으로 갈수록 기온이 낮아진다.•즉 온도가 높은 공기가 아래쪽에 있고 이는 열역학적으로 매우 불안정하기 때문에 쉽게 난류와 기상 현상이 발생한다.적란운이나 뇌전 등 변화가 많은 날씨를 볼 수 있다. 대류권에는 무거운 공기 분자가 모여 있어 전체 대기 질량의 거의 80%가 모여 있다.대류권은 극지방에서는 지표면에서 7~8km 정도까지의 영역이며 적도지방에서는 더욱 높게 18km 정도까지의 영역이다.대류권의 상면을 권계면이라고 부르며, 그 높이는 적도 지방에서 약 17 km, 고위도 지방에서 약 10 km 이 된다.•중위도 지방에서는 권계면 근처에 제트기류(jetstream)라고 불리는 강한 서풍이 불고 있다.▣ 이 본문은 대류권입니다. ‘추설적 부분’ ▣▣ 대류권
★ 지구의 대기, 대류권(trop osphere)은 맨 아래 부분
● 대류권(대류권, troposphere)은 ◆ 지구대기권의 가장 낮은 부분으로 대부분의 기상현상이 일어나는 곳이다.온실효력도 대류권에서 발생한다.◈◈1개요◈◈대류권은 지표면(0km)에서 시작해 약 11km까지이다.열대지방의 경우는 고도 16~18 km까지, 극지방에서는 감소해 10 km 이내이기도 하다.이 층은 전체 대기 질량의 약 75~90%를 차지한다.일반적으로 제트기는 대류권 최상부에서 비행한다.대류권 위의 층은 성층권이다.대류권은 셀로 불리는 6개 영역으로 나뉜다.•이 영역은 대기순환을 가져오고 탁월풍을 유발한다.◆대류권을 나타내는 영어의 troposphere는 “돌리다”, “섞다”를 나타내는 그리스어 tropos에서 유래되었다.·이 말대로 대류권은 끊임없이 움직이고 있다.대류권에 있어 중요한 가스에는 질소 및 산소가 있다.◆고도에 따른 온도 변화는 다른 어떤 대기권보다도 심각하다.중간위도의 경우 해수면 온도가 +17℃인데 반해 대류권 계면에서는 -52℃에 이른다. ·대류권 계면에서의 온도는 대류권이 얇은 극지방의 경우는 -45℃정도인데 반해, 대류권이 두꺼운 적도 지방에서는 -75℃에 이를 수도 있다.◆대류권에서의 고도에 따른 온도변화를 보면, 고도가 1km 상승할수록 온도는 대략 6.4도 떨어진다.대류권에서의 온도 변화가 큰 이유는 온도는 지표면에서 올라가는 복사열에 좌우되기 때문이다.지표면에서 떨어질수록 열을 전달하는 대기 입자가 감소하고 대류에 의한 가열도 감소해 온도는 급격히 하강한다.대류권계면은, 대류권과 성층권의 경계를 나타낸다. 대류권계면상방에서는 고도 50 km까지 온도가 서서히 상승한다.대류권을 지나는 동안 비행기가 높이 날수록 안내판의 기온은 섭씨든 화씨든 모두 낮아져 최상부에 이르면 국내선 비행기는 -17도, 국제선 비행기는 -50도까지 내려간다.ā2.2 성층권◆성층권은 권계면 위에 있으며, 기온은 대류권처럼 하강하지 않고 거의 일정하다.고도 20 km를 넘으면 기온은 고도에 의해서 상승해, 고도 50 km에서 극대( 약 -3 ℃)에 이른다.성층권안에는, 그 중층( 약 20~25 km)에 중심을 가지는 오존층이 있지만, 오존은 성층권의 가열 요인이다.·오존은 태양으로부터의 자외선을 흡수함으로써 가열되며, 따라서 고도가 높아질수록 온도가 상승한다.높은 온도의 공기가 위에 있어 열역학적으로 안정되며, 이러한 이유로 난류가 발생하지 않아 비행기 고도(11~13km)로 이용되기도 한다.성층권은 대류권 위쪽에 위치하며 대략 지표면에서 50km정도까지의 영역이다.▣이 본문은 성층권입니다. ” 추가 설명적인 부분” ▣▣ 성층권 ● 사진은 성층권 사진과 같음(성층권 사진 참조) ★ 지구 대기, 성층권(stratosphere)은 아래에서 두 번째 부분 ● 성층권, stratosphere)은 ◆ 지구 대기권 중 하나로 위쪽으로 올라갈수록 따뜻해지고 지표에 접근할수록 온도가 내려가는 특성을 가지고 있다.•이 현상은 지표면에 가까울수록 온도가 상승하는 대류권과 정반대다.성층권은 지표로부터 10km에서 50km사이에 위치하고 있으며, 9–12km의 고도를 유지하는 민간항공기가 다니는 길이기도 하다.대기 상태가 안정돼 여객기 항로로 쓰인다.또, 성층권의 25 km 부근에는 오존층(O3)의 밀도가 가장 높다.성층권 전체의 오존량은 300 DU(약 3 mm)로, 태양으로부터 나오는 유해 자외선을 흡수해, 산소 원자(O)와 산소(O2)로 분해한다.또 산소 원자나 분자가 오존으로 합성될 때도 자외선이 필요하다.따라서 성층권 내부는 발열 반응으로 기온이 높은 것이다.성층권 상단의 50km는 U.V.C에 의해서 가열되어 성층권 중에서 가장 기온이 높다.반면 산소 원자만 50km보다 20km 부근의 오존 농도가 높다.이유는 오존이 합성되기 위해서는 적당한 기압과 질소 촉매, U.V.B가 필요한데, 20 km 부근이 이 조건을 만족시키기 때문이다.2012년 10월 14일, 오스트리아의 스카이다이버, 펠릭스·바움가르트너가 성층권 다이빙에 성공했다◈◈1개요◆성층권은, 중간 위도에서는 고도 10 km에서 50 km 사이의 영역이며, 극지방에서는 보다 낮은 고도인 8 km 정도에 대해 개시하는 경우도 있다.성층권은 아래로는 대류권에 접하고 위로는 중간권에 접하고 있다.성층권은, 온도 변화 면에서 대기의 한층 더 층을 이루고 있다.이것은 태양으로부터의 자외선을 흡수함으로써 가열되기 때문이다.성층권 내부에서, 온도는 고도 상승에 수반해 올라간다.성층권의 가장 높은 장소에서의 온도는 270 켈빈 정도이며, 이는 지표면의 온도와 대략 유사하다.성층권과 중간권이 만나는 성층권의 가장 높은 영역을 성층권 계면이라고 하며, 더 이상 올라가면 온도는 다시 감소하기 시작한다.성층권에서의 이러한 온도 특성, 즉 따뜻한 공기가 위에 찬 공기가 아래에 있는 특성에 의해서 성층권은 열적으로 안정되어 있다.즉 대류 및 난류가 존재하지 않는 것이다.성층권에서의 열은 오존층이 태양의 자외선을 흡수하는 것에 의해서 행해진다.성층권 바닥, 즉 대류권과의 경계면은 위쪽 열전도와 아래쪽 대류권에서의 열대류가 열적 평형을 이룬다.그 때문에 지표면의 온도가 보다 낮은 극지방에서는 보다 낮은 고도에서 성층권이 시작된다.중간권◆중간권은 다시 고도가 올라갈수록 온도가 감소하는 영역이다.이 영역에서는 대류 현상이 일어나 약간 구름이 형성되지만, 기상 현상은 일어나지 않는다.지상 50km에서 80km까지의 높이로 야간구름이 생길 수 있다.▣이 본문은 중권입니다. “추가 설명적 부분”▣▣중간권●사진은 성층권 사진과 동일(성층권사진 참조)★지구의 대기, 중간권(영어:mesosphere)은 아래로부터 3번째●중간권(영어:mesosphere)은, ◆지구의 대기권 중 하나로, 지표면으로부터 50-80km정도의 영역이 되고 있다.•아래로는 성층권에 접하고 위로는 10권에 접하고 있다.중간권을 의미하는 영어의 mesosphere 는 중간을 의미하는 그리스어의 mesos 로부터 유래했다.◈◈1개요◆중간권에서의 기온은 고도 상승에 따라 감소한다.위도 및 계절에 따라 바뀌는데 상부 중간권에서는 온도가 200 켈빈 정도이다.하루에도 수백만 개나 되는 유성이 중간권에 분포하는 입자와의 마찰로 이글이글 타오른다.여기서 발생하는 열은 거의 물체가 지표면에 닿기 전에 완전히 태워버린다.성층권 및 중간권은 중간 대기로서 언급되기도 한다.중간권계면은 지표면으로부터 80 km 정도에 있어, 중간권과 열권을 구분하는 경계면이다.2.4 열권◆열권은 중간권 상부 층으로 올라갈수록 기온이 상승한다.열권의 밀도가 매우 낮기 때문에 적은 열에도 온도가 올라가기 때문이다.다른 이유로는 태양에 가깝다고 하는 이유도 있지만, 큰 영향력은 없다.여기에서는 태양풍에 강하게 맞아 원자가 전리화되므로, 전리층이라고도 불린다.강한 전리층은 전파를 반사하여 이러한 반사현상을 이용하여 원거리 무선통신을 할 수도 있다.지상 80 – 90 km 에서 시작하여 500 – 1000 km 까지의 높이이며 오로라를 할 수 있기도 하다.유성도 관측되어 온도는 다시 상승해, 고도 300 km에서는 약 800~900 ℃에 이른다.▣이 본문은 10권입니다. “추가 설명적 부분” ▣▣ 열권 ● 사진은 성층권 사진과 동일(성층권 사진 참조) ★ 지구의 대기, 열권(영어 : thermosphere)은 아래에서 네 번째 부분 ● 열권(영어 : thermosphere)은 ◆ 지구의 대기권 중 하나로 아래부터는 중간권을 접하고 있다.열권에서는 자외선 복사가 이온화를 유발한다.(전리층 참조) 오로라가 발생하는 공간이 열권이며 국제우주정거장이 열권의 중간인 320km에서 380km 사이에 안정적인 궤도를 형성하고 있다.◈◈1 개요(θ要)◆열권을 뜻하는 영어 단어인 thermosphere는 ‘열’을 의미하는 그리스어인 θοοε(thermos)에 유래한다.열권은 지표면에서 약 80km로 시작한다.이 정도의 높은 고도에서는 나머지의 대기가스가 분자 질량에 의해서 층을 이루어 정렬된다. 열권에서는 고도가 상승함에 따라 온도가 상승하는데, 이것은 그런데도 적어도 남아있는 산소나 질소 입자가 높은 에너지를 가지는 태양복사를 흡수하기 때문이다.온도는 태양활동에 의해서 매우 큰 차이가 있어, 섭씨 2,000도까지 올라가기도 한다.복사는, 열권의 입자가 전하를 가지게 하고, 이러한 전하는 무선 전파를 되쏘는 것으로, 가시거리외의 통신을 가능하게 한다.열권은 지표면에서 5001000km 정도까지 이어져 이 외기권에서 대기가 희박해져 우주공간이 되는 영역이다.외기권◆외기권은 지구대기가 우주공간과 접하는 최외곽 영역으로, 전리층을 넘어도 대기는 잃지 않고 극히 희박하지만 기체는 존재한다.여기에 존재하는 대부분의 가스는 수소와 헬륨이며 우주공간으로 나가기도 한다.외기권은 500-1000 상공에서 시작되며 끝나는 지점은 별 의미가 없지만 10,000km 정도로 추정되고 있다.지구 대기로부터 행성의 공간으로 건너갈 때의 온도는 1,000℃를 넘는다.최근 인공위성에 의해 방사능이 강한 공간이 관측되어 발견자의 이름을 따서 밴 앨런 대학이라고 부르고 있다. 이는 상공 약 2,000~4,000km, 약 13,000km 내지 20,000km의 곳에 띠 모양으로 분포하고 있다.