4.7 Skew T-log p 다이어그램의 예
4.7 Skew T-log p 다이어그램의 예
[그림 4.12]Skew T-log p 다이어그램(백령도). 단열선도에서 오른쪽 곡선은 기온곡선이며, 왼쪽 곡선은 노점온도 곡선임
참고.1 지오퍼텐셜
대기는 끊임없이 운동하고 있지만 여기서는 정역학적 평형상태에 있다고 가정한다. 이 경우 공기덩이에 작용하는 모든 힘의 합력은 영(Zero)이 되 어 정지 상태에 있게 된다.
단위질량의 물체를 중력에 거슬러서 지표에서 높이 만큼 들어 올렸을 때 물체에 가해진 일은
(4A.1)
으로 주어진다. 여기서 음(－)의 부호는 중력에 거슬러, 즉 중력과 반대방 향으로 힘이 작용한 것을 나타낸다. 한편 중력에 거슬러 해진 일의 양은 물 체의 위치에너지의 증가 와 같으므로 식 (4A.1)은
(4A.2)
으로 나타낼 수 있다. 식 (4A.2)을 평균해수면( )에서 로 두고 임의 의 고도 까지 적분하면
⋅
24
4장 Skew T-log p 다이어그램의 기본 구조대기물리
-(4A.3)
을 얻는다. 여기서 은 고도를 나타내는 가변수(Dummy Variable)이고 은 지오포텐셜(Geopotential)을 나타낸다. 지오포텐셜은 평균해수면에 있는 단위질량의 물체를 주어진 고도 까지 들어올리는데 필요한 에너지 로 정의한다. 따라서 의 단위는 또는 이다. 지오포텐셜이 일정 한 면, 즉 가 일정한 값을 갖는 면을 등지오포텐셜 면(Equipotential Surface)이라고 한다. 따라서 중력은 등지오포텐셜 면에 수직이지만 등고 도면에 대해서 항상 정확하게 수직을 이루는 것은 아니다.
기상현상을 분석하는 데는 지오포텐셜 고도(Geopotential Height)를 이용 하며, 그 정의는 다음과 같다.
(4A.4)
여기서 으로 지표에서 지구 중력가속도를 전구 평균한 값이다.
지오포텐셜 고도는 대기운동이나 상태를 분석하는데 연직좌표로 많이 사 용되며, 그 단위는 gpm(Geopotential Meter)이다.
′′′
참고.2 ICAO가 정한 표준대기
국제민간항공기구(ICAO)가 정한 표준대기는 항공기의 성능 비교, 기압고 도계의 눈금 설정(Calibration), 미사일과 항공기 디자인 등 여러 분야에서 이용되므로 이에 대한 이해가 필요하다. 국제적인 협약에 의해 채택한 실 제 대기의 평균 상태에 근사한 가상적인 온도, 밀도, 기압 분포를 나타내는 기준대기를 표준대기(Standard Atmosphere)고 한다.
현재 국제적으로 많이 사용되고 있는 표준대기는 국제민간항공기구 (International Civil Aeronautical Organization : ICAO)가 채택한 것으로 정역학평형을 가정하며 기본적인 사항은 다음과 같다.
대기조성 : 건조공기, 평균 분자량(M=28.9644gmole-1)
지상기압: 1013.250hPa(평균해수면)이며, 이를 표준기압 또는 1기압(One Atmosphere)이라 한다.
지상기온 : 15℃(288.15K)
지상 공기밀도 : 1.2250kgmˉ³
지상의 중력 가속도 : 9.8066msˉ²
기온감률 : 6.5℃/km(고도 : 0~11km)
기온감률 : 0℃/km(고도 : 11~20km)
기온감률 : －1.0℃/km(고도 : 20~32km)
건조공기의 기체상수: 2.8704×106 erg/gm/°K 1 표준대기압에서 빙점: 273.16°K
중력가속도: 980.665 ㎝/sˉ²
제로기압고도에서의 온도: 15℃ 또는 288.16°K 제로기압고도에서의 밀도는 0.0012250 gm/㎝ˉ³ 권계면의 기압고도: 11 km
권계면의 온도: -56.5℃
국제 민간항공기구가 규정한 성층권계면의 높이는 47km 그리고 중간권계 면의 높이는 84km이다.
참고.3 대기관측 자료와 단열선도 관련 인터넷 주소
1) http://weather.uwyo.edu/upperair/sounding.html 접속
2) Region에서 관심 대륙 선택(한국은 Southeast Asia를 선택)
3) Type of Plot에서 원하는 자료 유형 선택
4) Year, Month에서 년, 월 선택
5) From, To에서 원하는 시간대 선택
6) Station Number에서 관심 지역 선택
※ Index 등에 대한 정보는 새로 뜬 창의 아래를 보면 링크되어 있으니 클 릭하면 됨
Station Number를 선택하기 위해 지도 위에 마우스 포인터를 올려 두면 Station Number 부분에 번호가 뜬다. 아래는 한국의 관측 지역번호이다.
26
4장 Skew T-log p 다이어그램의 기본 구조대기물리
-47090 : 속초, 47102 : 백령도, 47112 : RKSO 오산 Ab, 47138 : 포항, 47158 : RKJJ 광주 Ab, 47185 : 제주
연습문제
1. Skew T-log p 다이어그램의 좌표축 설정에 대해서 설명하시오,
2. 건조단열선과 습윤단열선에 대해서 설명하시오.
3. 포화혼합비선에 대해서 설명 하시오.
4. 유의고도(Significant Level)에 대해서 설명하시오.
5. 지오포텐셜과 고도(Geopotential Height)를 정의하시오.