기온역전 현상과 문제점

목차

＊유체(fluid)의 의미

＊유체에 의해 발생하는 대류(convection)

＊대기 중 대류현상

＊기온역전과 그 종류

＊기온역전의 문제점(대기오염의 정체)

 

유체의 의미

유체란 액체와 기체를 총칭하는 의미이며, 고체와 달리 변형이 쉽고 흐르는 성지를 갖고 있어 정해진 모양이 없다는 특성을 갖고 있습니다.

 

유체에 의해 발생하는 대류

대류현상이란 유체의 이동에 의해 발생하는 것으로, 유체의 온도에 따른 밀도차이에 의한 '열전달' 현상을

말합니다.

 

주전자에 물을 넣고 끓이는 모습을 상상해 보면 온도에 따른 밀도 차이를 쉽게 알 수 있습니다.

가열되어 뜨거워진 물은 수증기가 되어 위로 올라가는데, 이는 온도가 높을 수록 밀도가 낮아지기 때문입니다.

 

여름철 냉방기를 틀었을 때 차가운 바람이 바닥으로 내려오는 것과 겨울철 난방기를 틀었을 때 따뜻한 바람이 위로 올라가는 것도 바로 대류현상 때문입니다.

 

대기 중 대류현상

대류는 대기의 층상구조(대류권-성층권-중간권-열권) 중 고도가 높아질 수록 기온이 하강하는 대류권과 중간권에서 발생합니다.

 

특히 대류권에서는 낮에 태양열에 의해 지표면이 가열되므로, 밀도가 낮아진 공기의 상승이 활발하여 중간권보다 대류현상이 활발합니다.

 

기온역전과 그 종류

기온역전(Temperature inversion)이란, 고도 상승에 따라 기온이 하강하는 일반적인 경우와 다르게 고도가 높아질 수록 기온이 상승하는 현상을 말합니다. 기온역전은 크게 지표역전(복사역전, 이류역전)과 공중역전(침강역전, 전선역전, 해풍역전, 난류역전)으로 구분합니다.

구분		원인
지표역전	복사역전	일몰 후, 새벽 등에 지표면이 복사냉각에 의해 상공의 공기보다 빨리 냉각
	이류역전	따뜻한 공기가 바람에 의해 차가운 지표, 수면 등을 지나갈 때 냉각
공중역전	침강역전	고기압 구역에서 공기덩어리가 서서히 침강하면서 발생하는 기온의 단열변화
	전선역전	(비교적 높은 고도에서) 찬공기 위로 따뜻한 공기가 지나가는 경우 발생
	해풍역전	해풍을 이루는 찬 공기와 육지의 따뜻한 공기 사이에 전선면 형성 시
	난류역전	상부와 달리 난류에 의해 혼합된 하부 공기의 온도분포가 건조단열감률 분포를 이룰 때

 

기온역전의 문제점(대기오염 정체)

기온역전이 일어나는 경우 대류에 의해 대기가 순환되지 않으므로 '안정적이다' 라고 표현하는데, 이는 대기오염물질이 집중 배출되는 지역의 경우 오염물질의 희석되지 않고 한곳에 머물러 있어 지상의 동식물에게 많은 피해를 끼칩니다.

 

실제로 역사 속 대기오염 사건을 살펴보면 대부분의 사건이

1) 무풍(바람이 불지 않는 상태), 2) 기온역전으로 인한 대기 순환 정지 상태에서 발생했으며, LA스모그 사건만 침강 역전상태, 나머지 사건은 복사역전 상태에서 발생했습니다.

 

2023.07.11 - [대기와환경] - 역사속의 대기오염 사건

역사속의 대기오염 사건