대기 대순환 입자 교실

대기 운동 개요

대기 운동의 에너지는 근본적으로 태양 복사에서 옵니다. 지표가 고르지 않게 가열되면 공기가 연직으로 움직이고 같은 수평면에 기압 차가 생겨 열적 순환이 만들어집니다. 지구 규모에서는 지구 자전의 영향이 더해져 삼권 순환과 7개의 기압대, 6개의 풍대가 형성됩니다.

3차원 지구는 끌어 회전하고 휠로 확대·축소합니다. 지구 가장자리의 빛고리는 자오 순환 단면이며 항상 사용자를 향합니다.

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열적 순환 원리

열적 순환은 지면의 가열 차이로 생기는 공기 순환이며, 대기 운동의 가장 단순한 형태입니다. 단계를 따라 어떻게 만들어지는지 살펴봅니다.

따뜻함 → 상승 → 지상 저기압, 상공 고기압차가움 → 하강 → 지상 고기압, 상공 저기압

등압면은 고기압에서 위로 볼록하고, 저기압에서 아래로 오목합니다.

같은 지점에서 지상과 상공의 기압 성질은 반대입니다.

수평 방향으로 공기는 언제나 고기압에서 저기압으로 흐릅니다.

연직 방향으로는 지상 기압이 언제나 상공보다 높습니다. "고기압"과 "저기압"은 같은 수평면과 비교한 말입니다.

도시 열섬 순환

도시에는 인구와 산업이 모여 생산과 생활에서 폐열이 많이 나옵니다. 콘크리트와 아스팔트는 열을 많이 흡수하고 녹지는 적어, 도심 기온이 교외보다 높은 도시 열섬이 됩니다. 도심 공기는 상승하고 교외 공기는 하강하며, 지상 바람은 교외에서 도심으로 붑니다.

지상: 교외 → 도심상공: 도심 → 교외. 도심은 상승하고 교외는 하강합니다.

대기 오염이 큰 공업은 열섬 순환 밖에 배치합니다.

도시 녹지는 순환 내부, 하강 구역 근처에 두어 도심으로 흐르는 공기를 정화합니다.

녹지와 수면을 늘리고 밝은색 지붕을 쓰면 열섬 효과를 줄일 수 있습니다.

해륙풍

육지는 비열이 작아 가열과 냉각이 바다보다 빠릅니다. 낮에는 육지 기온이 높아 지상에 저기압이 생기고, 바람이 바다에서 육지로 붑니다. 이것이 해풍입니다. 밤에는 육지가 빨리 식어 기압이 바다보다 높아지고, 바람이 육지에서 바다로 붑니다. 이것이 육풍입니다.

낮에는 해풍 · 밤에는 육풍지상 바람은 언제나 더 차가운(고기압) 쪽에서 더 따뜻한(저기압) 쪽으로 붑니다.

해풍은 해안 지역의 여름 낮을 더 시원하게 하고 공기를 습하게 합니다.

전통 어민은 육풍을 타고 새벽에 나가고, 해풍을 타고 저녁에 돌아옵니다.

산곡풍

낮에는 산비탈이 빨리 데워져, 비탈 위 공기가 같은 높이의 골짜기 공기보다 따뜻합니다. 공기가 비탈을 따라 올라가고 골짜기 바닥 공기가 채워집니다. 이것이 곡풍입니다. 밤에는 산비탈이 빨리 식어 찬 공기가 비탈을 따라 골짜기로 내려갑니다. 이것이 산풍입니다.

낮에는 곡풍 · 밤에는 산풍

밤에는 골짜기 바닥의 따뜻하고 습한 공기가 찬 공기에 들리고, 구름과 비가 생기기 쉬워 산간에는 밤비가 많습니다.

찬 공기가 골짜기에 쌓이면 역전층이 생기기 쉽고 오염 물질이 퍼지지 않습니다. 대기 오염이 심한 공업은 골짜기에 두지 않습니다.

단권 순환

먼저 두 가지를 가정합니다. 지표면은 균일하고 지구는 자전하지 않습니다. 적도는 가열이 가장 많아 공기가 팽창하여 상승하고, 상공에서 양극으로 흐릅니다. 양극은 냉각되어 공기가 수축하여 하강하며, 지표 근처에서는 양극에서 적도로 돌아옵니다. 남반구와 북반구는 각각 하나의 닫힌 열적 순환을 이룹니다.

적도: 가열 → 상승 → 지표 저기압극지: 냉각 → 하강 → 지표 고기압

지구 가장자리의 단면을 관찰하십시오. 입자는 적도에서 상승하고 양극에서 하강합니다.

지표 기류는 경선을 따라 극지에서 적도로 곧장 불며, 동서 방향의 편향은 없습니다.

실제 지구는 자전하므로 이러한 단권 순환은 존재하지 않습니다. 다음 절을 보십시오.

삼권 순환

지구 자전은 전향력을 만듭니다(북반구는 오른쪽, 남반구는 왼쪽). 적도 상공에서 극으로 가는 기류는 약 30° 근처에서 이미 서풍으로 휘고, 공기가 쌓여 하강하면서 단일 순환이 세 개의 순환권으로 나뉩니다.

저위도 순환: 적도에서 상승 → 상공을 따라 30°로 → 하강 → 지상을 따라 적도로 돌아옵니다.

중위도 순환: 30°에서 하강한 기류의 일부는 고위도로 흐르다가, 60° 근처에서 극지의 찬 공기와 만나 상승합니다.

고위도 순환: 극지에서 냉각되어 하강 → 지상을 따라 60°로 → 상승 → 상공을 따라 극으로 돌아옵니다.

기압대와 풍대

삼권 순환은 지표 근처에 일곱 기압대와 여섯 풍대를 만들며, 고기압과 저기압이 번갈아 놓이고 풍대는 기압대 사이에 있습니다.

적도 저압 · 아열대 고압 · 아한대 저압 · 극 고압바람은 고기압에서 저기압으로 분 뒤 “북반구는 오른쪽, 남반구는 왼쪽”으로 편향합니다.

계절 이동

기압대와 풍대는 태양 직사점의 이동을 따라 움직입니다. 북반구에서는 대략 여름에 북상하고 겨울에 남하하며, 이동 폭은 약 5～10위도입니다.

지중해성 기후(약 30°–40° 대륙 서안): 여름에는 아열대 고압대의 영향으로 고온 건조하고, 겨울에는 편서풍대의 영향으로 온난 다우합니다. 왼쪽 아래 38°N의 실시간 판정을 보십시오.

열대 초원 기후: 적도 저압대와 무역풍대가 번갈아 지배하여 건기와 우기가 뚜렷합니다.

해륙 분포와 계절풍

실제 지구 표면은 바다와 육지가 번갈아 있습니다. 육지는 겨울에 춥고 여름에 덥고, 바다는 겨울에 따뜻하고 여름에 서늘합니다. 기압대는 하나의 고기압·저기압 중심들로 끊기고, 계절풍도 여기서 생깁니다. 지구에 보이는 것은 NCEP 재분석 자료 1991–2020년의 월평균 지상풍과 해수면 기압입니다.

유라시아 대륙이 냉각되어 강한 아시아 고기압(몽골–시베리아 고기압)이 생기고, 아극 저기압대를 끊습니다. 바다에는 알류샨 저기압과 아이슬란드 저기압만 남습니다.

중국 동부에는 북서 계절풍이 불어 한랭 건조하고, 남아시아에는 북동 계절풍이 붑니다.

유라시아 대륙이 가열되어 아시아 저기압(인도 저기압)이 생기고, 아열대 고기압대를 끊습니다. 바다에는 하와이 고기압과 아조레스 고기압만 남습니다.

중국 동부에는 남동 계절풍이 불어 고온 다습하고, 남아시아에는 남서 계절풍이 붑니다. 남반구의 남동 무역풍이 적도를 넘은 뒤 오른쪽으로 휘어 만들어집니다.

동아시아 계절풍: 해륙의 열적 성질 차이남아시아 계절풍: 해륙의 열적 성질 차이 + 기압대·풍대의 계절 이동

형성 평가