대기권의 구조

대기권의 구조

1. 대기권

Ⅲ. 기권과 우리 생활 – 1. 층층이 다른 대기권

지구를 둘러싸고 있는 대기의 층으로 , 지표면~ 높이 약 1,000km 사이의 공간

2. 대기권의 구분 기준

높이에 따른 기온 변화에 따라 구분한다 .

☞ 지표에서부터 대류권 , 성층권 , 중간권 , 열권

으로 구분한다 .

대기권의 구조

3. 대기권의 역할

(1) 지구의 평균 온도를 약 15℃ 로 유지시킨다 .

(2) 생물에게 유해한 자외선을 흡수하고 , 운석과의 충돌을 방지한다 .

(3) 에너지를 이동시켜 고위도와 저위도의 기온 차이를 줄여준다 .

(4) 생물에 필요한 산소와 이산화 탄소를 공급하며 , 수증기에 의해 기상 현상이 나타난다 .


대기권의 구조4. 대기권의 층상 구조 특징



대기권의 구조5. 대기권 각 층의 기온 변화와 원인

구분 기온 변화 원인

대류권 감소지표에서 방출되는 열이 적게 도달하기 때문이다 .

성층권 증가오 존 층 에 서 자 외 선 을 흡 수 하 기 때문이다 .

중간권 감소지표와 성층권에서 방출되는 열이 적게 도달하기 때문이다 .

열권 증가태양으로부터 열을 흡수하여 가열되기 때문이다 .

지구의 복사 평형

1. 복사 에너지

Ⅲ. 기권과 우리 생활 – 2. 지구의 복사 평형

모든 물체는 복사 에너지를 흡수하며 , 자신의 온도에 해당하는 복사 에너지를 방출한다 .

구분 내용

태양 복사 에너지

∙ 태양이 방출하는 복사 에너지 ∙ 태양의 표면 온도 : 약 6,000 ℃ ∙ 적외선 , 가시광선 , 자외선 등으로

에너지 방출

지구 복사 에너지

∙ 지구가 방출하는 복사 에너지 ∙ 지구의 표면 온도 : 약 15 ℃ ∙ 대부분 적외선으로 에너지 방출

지구의 복사 평형2. 지구의 복사 에너지 평형

흡수하는 태양 복사 에너지양과 방출하는 지구 복사 에너지 양이 같다 . ☞ 지구의 연평균 기온이 거의 일정하게 유지되고 있다 .


지구의 복사 평형3. 지구 대기의 온실 효과

지표면과 대기는 지구 복사 에너지를 방출하는데 ,

방출된 지구 복사 에너지의 대부분은 대기에 흡수

되었다 지표로 재방출되어 온실 효과를 일으킨다 .


복사 에너지의 위도별 분포


1. 위도에 따른 복사 에너지

• 태양 고도 : 저위도 > 고위도

• 햇빛이 통과하는 대기층 : 고위도 > 저위도

• 흡수하는 태양 복사 에너지양 : 저위도 > 고위도

복사 에너지의 위도별 분포2. 위도에 따른 복사 에너지 분포


지구는 전체적으로 복사 평형을 이루고 있지만 ,

위도에 따라 복사 평형 상태가 아니므로 에너지

불균형이 나타난다 .

복사 에너지의 위도별 분포3. 위도에 따른 복사 에너지 분포


저위도 흡수하는 태양 복사 에너지양 > 방출하는 지구 복사 에너지양 ☞ 에너지 과잉

중위도( 약 38°)

위도 약 38° 에서는 흡수하는 에너지양과 방출하는 에너지양이 거의 같다 .

고위도 흡수하는 태양 복사 에너지양 < 방출하는 지구 복사 에너지양 ☞ 에너지 부족

4. 에너지의 이동

저위도의 남는 에너지를 대기와 해수의 순환에 의해 에너지가 부족한 고위도로 이동시킨다 .

탄소의 순환

1. 탄소의 분포 형태

Ⅲ. 기권과 우리 생활 – 3. 변화무쌍한 탄소의 모습

(1) 탄소는 자연 속에 고르게 분포하고 있다 .

(2) 탄소는 지구계 각 권에 다양한 형태로 존재한다 .

2. 탄소의 역할(1) 생물체의 약 15~20% 를 차지하는 구성

원소이다 .

(2) 석유 , 석탄 , 천연가스와 같은 화석 연료의 주성분이다 .

탄소의 순환3. 탄소의 순환 과정


(1) 탄소는 생물권에서는 유기 양분의 형태 , 기권에서는 이상화 탄소 형태 , 수권에서는 탄산 이온 형태 , 지권에서는 석회암이나 석탄 , 석유 등의 형태로 존재한다 .

(2) 탄소는 한 곳에 고정되어 존재하지 않고 고체 , 액체 , 기체 등 여러 가지 형태로 지구계를 구성하고 있는 각 권으로 이동한다 .

☞ 탄소가 여러 가지 형태로 각 권 사이를 이동하는 현상을 탄소의 순환이라고 한다 .

탄소의 순환4. 탄소의 순환 과정 모식도


지권의 탄소 ⇒ 화산 활동 , 화석 연료의 연소 등 ⇒ 기권으로 이동 ⇒ 기권의 탄소 ⇒ 물에 녹아 수권으로 이동 , 식물의 광합성에 의해 생물권으로 이동 ⇒ 유기물로 침전 ⇒ 지권으로 이동

지구 온난화와 이산화 탄소

1. 이산화 탄소 증가 원인(1) 삼림 벌채 , 도시 개발 , 차량 증가 , 농경지 확장

☞ 대기 중 이산화 탄소량 급증 ⇒ 대기 균형 파괴

(2) 최근 대기 중 온실 기체량 증가

☞ 지구의 연평균 기온 증가 ⇒ 지구 온난화 발생


지구 온난화와 이산화 탄소2. 지구 온난화와 이산화 탄소의 관계


산업 혁명 이후 인간의 화석 연료 사용이 증가했기 때문에 이산화 탄소의 농도가 증가했다 .

☞ 이산화 탄소의 농도가 증가하면서 평균 기온이 상승하고 , 해수의 열팽창과 빙하의 융해로 해수면이 상승하였다 .

지구 온난화의 영향과 방지1. 지구 온난화


온실 기체의 증가로 지구의 평균 기온이 상승하는 현상

영향 원인과 과정

해수면 상승 해수의 열팽창과 빙하의 융해 ⇒ 해수면 상승

저지대 침수 해수면 상승 ⇒ 저지대 침수 ⇒ 육지 감소

식생의 변화 아열대 식물의 분포 북상 , 어종 변화 등

기상 이변 증발량과 강수량 변화 ⇒ 가뭄 , 홍수 증가 등

2. 지구 온난화의 영향

지구 온난화의 영향과 방지


에너지와 물자의 소비를 억제하고 , 청정 에너지의 개발 및 사용 , 산림 보호 , 이산화 탄소 저감 제도 및 저장 기술 개발 등

3. 지구 온난화 방지 대책

대기가 품고 있는 물

1. 포화 수증기량

Ⅲ. 기권과 우리 생활 – 4. 대기 중의 수증기

(1) 포화 상태 : 어떤 온도에서 공기가 최대한의

수증기를 포함하고 있는 상태이다 .

(2) 포화 수증기량 : 포화 상태의 공기 1kg 속에 포함되어 있는 수증기의 질량 (g)

▲ 불포화 상태 ▲ 포화 상태 ▲ 과포화 상태


2. 기온과 포화 수증기량


그림 특징• 포화 상태 : 곡선상의 공기 (A) ☞ 포화 수증기량 = 현재 수증기량

• 불포화 상태 : 곡선 아래쪽 공기 (B) ☞ 포화 수증기량 > 현재 수증기량

• 불포화 상태의 공기를 포화 상태로 만드는 방법 ⇒ 수증기 공급 또는 온도를 낮춘다 .기온이 높을수록 공기 중에 더 많은 양의 수증기가

포함될 수 있기 때문에 포화 수증기량은 증가한다 .


3. 응결과 이슬점


(1) 응결 : 공기 중에 포함된 수증기가 냉각되어 물방울로 변하는 현상

(2) 이슬점 : 공기가 냉각되어 응결이 일어나기 시작하는 온도

① 현재 수증기량이 같으면 이슬점이 같다 .

② 공기 중에 포함된 수증기량이 많을수록 높다 .

③ 이슬점에서 포화 수증기량 = 공기 중에 포함된 현재 수증기량

상대 습도

1. 상대 습도


공기의 습한 정도를 백분율 (%) 로 나타낸 것

상대 습도 (%) =

현재 공기 중의 수증기량 (g/kg)현재 기온에서의 포화 수증기량 (g/kg)

X 100

(1) 이슬점에서 상대 습도는 100% 이다 .

(2) 기온이 일정할 때 현재 수증기량이 많을수록 상대 습도는 높다 .

(3) 현재 수증기량이 일정할 때 기온이 높을수록 상대 습도는 낮다 .

상대 습도

2. 건습구 습도계


물이 증발할 때 기화열을 흡수하는 원리를 이용하여 측정하며 , 건구 온도계와 습구 온도계로 구성되어 있다 .

측정 방법 습구 온도를 읽고 , 건구 온도와의 온도 차이에 해당하는 값을 읽는다 .

특징

∙ 습구 온도는 건구 온도보다 항상 낮다 .

∙ 습도가 낮을수록 건구와 습구의 온도차가 크다 .

∙ 상대 습도가 100 % 일 때는 건구와 습구의 온도는 같다 .

상대 습도


3. 기온 , 습도 , 이슬점의 변화맑은 날에는 기온과 습도의 일변화가 반대로 나타나며 , 이슬점이 거의 일정하다 . 한편 , 흐린 날에는 기온과 습도의 일변화가 작게 나타난다 .

구름의 생성1. 구름

Ⅲ. 기권과 우리 생활 – 5. 구름과 비를 만드는 하늘

수증기가 응결하여 생긴 작은 물방울이나 얼음 알갱이가 하늘 높이 떠 있는 것

2. 구름의 생성 과정

공기 상승

단열 팽창

기온 하강

이슬점 도달

수증기 응결

구름 생성

지표면이 불균등하게 가열될 때 따뜻한 공기가 찬 공기를 만날 때

이동하는 공기가 장애물을 만날 때 저기압 중심으로 공기가 모여들 때

구름의 생성3. 구름이 생성되는 경우 = 공기가 상승하는

경우


비나 눈이 생기는 원리4. 비와 눈의 생성 과정


구분 열대 지방 ( 병합설 ) 온대나 한대 지방 ( 빙정설 )

입자 물방울 물방울 , 얼음 알갱이

강수과정

크고 작은 물방울들이 충돌 ⇒ 물방울들 서로 합쳐짐 ⇒ 무거워져 떨어짐 ⇒ 비( 따뜻한 비 )

얼음 알갱이에 수증기 달라붙음 ( 승화 ) ⇒ 얼음 알갱이 커짐 ⇒ 무거워져 떨어짐 ⇒ 녹으면 비 ⇒ 찬 비강수

조건구름 속에 다양한 크기의 물방울 존재

구름 속에 빙정과 물방울이 공존하는 구간이 존재

찬비물 방 울 에 서 증 발 한 수증기가 얼음 알갱이에 달 라붙어 눈이 된 다 . ☞그대로 내리면 눈 , 녹으면 비가 된다 .

따뜻한 비와 찬비가 내리는 과정 모식도


따뜻한 비크고 작 은 물 방 울들이 합쳐져서 비가 된다 . ☞ 물 방 울 의 크기 차 이 가 클수록 충돌하기 쉽다 .


비나 눈이 생기는 원리5. 강수와 강수량(1) 강수 : 구름에서 비 , 눈 , 우박 등이 지표로 내리는

현상(2) 강수의 양

구분 정의

강우량 지표에 내린 비의 양을 mm 로 나타낸 것

적설량 지표에 쌓인 눈의 두께를 cm 로 나타낸 것

강수량지표에 내린 비의 양과 눈 , 우박 등을 녹여 합한 양을 mm 로 나타낸 것

기압의 크기1. 기압

Ⅲ. 기권과 우리 생활 – 6. 기압과 바람

단위 면적에 작용하는 공기의 무게에 의한 압력

(1) 작용 방향 : 위 , 아래 , 옆 등 모든 방향에서 같은

크기로 작용한다 .

(2) 기압이 작용하는 증거① 타이어에 공기를 넣으면 팽팽해진다 .② 빈 우유팩을 빨대로 빨면 찌그러진다 .③ 높은 곳에 오르면 풍선의 부피가 팽창한다 .

(3) 기압의 활용 예 : 흡착판 , 빨대 , 진공 청소기 등

기압의 크기2. 기압의 측정

길이 1m 유리관에 수은을 가득 채우고 , 수은이 담긴 수조에 거꾸로 세운다 . ☞ 수은 기둥이 높이 76cm 에서 멈추었다 .

• 기 압 이 일 정 할 때 유 리관의 굵기 에 관계없이 수은 기둥의 높이는 일정하다 .

• 기압이 높아지면 수은 기둥의 높이는 높아짐 , 기압이 낮아지면 수은 기둥의 높이는 낮아짐

수은 기둥이 멈춘 이유수은 기둥의 압력 = 수은면에 작용하는 대기압 = 수은 기둥을 떠받치는 압력



기압의 크기3. 기압의 크기와 변화(1) 기 압 의 단 위 : hPa( 헥토파 스칼 ), cmHg, mmHg 등(2) 기압의 크기 : 수은 기둥 약 76cm 가 누르는 압력1 기압 = 1013 hPa = 76 cmHg = 760 mmHg = 물기둥 약

10m 의 압력

(3) 기압의 변화① 높이 올라갈수록 공기가 희박해지고 , 공기가 끊임 없이 움직이기 때문에 기압은 높이 , 시간 , 장소에 따라 달라진다 .② 맑은 날은 기압이 높고 , 흐린 날은 기압이 낮다 .

지표면 위에 쌓인 공기가 산 위에 쌓인 공기보다 많기 때문에 산 정상에 오르면 높이 차이에 해당하는 공기 기둥의 무게만큼 기압이 낮아진다 .


기압의 크기4. 높이에 따른 기압의 변화


기압의 크기5. 기압계 = 기압을 측정하는 기구

기압계 종류 특징

수은 기압계

토리첼리의 실험 원리를 이용한 수은 기둥의 높이 변화로 기압을 측정 ☞ 정확한 측정이 가능하지만 , 사용 방법이 복잡하고 휴대하기 불편하다 .

아네로이드 기압계

진공 상태의 금속 상자가 기압에 따라 수축하고 팽창하는 원리를 이용해 측정 ☞ 휴대가 쉽고 , 사용 방법이 간편해 가장 많이 이용한다 .

자기 기압계 기압의 연속적인 변화를 측정


바람1. 바람두 지역 기압 차이에 의한 수평 방향의 공기의 흐름

2. 해륙풍해안 지방에서 하루를 주기로 풍향이 바뀌는 바람

• 기온 : 육지 > 바다 • 기압 : 육지 < 바다

• 기온 : 육지 < 바다 • 기압 : 육지 > 바다

3. 계절풍 : 대륙이 해양보다 빨리 가열되고 , 빨리 냉각되기

때문에 대륙과 해양 사이에서 일 년을 주기로 풍향이 바

뀌는 바람

• 기온 : 대륙 > 해양 • 기압 : 대륙 < 해양

• 기온 : 대륙 < 해양 • 기압 : 대륙 > 해양


바람3. 계절풍대륙과 해양 사이에서 1년을 주기로 풍향이 바뀌는 바람

대기 대순환1. 대기의 대류

Ⅲ. 기권과 우리 생활 – 7. 대기 대순환과 해류

적도의 따뜻한 공기는 상승하고 , 극 지역의 찬 공기는 하강한다 .

2. 대기 대순환(1) 발생 원인 : 위도에 따른 태양 복사 에너지 양의 차이 때문이다 .(2) 대기 대순환 모습

지 구 가 자 전 하 기 때 문 에 세 개 의 순환으로 나뉘어 복잡하게 나타나며 , 위 도 별 로 지 표 부 근 에 서 무 역풍 , 편서풍 , 극동풍이 분다 .

대기 대순환2. 대기 대순환 모형


대기 대순환3. 저압대와 고압대하강 기류가 발달하는 곳이 고압대 ( 위도 30◦, 극 ), 상승 기류가 발달하는 곳이 저압대 ( 적도 , 위도 60◦ ) 이다 .

4. 지구가 자전하지 않을 때 대기 대순환지구가 자전하지 않는다고 가정하면 적도 지방에서 상승한 공기는 극으로 , 극에서 하강한 공기는 적도로 이 동 하 면 서 북반 구 지 상 에 서 는 북풍이 , 남반구 지상에서는 남풍만 불게 된다 .


대기 대순환과 해류

1. 바닷물을 움직이게 하는 바람대기 대순환에 의해 지속적으로 부는 바람과 해수면의 마찰에 의해 해류가 발생한다 .

2. 표층 해류의 분포대기 대순환에 따른 바람의 영향으로 해류가 동서 방향으로 흐른다 .

• 편서풍 ( 서⇒동 ) : 북태평양 해류 , 북대서양 해류 등

• 무역풍 ( 동⇒서 ) : 북적도 해류 , 남적도 해류


[ 표층 해류의 특징 ] • 적도를 경계로 북반구와 남반구가 대칭적이다 . • 아열대 순환의 방향은 북반구에서는 시계 방향 ,

남반구에서는 시계 반대 방향이다 .

대기 대순환과 해류3. 대기 대순환과 해류의 관계


기단1. 기단

Ⅲ. 기권과 우리 생활 – 8. 기단과 전선

한 장소에서 오랫동안 머물러 기온과 습도 등의 성질이 비슷해진 공기 덩어리이다 .

기단2. 발생 장소에 따른 기단의 성질


발생 장소 대륙 해양 고위도 저위도

성질 건조 다습 저온 ( 한랭 )

고온 ( 온난 )

기단이 발생한 곳에서 다른 곳으로 이동하면서 성질이 변한다 . 예를 들어 차고 건조한 기단이 따뜻한 바다 위를 지나면 따뜻하고 다습한 기단으로 변한다 .

3. 기단의 변질

기단

구분 고기압 저기압

정의 주위보다 기압이 높은 곳 주위보다 기압이 낮은 곳

바람(북반구 )

고기압 중심에서 시계 방향으로 불어 나감

저기압 중심에서 시계 반대 방향으로 불어

들어옴

기류 하강 기류 상승 기류

날씨구름이 소멸 , 날씨가

맑음구름이 생성 , 날씨가

흐림

4. 고기압과 저기압에서의 날씨


구분 한랭 전선 온난 전선 정체 전선 폐색 전선

기호

정의

찬 공 기 가 따뜻한 공기의 아 래 쪽 을 파 고 들 때 생기는 전선

따뜻한 공기가 찬 공 기 를 타고 오를 때 생기는 전선

비슷한 세력의 두 기 단 이 만 나 오 래 머물 러 있 는 전선

한랭 전 선 과 온 난 전 선 이 겹 쳐 질 때 생기는 전선

전선1. 전선


성 질 이 다 른 두 기 단 이 만 나 생 긴 경 계 면 을 전선면이라 하고 , 전선면이 지표면과 만나 생긴 경계선을 전선이라고 한다 .

2. 전선의 종류

한랭 전선 구분 온난 전선

급함 전선면의 기울기 완만함

빠름 전선의 이동 속도 느림

적운형 구름의 모양 층운형

좁은 지역에 소나기 비의 형태 넓은 지역에 이슬비

기온 하강 , 기압 상승

통과 후 변화 기온 상승 , 기압 하강

< 한랭 전선 >

< 온난 전선 >

전선3. 한랭 전선과 온난 전선의 비교


< 온대 저기압 모식도 >

[ 온대 저기압의 구조 ]저기압 중심의 남서쪽에 한랭 전선이 분포하고 , 남동쪽에 온난 전선이 분포한다 .

[ 온대 저기압의 이동 ]중위도 지방에서 편서풍에 의해 서에서 동으로 이동한다 .

[ 온대 저기압의 날씨 ]전선이 통과함에 따라 기압은 점점 높아진다 .

풍향은 남동풍 ⇒ 남서풍 ⇒ 북서풍으로 바뀐다 .

강수 형태는 이슬비가 내린 후 날씨가 맑았다 가 잠깐 동안 소나기성 강수가 내린다 .

전선4. 온대 저기압과 날씨


다양한 기상 정보1. 일기도

Ⅲ. 기권과 우리 생활 – 9. 날씨와 우리 생활

기상 요소들을 일기 기호를 사용하여 나타낸 것

① 기상 요소 : 기온 , 기압 , 풍향 , 풍속 , 습도 , 강수 등

② 일기 기호 : 일기도를 작성할 때 사용하는 기호

다양한 기상 정보2. 일기 예보 과정


기상 요소 관측 ⇒ 자료 수집 및 분석 ⇒ 일기도 작성 ⇒ 일기도 분석 및 검토 ⇒ 일기 예보

3. 일기 예보의 종류동네 예보 , 단기 예보 , 주간 예보 , 장기 예보 , 기상 특보 등이 있다 .

4. 일기 예보의 이용물품 제조 및 유통 , 배나 항공기의 운항 , 스포츠 일정 , 행사 계획 등에 이용된다 .

봄 가을• 장마철 여름 겨울

이 동 성 고 기 압 과 저 기 압 의 영 향 을 날 씨 변화가 심함

두 기단이 만나 장 마 전 선 형 성 하 여 흐리고 비 오는 날이 많음

남 고 북저 형 의 기 압 배 치 로 인 해 남 동 계절풍 이 분다 .

서 고 동 저 형 의 기 압 배 치 로 인 해 북 서 계절풍이 분다 .

날씨와 우리 생활1. 우리나라 날씨의 특징


(1) 중위도 온대 지방으로 , 대륙과 해양의 경계에 위치하여 계절의 변화가 비교적 뚜렷하다 .

(2) 편서풍의 영향으로 일기 변화가 서에서 동으로 이동한다 .

2. 우리나라 계절별 날씨

3. 계절별 대표 일기도


겨울 봄 • 가을

장마철 여름

날씨와 우리 생활

안개는 가시거리를 단축시켜 항공기의 착륙에 필요한 시야 확보를 어렵게 한다 .

태풍에 수반되는 강한 바람에 의한 풍랑은 조업을 불가능케 하고 , 어선의 파손이나 침몰을 유발한다 .

장기간 장마는 의류 산업에 긍정적 부정적 영향을 모두 미친다 . 예를 들어 비옷과 장화 등 산업에는 긍정적이다 .

황사로 인한 미세 먼지는 정밀 산업에 큰 영향을 미친다 . 반도체 , 전자제품 등의 불량률을 증가시킨다 .

4. 날씨가 산업에 미치는 영향



재해의 종류 기상 특보

태풍여름과 초가을에 영향을 미치며 , 강풍과 집중 호우를 동반한다 .

주의보

재 해 가 일 어 날 우려가 있 을 때 발령호우

홍수 나 산 사 태 등 과 같 은 2 차 피해를 유발한다 .

대설도로가 막히고 교통 사고의 위험이 커진다 .

경보

중 대 한 재 해 가 예 상 될 때 발령한파

겨울철 매서 운 추위 로 농 작 물 의 피해가 발생한다 .

5. 기상 재해



대기권의 구조

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