안녕하세요.
지구과학·천문우주
Q. 편서풍이 일어나는 원리는 무엇인지?
안녕하세요. 이용준 과학전문가입니다. 우리나라가 편서풍대에 위치한다고 하는데 편서풍에는 2가지 의미가 있습니다. 하나는 지상풍에 대한 것이고, 다른 하나는 상공풍에 대한 것입니다.1. 편서풍은 대기대순환에 의한 바람입니다. 기본적으로 공기는 가열되면 부피증가로 밀도가 감소해서 상승하고 반대로 냉각되면 하강합니다.지구가 자전하지 않는다면 적도에서 상승하고 극에서 하강하며 북반구와 남반구에서 각각 하나의 순환을 이루게 됩니다. 이와 같이 저위도에서 상승하고 고위도에서 하강하며 이루어지는 순환은 열적 순환 또는 직접 순환이라고 합니다.지구가 자전함에 따라 전향력이 생기고 적도에서 상승해서 고위도로 향하는 공기가 극에서 하강하여 지표를 따랄 저위도로 이동하는 공기는 점향력의 영향을 받아 각각 30° 장도 까지만 이동할 수 있게 됩니다. 따라서 '적도~30°'와 '60°~극'에서는 직접순환이 일어납니다. '30°~60°'에서는 고위도인 60°에서 상승하고 저위도인 30°에서 하강하는 순환이 일어나는 데 이를 간접 순환이라고 합니다. 간접 순환이 일어나는 위도대의 지표에서는 저위도에서 고위도로 바람이 불게 되는 데 북반구에서 전향력의 영향으로 이동 방향의 오른쪽으로 휘게되므로 남서쪽에서 북동쪽으로 불게 됩니다. 이것을 편서풍이라고 합니다.2. 직접 순환이 일어나는 영역의 상층에서는 저위도에서 고위도로 공기가 이동합니다. 이 공기가 이동하는 동안 전향력의 영향으로 오른쪽으로 휘어집니다. 11m 이상의 상공에서는 공기에 작용하는 마찰력이 거의 없기 때문에 공기의 이동방향이 휘어지는 정도는 더 커져 위도와 나란한 방향으로 서에서 동으로 이동하게 됩니다. 간접 순환이 일어나는 영역에서도 상공에서는 서풍이 부는데 이를 편서풍이라고 합니다.우리나라가 편서풍대의 영향을 받는다고 하는 것은 지상풍이 아니라 상공풍의 영향을 받는다는 것을 말합니다. 우리나라의 서쪽에는 대륙이 있어서 지상풍은 영향을 주지 못합니다. 저기압이나 고기압 등은 상공과 연결되어 있으므로 이동성 저기압이나 이동성 고기압의 경우는 편서풍의 영향으로 서에서 동으로 이동합니다. 일기예보에서 항상 서쪽을 이야기하는 이유가 이것 때문입니다.자세한 내용은 고등학교 지구과학 교과서를 참고하시면 좋습니다.도움이 되셨기를 바랍니다. 감사합니다.
화학
Q. 고도에 따른 산소농도의 변화가 궁금합니다.
안녕하세요. 이용준 과학전문가입니다.대기의 압력 변화를 알면 산소 양의 변화를 쉽게 알 수 있을 것 같네요.대기는 여러가지 기체가 섞여 있는 상태이며, 이중 질소가 약 78%, 산소가 약 21%를 차지합니다. 이런 대기 중 각 기체의 비율은 약 80km 까지 유지되며, 이 구간을 균질권이라고 합니다. 균질권 내에서는 대기 양의 차이는 있지만 구성 비율은 일정하게 유지됩니다.대기를 이루는 기체 입자들도 질량을 가지므로 중력의 영향을 받아 지표 부근에서 많고 올라갈수록 감고합니다. 이때 대기압이 감고하는 비율은 5.5km 올라갈 때마다 1/2의 비율로 감소합니다.예를 들어 여객기가 운항하는 약 11km에서는 산소의 양이 지상의 약 1/4 정도가 되는 것입니다.에베레스트의 높이가 약 9km이니 그곳에서는 지상의 약 30% 밖에 없다는 말이 됩니다.도움이 되셨기를 바랍니다. 감사합니다.
지구과학·천문우주
Q. 높은 산으로 올라갈수록 더 추워지거나 시원해지는 이유가 무엇인가요?
안녕하세요. 이용준 과학전문가입니다.지표 부근의 기온은 태양 복사 에너지가 아니라 지표에서 복사되는 열에 의해 가열됩니다. 따라서 지표에서 멀어질수록 기온은 내려갑니다. 일반적으로 100m 올라갈 때마다 기온은 0.65°C씩 내려갑니다. 지표에 의해 가열되는 구간은 약 80km까지입니다. 이 보다 높은 고도에서는 태양복사에너지의 영향이 더 큽니다. 도움이 되셨기를 바랍니다. 감사합니다.
물리
Q. 고등 물리학 단위 질문입니다.아아아
안녕하세요. 이용준 과학전문가입니다.1. 일반적으로 이탤릭체로 쓰면 물리량을 말합니다. 따라서 이탤릭체로 쓴 g는 중력가속도, m은 질량을 말합니다. 명조체는 단위를 나타내므로 g는 그램, m은 미터입니다.2. 질량은 물체가 가진 고유한 물리량이고 무게는 질량으루가진 물체에 작용하는 중력가속도를 곱한 값입니다. 질량에 가속도를 곱하면 힘이 되므로 무게는 질량을 가진 물체가 중력에 의해 받는 힘이 됩니다. 정확하게 말하려면 질량이 60kg인 사람의 체중(무게)는 지구에서는 '60kg중'이라고 해야 합니다. 달의 중력은 지구의 1/6이므로 달에서의 질량은 60kg 그대로이지만 체중은 지구의 1/6인 '10kg중'이 됩니다. 우리는 일반적으로 질량과 무게를 혼동해서 사용하는 경우가 많습니다. 도움이 되셨기를 바랍니다. 감사합니다.
화학
Q. 미세먼지와 황사의 차이점은 뭔가요?
안녕하세요. 이용준 과학전문가입니다.미세먼지는 먼지 입자의 크기에 따른 분류입니다. 먼지의 근원이 어디든 상관 없이 지름이 10μm 이하(PM 10)이면 미세먼지, 2.5μm 이하(PM 2.5)이면 초미세먼지로 구분합니다.황사는 주로 중국 내몽골 고원과 고비 사막 등지에서 발생하는 모래 폭풍과 흙먼지를 말합니다. 대부분의 황사는 봄철인 4월에 발생하며, 이 때 떠오른 먼지구름은 편서풍을 타고 황해를 거쳐 한반도에까지 도달하여 서서히 가라앉으며 산업, 건강 등 여러 방면에 영향을 줍니다. 황사 중에도 크기가 작은 것들이 많으므로 황사가 발생한 날은 미세먼지 농도가 높아지기도 합니다.도움이 되셨기를 바랍니다. 감사합니다.