성층권 극소용돌이는 어떤 현상이고 왜 일어나는 건가요?
북극이나 남극 지방에서 성층권에 극소용돌이 현상이 발생한다고 하던데
극소용돌이 현상이라는 것은 어떤 자연현상을 나타내고 왜 발생하는 건가요?
그리고 극소용돌이 현상은 북극과 남극 이외의 지역에서는 발생하지 않는 자연현상인가요?
안녕하세요. 김재훈 과학전문가입니다.
극소용돌이는 지구의 극지방에서 성층권 상층부에 형성되는 대규모 소용돌이입니다. 북극과 남극 모두에서 발생하며, 지구 전체 기후에 영향을 미치는 중요한 역할을 합니다.
극소용돌이는 지구의 자전과 태양 복사의 영향으로 발생합니다. 지구의 자전은 극지방에서 공기가 밀집하도록 합니다. 태양 복사는 극지방의 빙하와 눈을 녹여 공기를 더 가볍게 만듭니다. 이 두 가지 요인이 결합하여 극소용돌이를 형성합니다.
극소용돌이는 기후 시스템에 중요한 역할을 합니다. 극소용돌이가 강하면 북극과 남극의 기온이 낮아지고, 약하면 기온이 높아집니다. 또한, 극소용돌이는 중위도의 날씨에 영향을 미칠 수 있습니다.
극소용돌이는 북극과 남극 이외의 지역에서는 발생하지 않습니다. 이는 지구의 자전과 태양 복사의 영향으로 인해 극지방에서만 발생하는 현상입니다.
안녕하세요. 김동준 과학전문가입니다.
성층권의 온도구조가 크게 변화했을 때 , 어떤 현상이 일어나느냐에 관하여는 아직 충분히 해명되고 있지 않지만, 지구규모의 대기의 운동에 필연적으로 영향을 줄 것이고 마침내 기후의 변동을 초래할 것으로 우려되고 있다. 또 대류권 내의 이산화탄소의 증가에 의하여 지표로부터 방출되는 적외선이 흡수되어 지표의 온도가 상승하고 온실효과가 우려되고 있으나, 적외 영역에 강한 흡수력이 있는 하로카-본에 관해서도 마찬가지의 효과가 기대되어 각각 1,000PPTV의 증가에 의하여 CCL2F2 : 0.13℃, ccl2f : 0.15℃, ccl4: 0.14℃ 지표온도의 상승이 예상되고 있다. 이와같이 하로카-본의 방출에 의한 지구환경에 대한 영향은 심각하다. 지금 그 방출을 멈추어도 그 여향은 1세기 이상 남는다고 생각되므로 영향예지의 정도를 높이며 변동의 경향을 조기에 인지하여 대응하는 것이 중요하다. 성층권의 오존파괴에 따라서 지상의 자외선 증가에 의한 각종 생물학적 영향이 예상된다. 자외선의 생물에 대한 영향은 파장이 짧을수록 크다.
자외선는 파장영역이 가장 짧은 파장이므로 이 파장의 자외선이 증가되면 생물에 대하여 여러 가지 좋지 못한 영향을 미친다. 예를 들어 인체에 대하여는 피부암의 증가이다. 성층권의 오존이 1% 감소되면 자외선의 조사량은 2% 증가하며 이로 인하여 전세계에 걸쳐서 20만명의 피부암 환자가 증가할 것으로 예측되고 있다.
1987년에 발표된 미국 환경보호처의 보고서는 오존층의 소실로 인하여 향후 88년간 4,000만명의 피부암 환자가 증가할 것이라고 하였는데 그 외에도 다른 연구는 오존의 농도가 10∼15% 감소되면 전세계에서 매년 150만명의 피부암 환자가 발생할 것으로 추산하기도 하였다. 피부암이 외에도 자외선의 증가로 인하여 백내장, 망막의 장해와 같은 안질환의 증가, 면역기능의 저하 등을 유발하는 것으로 생각되고 있다. 미국에서는 오존층 1%의 감소에 대하여 기저세포암과 유격세포암등 메라노마 이외의 피부암이 4∼6% 증가한 다고 추정되고 있다. 한편 농작물을 포함한 육상식물에 대한 영향에 관해서는 각종 식물을 사용한 실험연구에 의하여 많은 식물에서 자외선의 증가는 생육의 저하를 초래한다는 것이 밝혀졌다.
지구상의 농산품목 중 150종이 자외선에 대하여 취약하기 때문에 오존의 소실에 따라 농산물 수확이 타격을 입을것으로 예상되는데, 실제의 실험을 통하여 1%의 오존의 감소로 인하여 1%의 농산물 수확의 감소가 이루어짐이 밝혀진바 있다. 또 수엽의 형태적 변화(수엽면적의 감소, 수엽의 두께의 증대 등)와 엽내의 물질의 변화 같은 것도 발견된다. 농작물의 수량 및 품질에 관한 실험적 연구는 많치는 않으나 모두가 수량 및 품질이 저하했다는 보고가 있다.
또 자외선의 증가는 새우와 게의 유충에 치명적이며 해중의 플랑크톤도 자외선 증가에 의해 감소되고 먹이사슬을 통하여 어류 등 수산물의 수량에도 영향을 미친다고 한다. 이와 같이 오존층의 파괴문제는 인체에 대한 직접적 영향, 기후변화에 대한 영향, 농림수산업에 대한 영향, 자연생태계의 개변의 문제 등 다양하여 사회경제적으로도 큰 영향을 미치고 있다.
안녕하세요. 이원영 과학전문가입니다.
극지방에서 즉 북극 남극의 성층권에서 매우 강한 저기압성 흐름 또는 편서풍을 말합니다.
이것이 제트 기류을 만들기도 합니다.
이것은 지구가 자전을 하기 때문에 생기는 것입니다.
안녕하세요. 이충흔 과학전문가입니다.
성층권 극소용돌이는 지속적인 대규모 폭풍(사이클론)으로 지구의 남북극 근처 대류권 중상부와 성층권에 위치하고, 북극의 고기압을 둘러싸며 극전방의 일부입니다. 소용돌이는 반구의 겨울에 가장 강력합니다. 겨울에는 온도 구배가 급격하며 여름에는 약화되거나 사라집니다. 남극의 극소용돌이는 더욱 현저하며 지속적입니다. 이것은 북반구의 고위도에 육지가 많이 분포하는 것이 소용돌이를 부시는 로스비 파동을 유발하기 때문입니다. 한편 남반구에서는 소용돌이는 방해가 적습니다. 북극 소용돌이는 길게 늘여진 형태이며 두개의 중심을 지니는데 캐나다의 배핀섬과 시베리아의 북부에 위치합니다.
다른 천체도 극소용돌이를 지니는데 금성은 한 극에 두개의 극소용돌이가있으며 화성, 목성, 토성 그리고 토성의 달 타이탄에도 극소용돌이가 있습니다.
