홈 · 지구과학 · 대기와 기상
대기와 기상
높이 올라갈수록 태양에 가까워지는데 왜 더 추울까요? 산 위가 추운 이유는 거리가 아니라 공기가 부풀면서 스스로 식기 때문입니다. 공기를 산 너머로 넘겨 보면, 같은 공기가 더 덥고 건조해져서 내려오는 것도 확인할 수 있습니다.
실시간 측정값
- 지금 높이
- —
- 공기덩어리 온도
- —
- 구름 생기는 높이
- —
- 산 정상 온도
- —
- 구름 두께
- —
넘기 전 vs 넘은 후
- 기온 변화
- —
- 이슬점 변화
- —
높이에 따른 기온과 이슬점
두 선이 만나는 곳에서 구름이 생깁니다. 만나기 전까지는 기온이 1km에 9.8°C씩 빠르게 떨어지고, 만난 뒤(구름 속)에는 약 5°C씩 천천히 떨어집니다.
산 위가 추운 건 태양과 멀어서가 아니다
공기가 스스로 식는 이유를 식으로 확인할 수 있습니다.
구름 높이 = (기온 − 이슬점) ÷ 7.8 km | 건조 9.8°C/km 습윤 약 5°C/km
산꼭대기는 지상보다 태양에 겨우 몇 km 가까울 뿐입니다. 태양까지 거리 1억 5천만 km에 비하면 무시할 수준이라, 가까워져서 따뜻해지는 효과는 사실상 없습니다. 그런데도 높이 올라가면 100m마다 약 1°C씩 떨어집니다.
더 알아보기
공기는 위로 올라갈수록 주변 기압이 낮아져 부풉니다. 부풀려면 주변을 밀어내야 하고, 그 일에 쓰는 에너지를 자기 안에서 꺼내 씁니다. 그래서 열을 주고받지 않아도 스스로 식습니다. 이것을 단열 팽창이라고 합니다.
수증기가 섞이지 않은 상태에서는 1km 오를 때마다 약 9.8°C 떨어집니다(건조단열감률). 그런데 계속 식다 보면 언젠가 이슬점에 닿습니다. 그 높이가 상승응결고도이고, 거기서부터 구름이 생깁니다.
이슬점도 높이 올라가면 조금씩 떨어집니다(약 2°C/km). 그래서 기온과 이슬점은 1km마다 9.8 − 2 = 7.8°C씩 가까워집니다. 지상에서 둘의 차이가 8°C였다면 8 ÷ 7.8 ≈ 1.03km에서 만납니다.
구름이 생기기 시작하면 수증기가 물로 바뀌면서 숨은열을 내놓습니다. 이 열이 식는 것을 방해해서, 구름 속에서는 1km에 약 5°C만 떨어집니다(습윤단열감률). 그래프에서 꺾이는 지점이 바로 여기입니다.
푄 현상(높새바람)은 이 차이 때문에 생깁니다. 올라갈 때는 구름 속에서 천천히 식었는데, 비를 뿌려 수증기를 잃고 내려올 때는 건조단열감률로 빠르게 데워집니다. 결과적으로 산을 넘은 공기는 넘기 전보다 더 덥고 더 건조합니다. 봄에 영동에서 영서로 부는 높새바람이 이렇게 만들어집니다.