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[지구과학 1] 역전층의 원인과 특징에 대해 알아보자.


고도에 따른 기온 분포에 따른 오염의 발생

고도에 따른 기온의 분포는 오염 물질의 농도에 큰 영향을 끼친다. 역전층이란 말 그대로 고도에 따른 기온 분포가 정상적이지 않도록 역전된 층을 뜻한다. 일반적으로 고도가 높아질 수록 온도는 하강한다. 이는 히말라야에 등반하는 모습을 떠올리면 이해하기 쉽다. 히말라야 산맥의 정상 부근은 고도가 높기 때문에 온도가 낮아 눈으로 뒤덮힌 모습으로 존재하기 때문이다. 하지만 고도가 높아지는데 오히려 온도가 하강하는 현상이 발생할 때가 있다. 이러한 구간을 역전층이라고 하며, 역전층은 대기 오염의 피해를 증가시키는 역할을 한다. 오늘의 포스팅에서는 역전층이 발생하는 이유와 역전층이 대기 오염에 미치는 영향, 그리고 시간대에 따른 역전층 양상에 대해 살펴보겠다.


역전층의 원인과 피해, 그리고 시간대에 따른 고도별 온도 분포

(1) 역전층의 특징과 원인

  • 역전층은 고도가 높아짐에 따라 기온이 상승하는 구간을 뜻한다. 본래 대류권은 뜨거운 공기가 하부에서 상승하기 때문에 공기의 순환히 활발하게 일어나는 데, 역전층에서는 차가운 공기가 하부에 있어 공기가 순환되지 않아 매우 안정한 기층 상태를 유지한다.
  • 역전층은 해가 진 직후 지표면이 냉각되기 시작하면서 생성되기 시작한다 (복사 냉각). 지표면의 냉각에 의해 지표면에 가까운 공기들이 지표에 의해 차가워 지면서하부가 차가운 안정한 상태가 되는 것이다.
  • 해가 진 후 부터 다음 날 해가 뜨기 전인 새벽까지 냉각이 지속되므로, 해가 뜨기 전 새벽에 역전층이 제일 잘 발달한다. 계절별로는 가을철~겨울철 새벽에 자주 형성된다.
  • 역전층은 날씨가 맑고 구름이 없는날 더욱 잘 발달한다. 비열이 큰 공기는 천천히 식고 비열이 작은 지표면은 빠르게 식는다. 따라서 날씨가 맑은 날일 수록 태양에 의해 공기와 지표가 더욱 뜨겁게 가열되고, 저녁부터 식기 시작할때 비열에 의한 냉각 속도 차이가 극대화된다.
  • 해가 뜨기 시작하면 역전층은 소멸된다. 비열이 작은 지표면이 태양에 의해 빠르게 가열되면서 낮은 고도의 공기가 차가운 역전 현상이 완화되기 때문이다.

(2) 역전층에 의한 대기 오염

  • 앞서 말한 대로, 역전층은 매우 안정한 기층 상태를 갖는다.  그래서 오염 물질이 확산되지 않고 한 곳에 집중되어 대기 오염의 피해를 심화시킨다.

(3) 시간대별 고도에 따른 온도 분포

  • 시간대별 높이에 따른 기온 분포는 다음과 같은 양상을 띈다.

  • 위의 그래프에서 그래프의 기울기가 양수인 구간이 바로 역전층이다. 해뜨기전에 해당되는 새벽에 역전층이 가장 높이까지 형성되어 잘 발달해 있다.

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