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氣象이란, 氣溫氣壓의 變化等의, 大氣狀態. 또, 그 結果 나타나는 等의 現象. 넓은 意味에 對하고는 大氣 속에서 생기는 여러가지 現象全般을 가리켜, 작은 旋風으로부터 偏西風과 같은 大氣의 大循環까지 幅넓은 스케일의 現象을 包含한다. 學術的으로 「氣象現象」은, 地球를 둘러싸는 諸現象(地球科學的現象) 가운데, 大氣中에 있어 空氣等의 흐름(循環)에 依해서 생기는 物理現象을 가리켜, 大氣圈外에서 일어나는 現象은 「天文現象」, 地面이나 地中에서 일어나는 現象은 「地質現象」으로서 區別된다. 다만, 같은 大氣中의 物理現象이어도, 地理的인 觀點으로부터 「어느 土地固有의 氣象現象」으로서 把握했을 境遇는 「氣候」라고 불러, 다른 意味를 가진다. 자주 「날씨(weather)」라고 同義에 利用되지만, 嚴密한 意味는 若干 다르다. 「氣象(meteorological phenomena)」는 氣象學이 取扱하는 現象全般을 가리키지만, 「날씨」는 맑음이나 비等의 大氣狀態만을 形容하는 것이다. 이러한 氣象과 그 構造를 硏究하는 學問이 氣象學이다. 또, 只今부터 일어날 氣象의 豫測을 實施하는 것을 氣象豫報나 氣象豫測이라고 말하지만, 一般的으로는 日氣豫報의 말이 使用된다.

氣象의 構造편집

地球의 大氣는 地表로부터 高度 約 100 km程度까지로, 이 層內에는 地球의 重力에 把握할 수 있었던 氣體가 存在하고 있다. 가장 外側의 熱圈(高度 80 - 800 km)에서는 大氣分子가 低壓・低密度의 環境下에서 電離하고 있어 氣象現象이라고 부를 수 있는 物件은 거의 생기지 않았다(이러한 기껏해야 高度의 氣象은 높은 觀測技術을 必要로 하기 爲해, 아직 解明되어 있지 않은 部分도 있다). 地表에 가까워지는 만큼 大氣의 分子密度(氣壓)가 높아져, 氣象現象인것 같은 것이 나타나 온다. 大部分의 氣象現象은, 極히 附近에서는 約 6 km以下, 赤道附近에서는 約 11 km以下의 對流圈內에서 일어난다. 眞한 大氣가 덮는 對流圈內에서는, 地表나 海面이 太陽의 빛(太陽放射)을 받아서 加熱되거나 의 運搬을 隨伴해 狀態變化를 일으키거나 하고, 熱의 移動을 軸으로 해 氣象現象이 發生한다. 또 氣壓은 낮지만 成層圈下層에서도 매우 빠른 西風의 循環이 있는 것 外에 그 다른 大氣圈內에서도 氣象現象이 얼마든지 있다. 地球上에 일어나는 거의 모든 氣象現象은, 太陽의 活動에 依해 地球에 供給되는 熱에너지에 由來하고 있다. 萬若 太陽의 活動이 없으면 供給이 끊어져 反對로 宇宙 空間에 放出繼續 되어 漸次 寒冷化해 가는 일이 된다. 常時 太陽으로부터 받는 에너지와 그것을 適當히 保管 維持하는 溫室效果에 依해서, 地球表面溫度는 全平均 15℃로 平衡하고 있다(仔細한 것은 地球의 에너지 收支를 參照). 太陽 活動에 依해서 供給되는 熱은, 緯度, 地形, 季節, 時間等에 따라서 다르기 爲해, 溫度差・密度差이가 생기고, 이것을 解消하려고 하는 機能에 依해서 混亂이 發生한다. 비나 바람等의 氣象의 根本的인 原因은 이 混亂이며, 氣象學에 있고는 이것을 搖亂(氣象搖亂)이라고 불러, 「大氣의 定常狀態로부터의 混亂」이라고 定義하고 있다. 例를 들면, 여름이 더운 날에 傾斜面을 따뜻하게 할 수 있었다고 한다(山의 傾斜面은 平野보다 日射에 對해서 直角에 가깝기 때문에, 따뜻해지기 쉽다). 그러자(面) 그곳의 地面이나 地面에 가까운 大氣를 따뜻하게 할 수 있고 體積이 增加해 上昇해, 따뜻하게 할 수 있었던 大氣가 있던 場所는 氣壓이 내린다. 이것이 典型的인 搖亂이다. 氣壓이 내리면 壓力勾配가 생겨 周圍로부터 大氣가 모여, 그 空氣와 같이 따뜻하게 할 수 있어 空氣를 자꾸자꾸 밀어 올려서 가고 上昇氣流를 만든다. 濕度의 높은 空氣이면, 上昇에 依해서 膨脹하면서 溫度가 내려, 이윽고 이슬點溫度를 넘고 구름을 일으킨다. 水蒸氣凝結할 때에 潛熱이 放出되므로, 그 空氣는 한 層 더 따뜻해지고 上昇을 繼續한다. 搖亂을 일으키는 要因은 無數히 있기 爲해, 카오스理論으로 定義되듯이 科學的으로 豫測할 수 없는 듯한 效果(이 極端的인 例가 버터플라이效果) 를 가져와, 連鎖를 일으키거나 周圍에 影響을 주거나 한다. 搖亂은 自身 힘으로 成長해 가는 機能이 있는 한편으로, 치우친 狀態로부터 定常狀態로 돌아오려고 하는 機能도 있기 爲해, 最終的으로는 混亂이 元來대로 돌아가게 되지만, 平衡은 길게 繼續되지 않고 다음의 搖亂의 發生으로 移行해 나간다. 이것들 一聯의 過程에서 일으켜지는 現象이 氣象이다. 以上과 같이 複雜한 構造에 依해서 氣象現象은 發生하지만, 各各의 現象의 發生・經過・消滅은 大槪 物理學에 있어서의 原則(例: 氣壓傾度力, 熱力學第2 法則等)에 따라서 있다. 이 原則을 基本으로 氣象現象의 構造를 解明하는 學問이 氣象學이다.

氣象에 影響을 주는 것편집

地球의 大氣 안의 여러가지 物理現象이 서로 作用해 氣象現象이 發生한다. 여기에서는 主要한 것을 든다. 以下는 大氣에 對해서 作用하는 外的要因이다.

天體・天文學的要因편집

地球가 球體인 것. 地球는 거의 球體를 하고 있기 때문에, 緯度에 依해서 太陽高度가 다르다. 北極이나 南極으로 가까울 程度 太陽高度는 낮기 때문에 氣溫도 낮고, 赤道에 가까울 程度 太陽高度는 높기 때문에 氣溫은 높다. 軌道要素. 地球의 自轉軸이 기울고 있는( 約 23.4о의 赤道傾斜角이 있다) 모아 두어 太陽高度가 變化하고 季節이 태어난다. 또, 自轉軸의 기울기나 歲差運動, 地球의 公轉軌度離心率은 數萬年以上의 單位로 變化하고 있어(미란코빗치・사이클), 氣候의 變化가 생긴다. 太陽變動. 太陽活動의 變化에 依해서, 太陽光(太陽放射)의 量子體가 變化한다. 太陽定數로 불리는 太陽放射의 量은 現在 約 1366 W/m2이며, 過去 數十年間의 사이에 0.1%의 範圍內에서 周期的으로 變化하고 있다. 이 外 , 太陽黑點數의 變化에 隨伴하는 大幅的인 變化(마운다 極少期等)가 氣候의 影響을 가져온 것이, 放射性同位體生成量의 變化의 觀測結果로부터 間接的으로 推定되고 있다.

地表狀態편집

빛의 反射率(알베도)이나 比熱(比熱容量). 地表狀態에 따라서 알베도가 다르기 爲해, 같은 量의 太陽에네르기를 받아도 熱에 變換되는 比率이 다르다. 알베도가 낮을 程度 溫度가 높아져, 그 地面에 接하는 大氣의 氣溫도 높아진다. 알베도가 낮은 順序에, 물(海面이나 湖面), 森林, 草原, 사바나, 乾燥흙, 沙漠, 얼음(氷床), 이 되어, 後者만큼 빛을 많이 反射한다. 같은 土壤이어도, 濕氣差 있는 것은 알베도가 낮다. 또, 物質에 따라서 比熱이 다르기 委해, 같은 熱量을 받아도 따뜻해지기 쉬운 것과 따뜻해지기 어려운 것(와 같이 차가워지기 쉬운 것과 차가워지기 어려운 것도)가 있다. 濕氣찬 地面이나 海洋은 比熱이 크고, 乾燥한 地面이나 콘크리트金屬構造物은 比熱이 작다. 地形. 起伏이 있는 地形은 바람의 흐름을 바꾸어 바람이 불어 오는 쪽측의 봉우리에서 구름을 일으키게 할 뿐으로 바람이 불어 가는 쪽측의 봉우리에서는 개인다(우음, 푄 現象). 또, 草原이나 沙漠等이 平坦한 地形과 鬱蒼하게 나무들이 茂盛한 森林이라고도 바람의 부는 方法이 다르다. 都市의 建物에 依한 바람에의 作用이나 背熱(히트 아일랜드現象)도 無視할 수 없다. 以下는 大氣가 自身에 對해서 作用하는 內的要因이다.

大氣狀態편집

溫室效果. 大氣의 成分에 依해서 溫室效果係數가 다르기 爲해, 大氣中에서 貯蓄할 수 있는 熱量이 다르다. 6 훅화 硫黃이나 亞酸化窒素는 溫室效果係數가 높은 것 外, 地球에 豊富하게 存在 할 수 있는 二酸化炭素메탄의 量도 溫室效果를 크게 左右한다. 溫室效果가 큰 만큼 氣溫은 높다. 陽傘效果. 火山災나 모래보 넌더리나等의 大氣 에어로졸 粒子가 많을 程度 陽傘效果가 높아지기 爲해, 太陽光의 反射率이 크다. 地表에 對해서는 冷却作用이 있지만, 粉塵 濃度의 높은 大氣에 對해서는 加熱作用이 있다. 물循環. 물・水蒸氣・얼음은 蒸發・降水・積雪等의 프로세스를 거치면서 大量의 熱의 移動에 關與하고 있다. 蒸發이 많은 地域에서는 地表로부터 大氣로 大量의 熱이 運搬된다. 구름 狀態에 依해서 알베도가 變化하는 效果도 있어, 구름의 두께와 密度가 작을 程度 알베도가 낮다. 大氣循環. 大氣自體의 移動에 依해서 大量의 熱이 옮겨지고 있다. 對局的으로는, 赤道를 中心으로 한 저위도로부터 極히 中心으로 한 高緯度의 方向으로 運搬되고 있어 偏西風等의 强한 氣流가 그것을 擔當하고 있다. 氣流의 流路가 變化하는 것으로, 따뜻해지거나 추워지거나와 氣候의 패턴이 變化한다. 氣團. 溫度나 濕度가 다른, 氣團으로 불리는 空氣의 덩어리가 있어, 어느 氣團에 덮여 있을까에 依해서 地上의 氣象이 다르다. 氣團의 境界面에는 前線이나 低氣壓等이 發生하기 쉽고, 氣團의 부딪쳐 합 있어는 風雨를 發生시키는 原動力이 된다.

氣象과 地球・人類편집

氣象이 가져오는 것편집

비가 岩石을 浸蝕하거나 風化를 促進하는 等, 氣象이 自然의 地形에 가져오는 效果는, 地殼變動이나 海洋에 依한 效果와 함께 큰 것이다. V字 골짜기는 河川의 浸蝕, 컬이나 U字 골짜기는 氷河의 浸蝕에 依한 典型的인 골짜기이다. 河成平野는 主로 河川에 依한 堆積作用에 依해서 할 수 있던 平野이다. 또 大量의 비는, 土沙崩壞, 沙汰, 土石流等의 土沙災害洪水도 일으킨다. 한편, 石灰洞이나 瀑布, 石灰岩의 浸蝕에 依한 카르스트地形等, 아름다운 景觀에 寄與하는 面도 있다. 비는 여러가지 經路를 거치고, 地下水로부터 우물에 依해 퍼 올리거나 河川으로부터 取水해 水道網을 거치거나 하고, 生活이나 産業活動에도 使用되는 重要한 役割을 가진다.

氣象과 人類편집

氣象이 人類의 歷史에 큰 影響을 미친 例도 있다. 1281年의 日本弘安의 役에 對해 神風으로 불리는 暴風雨가 元나라軍의 撤退에 拍車를 加한 것은 日本에서는 널리 알려지고 있다. 그린랜드에서 바이킹植民地가 全滅한 小氷期, 冷害나 큰 高潮와 큰 비에 依해서 뉴올리안즈가 水沒한 허리케인・카트리나 等, 異常氣象으로 불리는 災害도 歷史上에서 많이 發生하고 있다.

氣象의 豫測편집

仔細한 것은 日氣豫報를 參照. 人間活動에 對하고, 氣象은 生活에 깊게 關聯되기 爲해, 日氣豫報로 불리는 氣象의 豫測은 太古의 옛부터 行해져 왔다. 觀天望氣로 불리는, 自然現象等에서 氣象을 豫測하는 것은 가장 옛부터 行해지고 있는 氣象豫測이다. 「아침 놀이 있으면 비가 내린다」等의 地域에 뿌리 내린 傳承은 그 豫報를 爲해서 생각된 法則이라고 말할 수 있다. 오랫동안 觀天望氣에 依한 豫測을 했지만, 物理學等의 諸科學의 發展에 依해, 유럽에 있고는 中世境부터 氣象現象을 科學的으로 解明하는 것이 始作되었다. 19 世紀에 電報가 發明되고 나서 遠距離間에 氣象情報를 傳達할 수 있게 된 것을 契機로, 本格的인 科學的豫測이 始作되었다. 20 世紀初頭에 數値豫報로 불리는 氣象觀測結果를 基本으로 한 計算法이 생각되어 1970年代의 高性能컴퓨터의 普及에 依해서 大量計算이 可能하게 되고 나서는 크고 科學的豫測이 發展했다. 또 1960年代에 登場한 氣象衛星은 氣象觀測의 幅을 펼쳐 精密機械나 通信機器의 開發에 隨伴해 氣象觀測의 自動化・無人化도 進行되고 있다.

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