지구과학 ① 4-6. 강수의 과정(빙정설, 병합설, 인공강우) 강수량 측정

▎지구과학 ① 4-6. 강수의 과정(빙정설, 병합설, 인공강우) 강수량 측정

 

◈ 강수 과정과 강수량 측정

 

 

1. 강수 과정
구름 입자들이 모여 빗방울이 되는 과정이다.
① 빗방울의 크기
구름을 이루는 구름 입자들이 모여 커져서 빗방울이 되는데, 구름 입자는 평균적으로 지름이 0.02mm 정도이며, 구름 속에서 낙하할 수 있는 빗방울은 적어도 지름이 2mm 정도는 되어야 하므로, 구름 입자가 100만개나 모여야 하나의 빗방울이 만들어진다.

 

② 빙정설
온대나 한대 지방의 구름은 내부 온도가 높이에 따라 다르다. 0℃ ~ -40℃의 구름 속에는 과냉각 물방울과 빙정이 함께 있다. 과냉각물방울에 대한 포화 수증기압이 빙정에 대한 포화 수증기압보다 크기 때문에 주변 공기의 상대 습도가 과냉각물방울 보다는 낮고 빙정보다는 높은 위치가 생기게 된다. 이 때 과냉각물방울은 포화수증기압이 되기 위해서 증발하여 수증기가 되고, 이 수증기는 주위 빙정에 달라붙으면서 승화하여 빙정은 성장하게 된다. 이렇게 성장한 빙정이 무거워서 낙하하면 눈이 되고, 낙하하는 도중에 녹으면 찬비가 된다.

 

 

③ 병합설
일반적으로 열대지방의 구름은 내부 온도가 0℃이상이므로 구름 속에는 크고 작은 물방울이 함께 섞여 있다. 이들은 상승 속도와 낙하 속도가 서로 다르기 때문에 충돌하게 되고, 큰 물방울이 작은 물방울을 병합하여 빗방울로 되어 내리면 따뜻한 비가 된다.

 

 

④ 인공 강우(구름씨뿌리기)
구름이 있어도 비가 오지 않을 때 인공적으로 비를 오게 하는 것을 인공 강우라고 한다.
ⓐ 중위도 지방에서는 빙정이 들어있는 구름에 드라이아이스(dry ice)나 요오드화은(Agl)
   등을 빙정핵으로 공급하여 비를 오게 한다.
ⓑ 열대 지방에서는 물방울이 들어 있는 구름 위에 물방울을 뿌려 비를 오게 한다.

 

 

2. 강수량의 측정
하늘에서 떨어지는 비, 눈, 싸락눈, 우박 등을 강수라 하고, 비의 양과 눈, 우박, 싸락눈을 녹인 물의 총량을 강수량이라고 한다.  쌓인 눈이 많을 경우에는 눈의 높이를 자로 재어 적설량으로 나타내기도 한다.  강수량은 우량계를 이용하여 측정하며 측정 단위는 mm로 나타낸다.
① 원통형 우량계
표준형은 높이 50cm, 지름 20cm의 원통형으로 되어 있고, 그 속에 저수기를 설치하여 강수량을 측정하는 우량계로 측정이 간편하나 무인 측정이나 원격 측정은 불가능한 단점이 있다.
② 전도형자기 우량계
강수량을 연속적으로 자동 기록하는 우량계로 관측 신호를 디지털화하고 원격 측정이 가능하기 때문에 자동 기사 시스템에서 널리 이용되고 있다.

 

 

◈ 건구-습구 온도계
건습구 온도계는 물이 증발할 때 열을 흡수하는 성질을 이용하여 만든 것이다. 건구의 온도는 일반적인 공기의 온도라 할 수 있고, 습구의 온도는 현재 공기의 온도에서 물이 수증기로 증발하면서 갖게 되는 증발열을 뺀 차이를 나타내는 온도이다. 즉, 현재의 공기가 포화상태에 이르게 되는 온도라 할 수 있다. 예를 들어 현재 온도가 20도 일 때, 물이 포화상태로 증발하느라 흡수한 온도가 5도라면 습구의 온도는 15도가 된다. 즉, 공기가 건조할수록 물의 증발이 활발하게 일어나서 습구의 온도가 더 많이 내려간다. 그러므로 건구와 습구의 온도차가 클수록 대기 중의 수증가가 적어 습도가 낮다는 뜻이다. 상대습도가 낮을수록 <건구-습구>의 값이 커진다.

 

‣ 건구와 습구의 온도차가 클수록 상대습도는 낮다.

 

 

① 건구의 온도가 같을 때
다른 곳에서 측정한 건구의 온도가 같을 때는 각 습구와의 온도 차이를 통해 상대습도를 구할 수 있다. <건구-습구>의 값이 클수록 상대습도가 낮고, 값이 작을수록 상대습도가 높다.

② <건구-습구>의 값이 같을 때
다른 곳에서 측정한 <건구-습구>의 값이 같을 때는 건구의 온도가 높을수록 상대습도가 높다. 예를 들어 A 지역에서 건구 20도, 습구 15도, B 지역에서 건구 30도, 습구 25도로 그 차이가 5도로 같을 때

 

 

▖ 상대습도는 (이슬점온도에서의 포화 수증기량/현재 온도에서의 포화수증기량)100

(A)에서 20도일 때의 포화수증기량은 약 17g, 15도 일 때의 포화수증기량은 약 13g. 이렇게 하면 상대습도는 13/17×100 = 약 76.4%이다. (B)에서 30도일 때의 포화수증기량은 약 30g, 25도일 때의 포화수증기량은 약 24g. 이렇게 하면 상대습도는 24/30×100 = 약 80%이다. (A)와 (B)에서 건구와 습구온도의 차는 5도인데 상대습도는 (B)에서 더 크다는 걸 알 수 있다.

 

 

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