공기가 잘 오르내리는 정도 (대기 안정도)

Atmospheric stability

어떤 날은 구름이 탑처럼 솟구치고, 어떤 날은 연기가 낮게 깔린 채 꼼짝하지 않는 까닭은 무엇일까요?

무슨 일이 일어났나

대기 안정도는 공기 덩어리를 살짝 들어 올렸을 때 계속 올라가는지, 도로 내려앉는지를 나타내는 말입니다.

마른 공기 덩어리는 1 km 오를 때마다 9.8 °C 식고(건조 단열 감률), 구름이 생기며 오르는 공기는 1 km 에 약 5.5~6.0 °C 만 식습니다(NOAA).

NOAA 폭풍 예보 센터(SPC)는 둘레 기온이 1 km 에 9.8 °C 보다 더 떨어지면 «절대 불안정», 5.5~6.0 °C 보다 덜 떨어지면 «안정», 그 사이면 «조건부 불안정» 으로 봅니다.

시뮬레이터의 표준 대기는 1 km 에 6.5 °C 씩 떨어져 «조건부 불안정» 에 들어갑니다 — 마른 공기 덩어리는 도로 내려앉지만, 구름을 만들며 덜 식는 공기는 둘레보다 따뜻하게 남아 계속 오를 수 있습니다.

찬 공기 위에 따뜻한 공기가 놓이면 공기가 위아래로 잘 움직이지 못하고, 불안정한 공기는 쉽게 올라가 구름 · 비 · 뇌우를 만들 수 있습니다(NOAA).

📸 진짜 모습

해 질 무렵 지구 대기 테두리에 여러 겹의 띠가 보입니다 — 아주 안정한 공기층마다 고운 알갱이가 떠 있어 생긴 층입니다.불러오는 중…📸 사진

해 질 무렵 지구 대기 테두리에 여러 겹의 띠가 보입니다 — 아주 안정한 공기층마다 고운 알갱이가 떠 있어 생긴 층입니다.

출처: NASA/JSC · 퍼블릭 도메인 · NASA 그림 창고 원본 ↗

💡 생활 속 예시

  • 바람 없는 겨울 아침 굴뚝 연기가 위로 오르지 못하고 옆으로 낮게 퍼지는 날은, 위쪽 공기가 아래보다 따뜻해 공기가 위아래로 섞이지 못하는 안정한 날입니다.
  • 한여름 오후 뭉게구름이 탑처럼 높이 솟는 날은, 햇볕에 데워진 땅 위 공기가 쉽게 올라가는 불안정한 날입니다.

🙅 오해 깨기오해 모음 보기

  • 따뜻한 공기가 위를 덮고 있으면 아래 공기도 덩달아 잘 올라간다.

    NOAA 는 찬 공기 위에 따뜻한 공기가 있는 상태를 «안정» 이라 부르고, 이때 공기가 위아래로 움직이기 어렵다고 설명합니다. 출처

  • 공기는 올라가기만 하면 언제나 1 km 에 똑같이 식는다.

    SPC 기준으로 마른 공기는 1 km 에 9.8 °C, 구름이 생기며 오르는 공기는 약 5.5~6.0 °C 식어, 젖은 정도에 따라 식는 빠르기가 다릅니다. 출처

누가 왜 찾았나

1948 년 쇼월터(A. K. Showalter)는 공기가 얼마나 쉽게 솟아오를지를 숫자 하나로 나타내는 안정도 지수(SI)를 만들었습니다. NOAA JetStream 은 이 지수를 «아마도 처음 발표된 악천후 지수» 로 소개하는데, 대기가 불안정할수록 뇌우가 자랄 수 있어 그 정도를 미리 가늠하려 한 것입니다.

확인된 값

건조 단열 감률 — 마른 공기가 1 km 오를 때 식는 정도 (5.5 °F/1000 ft)
9.8 °C/km 출처
기온이 1 km 에 5.5~6.0 °C(습윤 단열 감률)보다 덜 떨어지면 «안정»
5.5–6.0 °C/km 출처
기온이 1 km 에 9.8 °C(건조 단열 감률)보다 더 떨어지면 «절대 불안정»
9.8 °C/km 출처
안정한 대기 — 찬 공기 위에 따뜻한 공기가 있어 공기가 위아래로 잘 움직이지 못한다
찬 공기 위 따뜻한 공기 출처
불안정한 공기 — 쉽게 올라가 구름 · 비 · 뇌우를 만들 수 있다
쉽게 올라감 출처
쇼월터(A. K. Showalter)가 대기 안정도 지수(SI)를 만든 해
1948 출처
두 값 사이(약 6.0~9.8 °C/km)의 기온 감률은 «조건부 불안정»
6.0–9.8 °C/km 출처
쇼월터 안정도 지수 — NOAA 가 «아마도 처음 발표된 악천후 지수» 로 소개
SI (1948) 출처

교육과정에서는

  • 한국 2022 · 지구시스템과학 · 강수 과정과 대기의 운동 [12지시03-03]
  • 한국 2022 · 고급 지구과학 · 대기와 해양 [12고지02-02]
  • 한국 2022 · 지구과학 실험 · 대기와 해양 탐구 [12지실02-03]

출처

이어서 보기

같은 단원 · 대기와 날씨

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③ 교육과정

2022 개정 과학과 교육과정과 영국·호주·일본 교육과정에서 그 내용이 어디에 나오는지 함께 적습니다.

④ 실시간 자료

지진·이산화 탄소·오로라 같은 실시간 판은 기관이 낸 자료를 받은 시각과 함께 그대로 보여 주고, 우리가 예보하지 않습니다.

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