반전(기상학)

Inversion (meteorology)
Temperature inversion in the Lake District
영국 레이크 디스트릭트의 기온 반전은 맑은 하늘 아래 낮은 곳에서 구름을 형성합니다.
스코틀랜드 록카론에서 피어오르는 연기가 따뜻한 공기 층에 의해 멈춘다(2006).
카자흐스탄의 알마티 시가지에서 기온 역전 중에 스모그가 끼었습니다.
2019년 애리조나 북부 협곡에 연기가 가득합니다.아침과 저녁 시간 동안, 짙은 연기는 종종 낮은 지대에 가라앉고 온도 역전에 의해 갇힙니다. 이 때, 저층 대기 내의 층이 뚜껑 역할을 하여 공기의 수직 혼합을 방지합니다.가파른 협곡 벽은 협곡의 가장 깊은 부분 안에 연기를 집중시키고 [1]역전의 강도를 증가시키는 수평 장벽 역할을 합니다.

기상학에서 반전은 고도에 따른 대기 속성의 정상적인 변화로부터의 편차이다.이는 거의 항상 공기 온도 감률의 반전을 의미하며, 이 경우 온도 반전이라고 합니다.일반적으로 고도가 높아짐에 따라 공기 온도가 낮아지지만, 반전 중에는 따뜻한 공기가 차가운 [2]공기 위에 유지됩니다.

역전현상은 스모그와 같은 대기 오염을 지면에 가까이 가둔다.반전은 또한 "캡" 역할을 함으로써 대류를 억제할 수 있습니다.만약 이 뚜껑이 몇 가지 이유 중 하나로 깨지면, 존재하는 습기의 대류가 격렬한 뇌우로 분출될 수 있습니다.기온 반전은 추운 기후에서 얼어붙은 비를 초래하는 것으로 악명 높다.

정상 대기 상태

일반적으로, 낮은 대기권(대류권) 내에서 지구 표면 근처의 공기는 그 위의 공기보다 따뜻하다. 주로 태양 복사가 지구 표면 바로 위에 있는 대기의 층을 따뜻하게 하기 때문이다(예: 열전달).[3]공기가 높을수록 압력이 낮아지기 때문에 공기 온도도 낮아지고, 압력이 낮을수록 이상적인 가스 법칙과 단열 감률에 따라 온도가 낮아집니다.

원인들

정상 대기 조건에서의 높이(y축) 대 온도(x축)입니다(검은색 선).6-8km(4-5마일)(지정 A-B)의 층이 단열적으로 건조하게 하강할 경우, 그 결과는 1-2km(1-1마일)(C-D)의 지면 근처에서 볼 수 있는 반전이다.
2015년 12월 클라겐푸르터 베켄(오스트리아): Goritschnigkogel 산에는 뚜렷한 역호아프로스트 가장자리가 있습니다.

적절한 조건하에서, 정상 수직 온도 구배가 역전되어 지구 표면 근처의 공기가 더 차가워진다.예를 들어, 따뜻하고 밀도가 낮은 기단이 차갑고 밀도가 높은 기단 위를 이동할 때 이러한 현상이 발생할 수 있습니다.이러한 유형의 반전 현상은 온난 전선 부근과 미국 캘리포니아 해안과 같은 해양 융기 지역에서 발생합니다.냉각층에 충분한 습도가 있으면 일반적으로 반전 캡 아래에 안개가 존재합니다.지구 표면으로부터의 방사선이 일반적으로 밤이나 태양이 매우 낮은 겨울 동안 태양으로부터 받는 방사선량을 초과할 때마다 반전이 발생한다.바다는 열을 더 오래 유지하므로 이러한 영향은 사실상 육지 지역에 국한된다.겨울 극지방에서는 거의 항상 육지에 역전이 존재한다.

냉각기 위를 이동하는 따뜻한 공기 덩어리는 냉각기 덩어리에 존재할 수 있는 대류를 "차단"할 수 있습니다. 이를 캡 반전이라고 합니다.그러나 캡을 극복한 극한 대류나 전방 또는 산맥의 상승 효과에 의해 이 캡이 깨지면 풍선 파열과 같은 밀폐된 대류 에너지가 갑자기 방출되어 심한 뇌우를 일으킬 수 있습니다.이러한 제한 역전은 일반적으로 미국 중서부 토네이도의 발달에 선행한다.이 경우, "냉각기" 층은 상당히 따뜻하지만 여전히 밀도가 높고 일반적으로 반전 층의 하부에 비해 [4]캡을 채웁니다.

침하 반전

반전은 일반적으로 아열대 [5]고기압 영역과 관련된 단열 압축에 의해 공기가 점차적으로 가라앉고 따뜻해짐에 따라 상공에서 발생할 수 있습니다.그 결과 해양에서 안정된 해양층이 형성될 수 있다.그러나 이 층이 점차적으로 따뜻한 물 위로 이동함에 따라, 해양층 내의 난류가 점차적으로 반전층을 더 높은 고도로 상승시키고, 결국 그것을 뚫고 뇌우를 발생시키며, 적절한 상황에서 열대성 사이클론을 발생시킬 수 있다.거꾸로 쌓인 스모그와 먼지는 맑은 날 쉽게 볼 수 있는 붉은 하늘을 빠르게 변색시킨다.

대기의 영향

배의 파타 모르가나(또는 신기루)는 역전(2008)에 의한 것이다.
중국 상하이의 겨울 연기.수직 공기 확산 경계층이 뚜렷하다(1993년).
슬로바키아 브라티슬라바에서 11월 모스트(2005년)의 정상을 보는 기온 역전.
A valley in low, partially forested mountains seen in wintertime, covered with snow. At the bottom is a village, almost obscured by a layer of grayish-brown air
2017년 폴란드 노바루다에서 발생한 스모그 반전 발생

온도 반전은 영향을 받는 지역에서 대기 대류(일반적으로 존재하는)가 발생하는 것을 방지하고 대기 오염 물질의 고농도로 이어질 수 있습니다.특히 도시는 농촌보다 더 많은 대기 오염 물질을 생산하고 열량이 더 높기 때문에 기온 역전의 영향으로 어려움을 겪고 있으며, 그 결과 오염 물질의 농도가 더 높은 역전이 더 자주 발생한다.그 영향은 도시가 언덕이나 산으로 둘러싸여 있을 때 더욱 두드러지는데, 이는 도시가 공기 순환에 추가적인 장벽을 형성하기 때문이다.심각한 반전 동안, 갇힌 대기 오염 물질은 호흡 장애를 일으킬 수 있는 갈색 안개를 형성합니다.1952년 영국 런던에서 발생한 대 스모그는 그러한 반전의 가장 심각한 예들 중 하나이다.그것은 약 10,000명에서 12,000명의 [6]사망자의 원인으로 지목되었다.

때때로 반전층은 적란운이 응축될 수 있을 정도로 충분히 높은 고도에 있지만 반전층 아래에만 펼쳐질 수 있습니다.이것은 지면에 도달하는 햇빛의 양을 줄이고 새로운 열이 형성되는 것을 막는다.구름이 흩어지면서, 맑은 날씨가 하루에 한 번 이상 발생할 수 있는 주기의 구름을 대체한다.

파동 전파

빛

공기의 온도가 올라가면 공기의 굴절률이 낮아져 뜨거운 공기의 밀도가 낮아지는 부작용이 발생한다.일반적으로 이것은 멀리 있는 물체가 수직으로 짧아지는 결과를 낳는데, 이는 태양이 타원형으로 보일 때 해가 질 때 쉽게 볼 수 있는 효과이다.반대로, 정상 패턴이 반전되고, 멀리 있는 물체들이 대신 뻗어나가거나 수평선 위에 있는 것처럼 보이면서, Fata Morgana 또는 신기루로 알려진 현상으로 이어집니다.

반전은 소위 "녹색 섬광"이라고 불리는 현상을 확대할 수 있습니다. 즉, 해가 뜨거나 해가 질 때 일어나는 현상이며, 보통 몇 초 동안 볼 수 있으며, 이 현상에서는 태양의 녹색 빛이 [7]산란으로 인해 분리됩니다.더 짧은 파장은 대부분 굴절되는데, 태양빛의 파란색 성분이 "레일리 산란에 의해 완전히 산란"되어 녹색이 태양 원반의 위쪽 테두리로부터 처음 또는 마지막으로 보이는 [8]빛을 만든다.

전파

주요 기사:초굴절

매우 고주파 전파는 반전에 의해 굴절될 수 있으며, 안개 낀 밤에 FM 라디오를 듣거나 먼 거리에서 VHF 저대역 텔레비전 방송을 시청할 수 있습니다.신호는 보통 위쪽으로 굴절되어 우주로 날아가지만, 대신 온도-반전 경계층에 의해 지구 쪽으로 굴절됩니다.이 현상은 대류권 덕트라고 불린다.가을과 봄 동안 해안선을 따라, 전파 손실 감소로 인해 여러 방송국이 동시에 존재하기 때문에, 많은 FM 라디오 방송국은 수신을 방해하는 심각한 신호 열화로 어려움을 겪고 있습니다.마이크로파 등 고주파에서는 이러한 굴절에 의해 멀티패스 전파와 페이딩이 발생합니다.

소리

반전층이 존재하면 지상 레벨에서 음파나 폭발이 발생하면 음파는 온도 구배(음속에 영향을 주는 것)에 의해 굴절되어 지상으로 돌아간다.그러므로 소리는 평소보다 훨씬 더 잘 전달된다.이는 항공기 이착륙 소리가 하루 중 다른 시간보다 새벽 무렵 더 먼 거리에서 종종 들릴 수 있는 공항 주변 영역과 [9]정상 조건에서 낙뢰에 의해 발생할 때보다 훨씬 크고 더 멀리 이동하는 역전 천둥에서 두드러진다.

충격파

폭발로 인한 충격파는 공기 폭발로 지면에서 튕겨나가는 것과 거의 같은 방식으로 반전층에 의해 반사될 수 있으며 그 결과 추가적인 손상을 일으킬 수 있다.이 현상은 건물이 [10][11]붕괴되었을 때 소련의 RDS-37 핵실험에서 두 명의 목숨을 앗아갔다.

「 」를 참조해 주세요.

레퍼런스

  1. ^ 연기가 가득한 협곡, 애리조나
  2. ^ Service, NOAA's National Weather. "Glossary – NOAA's National Weather Service". w1.weather.gov. Retrieved January 19, 2017.
  3. ^ 네이글, 개럿, 폴 기네스야Cambridge International A 및 AS Level Geography.Hodder Education, 2011. 41. 인쇄.
  4. ^ Oke, Tim; Mills, Gerald; Christen, Andrea; Voogt, James (2017). Urban Climates (1st ed.). Cambridge: Cambridge University Press. pp. 30–35. ISBN 978-0-521-84950-0. Retrieved June 21, 2022.
  5. ^ Wallace and Hobbs (2006) 대기과학:입문 조사
  6. ^ Bell, M.L.; Davis, D.L.; Fletcher, T. (2004). "A Retrospective Assessment of Mortality from the London Smog Episode of 1952: The Role of Influenza and Pollution". Environ Health Perspect. 112 (1, January): 6–8. doi:10.1289/ehp.6539. PMC 1241789. PMID 14698923.
  7. ^ ben Aroush, Tomer; Boulahjar, Saber; Lipson, Stephen G (December 13, 2017). "Observing the green flash in the laboratory". European Journal of Physics. 39 (1): 2. doi:10.1088/1361-6404/aa90f5/pdf. Retrieved June 21, 2022.
  8. ^ ben Aroush, Tomer; Boulahjar, Saber; Lipson, Stephen G (December 13, 2017). "Observing the green flash in the laboratory". European Journal of Physics. 39 (1): 2. doi:10.1088/1361-6404/aa90f5/pdf. Retrieved June 21, 2022.
  9. ^ Dean A. Pollet 및 Micheal M. Kordich, 해군 폭발물 처리 기술 부문(Naveodtechdiv)에 설치된 SIPS(Sound Intensity Prediction System) 사용자 가이드.시스템부 2000년 2월DTIC.mil
  10. ^ Johnston, Wm. Robert. "RDS-37 Nuclear Test, 1955". Retrieved April 11, 2014.
  11. ^ "RDS-37: The Soviet Hydrogen Bomb". Retrieved December 26, 2015.

외부 링크

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