대류권

대기 순환: 대류권이 가장 낮은 층인 지구 행성 대기의 순환에 대한 3세포 모델.

대류권은 지구 대기의 첫 번째이자 가장 낮은 층으로, 행성 대기의 총 질량의 75%, 수증기와 에어로졸의 총 질량의 99%를 포함하고 있으며, 대부분의 기상 현상이 ^[1]일어나는 곳이다.지구의 행성 표면에서 대류권의 평균 높이는 열대 18km(11mi; 59,000ft), 중위도 17km(11m; 56,000ft), 겨울철 극지방 고위도 6km(3.7m; 20,000ft)이다. 따라서 대류권의 평균 높이는 13km(8.1m; 43,000ft)이다.

대류권이라는 용어는 회전 난류가 공기층을 혼합하여 대류권의 ^[2]구조와 현상을 결정한다는 것을 나타내는 그리스어 tropos(회전)와 sphaira(구체)에서 유래했다.행성 표면에 대한 대류권의 회전 마찰은 공기의 흐름에 영향을 미쳐 수백 미터에서 2 킬로미터까지 높이가 다른 행성 경계층(PBL)을 형성합니다.PBL의 측정은 위도, 지형, 기상 측정이 실현되는 시각에 따라 달라집니다.대류권 상단은 대류권 계면이며, 대류권과 성층권을 구분하는 기능적 대기 경계선이다.이와 같이 대류권계면은 고도에 따라 공기 온도가 상승하는 반전층이기 때문에 대류권의 온도는 ^[2]일정하게 유지된다.그 층은 가장 많은 질소 농도를 가지고 있다.

지구의 대기는 다섯 개의 층으로 이루어져 있습니다.
(i) 600km 이상의 외기권
(ii) 600km의 열권
(iii) 95~120km의 중간권
(iv) 50~60km의 성층권
(5) 8~15km의 대류권
이 척도는 행성 표면에서 성층권 가장자리까지의 층의 거리가 ±50km로 지구 반지름의 1.0% 미만임을 나타냅니다.

대류권 구조

구성.

지구의 행성 대기에서 건조한 공기의 부피는 78.08%의 질소, 20.95%의 산소, 0.93%의 아르곤, 0.04%의 이산화탄소, 미량 가스, 그리고 다양한 양의 수증기로 구성되어 있습니다.대기 수증기의 원천은 행성 표면에 있는 물의 본체(바다, 바다, 호수, 강, 늪)이며, 각각 증발과 증산의 과정을 통해 대류권을 습하게 하고, 기상 현상의 발생에 영향을 미칩니다; 수증기의 가장 큰 비율은 행성 표면에 있습니다.지구 표면에서 가장 가까운 대기대류권의 온도는 대류권 계면에서 발생하는 반전층을 통해 높은 고도에서 감소한다. 이 층은 대류권과 성층권을 구분하는 대기 경계선이다.높은 고도에서 낮은 공기는 결과적으로 포화 증기 압력, 즉 상층 대류권 대기 수증기의 양을 감소시킨다.

압력.

최대 기압(대기의 무게)은 해수면에 있으며 높은 고도에서 감소하는데, 이는 대기가 유체 정역학적 평형 상태이기 때문입니다. 이때 기압은 행성 표면의 특정 지점 위에 있는 공기의 무게와 동일합니다.감소된 기압과 높은 고도 사이의 관계는 다음과 같은 정수 방정식을 통해 유체의 밀도와 동일할 수 있습니다.

{dP}{dz}=-\rho g_{n}=-{\frac {mPg_{n}}}{RT}}

여기서:

g는_n 표준 중력입니다.
θ는 밀도입니다.

z는 고도입니다.
P는 압력이다.
R은 기체 상수입니다.
T는 열역학(절대) 온도입니다.
m은 어금니^[3] 질량이다.

온도

지구의 행성 표면은 잠열, 열 복사, 지각 있는 열을 통해 대류권을 가열합니다.대류권의 가스층은 지리적 극에서 밀도가 낮고 적도에서 밀도가 높다. 여기서 열대 대류권의 평균 높이는 13km로 지리적 극에서 극 대류권의 평균 높이 6.0km보다 약 7.0km 크다. 따라서 대류권의 과잉 가열과 수직 팽창이 발생한다.n 열대 위도중위도에서 대류권 온도는 해수면 평균 15°C(59°F)에서 대류권 계면 약 -55°C(-67°F)로 감소한다.적도에서는 대류권 온도가 해수면 평균 20°C(68°F)에서 대류권 계면 약 -70°C~-75°C(-94~-103°F)로 감소한다.지리적 극지방, 북극지방 및 남극지방에서 대류권 온도는 해수면 평균 0°C(32°F)에서 ^[4]대류권계면 약 -45°C(-49°F)로 감소한다.

고도

대류권의 온도는 고도가 높아짐에 따라 감소하며, 대기온도 감소율은 행성 표면의 온도와 대류권면의 온도를 고도로 나눈 수치 차이인 환경감소율 $-dT/dz$ - $-dT/dz$ T / $-dT/dz$ z $-dT/dz$ \ $display$ style - $dT$ / $dz$ 로 측정한다.기능적으로 ELR 방정식은 행성 대기가 정적이며, 수직 대류나 난류를 발생시킬 수 있는 바람에 의해 공기층이 혼합되지 않는다고 가정한다.

온도 차이는 태양으로부터 대부분의 에너지를 흡수하는 행성 표면에서 기인하며, 태양 표면은 외부로 방사되어 대류권(지구 대기의 첫 번째 층)을 가열하는 반면, 표면 열의 상층 대기에 대한 방사선은 대기의 그 층을 냉각시킵니다.또한 ELR 방정식은 대기는 정적이지만 가열된 공기는 부력이 되고 팽창하며 상승한다고 가정합니다.건조 단열 감률(DALR)은 대기 중 건조 공기의 팽창에 따른 영향을 설명하며, 습식 단열 감률(WALR)은 수증기의 응축률이 환경 감률에 미치는 영향을 포함한다.

**환경감소율(ELR)**
고도 지역	경과율	실효율
(m)	(°C/km)	(°F/1000피트)
0.0 – 11,000	6.50	3.57
11,000 – 20,000	0.0	0.0
20,000 – 32,000	−1.0	−0.55
32,000 – 47,000	−2.8	−1.54
47,000 – 51,000	0.0	0.0
51,000 – 71,000	2.80	1.54
71,000 – 85,000	2.00	1.09

압축 및 확장

높은 고도에서 낮은 기압 때문에 공기 덩어리가 상승하고 팽창합니다.공기 구획의 팽창은 주변 공기에 대해 바깥쪽으로 밀려나며, 에너지(작업으로서의)를 공기 구획에서 대기로 전달합니다.열을 통해 공기 구획에 에너지를 전달하는 것은 환경과의 에너지 교환이 느리고 비효율적이며 단열 과정입니다(열로 에너지를 전달하지 않음).상승하는 공기 구획은 주변 대기에 작용하는 동안 에너지를 잃기 때문에 열 손실을 보상하기 위해 대기에서 공기 구획으로 열에너지가 전달되지 않습니다.공기 덩어리는 더 높은 고도에 도달하면 에너지를 잃게 되는데, 이는 기단의 온도 저하로 나타납니다.이와 유사하게, 역방향 과정은 압축되어 행성 ^[2]표면으로 가라앉고 있는 차가운 공기 구획 내에서 발생합니다.

공기 소포의 압축 및 팽창은 에너지가 공기 소포 내부 또는 외부로 전달되지 않는 가역적 현상입니다. 대기 압축 및 팽창은 등방성 프로세스( $dS=0$ S $dS=0$ \ $displaystyle dS$ = $0$ )로 측정되며, 공기 소포의 상승 또는 하강 시 엔트로피 변화가 발생하지 않습니다.ere. 교환되는 열( $dQ=0$ Q $dQ=0$ \ $displaystyle dQ$ )은 d $dQ=TdS$ $dQ=TdS$ $dQ=TdS$ $dQ=TdS$ S $dQ=TdS$ = $Displaystyle$ $dQ$ ${\frac {\,dS\,}{dz}}=0$ $DisplayS$ 의 엔트로피( $d$ S $)$ 의 $dS$ $dQ=TdS$ 와 관련되므로 혼합 대기의 고도 함수로서 공기 온도를 제어하는 ${\frac {\,dS\,}{dz}}=0$ 은 ${\frac {\,dS\,}{dz}}=0$ ${\frac {\,dS\,}{dz}}=0$ d $fr =$ ${\frac {\,dS\,}{dz}}=0$ fr systyle zfr이다. $여기$ 서 S는 엔트로피입니다.등엔트로픽 방정식은 대기 엔트로피가 고도에 따라 변화하지 않음을 나타냅니다. 단열 감률은 이러한 조건에서 고도에 따라 온도가 감소하는 속도를 측정합니다.

습도

만약 공기가 수증기를 포함하고 있다면, 공기의 냉각은 물을 응축하게 할 수 있고, 공기는 더 이상 이상적인 기체로 기능하지 않습니다.공기가 포화 증기 압력일 경우 고도에 따라 온도가 떨어지는 속도를 포화 단열 감률이라고 합니다.고도에 따라 온도가 떨어지는 실제 속도는 환경 감률입니다.대류권에서 평균 환경 감률은 1.0km(1,000m) ^[2]고도가 증가할 때마다 약 6.5°C 감소한다.거의 이상적인 기체인 건조 공기의 $경우$ 단열 방정식은 다음과 $p(z){\Bigl [}T(z){\Bigr ]}^{-{\frac {\gamma }{\,\gamma \,-\,1\,}}}={\text{constant}}$ . p $p(z){\Bigl [}T(z){\Bigr ]}^{-{\frac {\gamma }{\,\gamma \,-\,1\,}}}={\text{constant}}$ ) [ $p(z){\Bigl [}T(z){\Bigr ]}^{-{\frac {\gamma }{\,\gamma \,-\,1\,}}}={\text{constant}}$ ( $p(z){\Bigl [}T(z){\Bigr ]}^{-{\frac {\gamma }{\,\gamma \,-\,1\,}}}={\text{constant}}$ ) $p(z){\Bigl [}T(z){\Bigr ]}^{-{\frac {\gamma }{\,\gamma \,-\,1\,}}}={\text{constant}}$ - $p(z){\Bigl [}T(z){\Bigr ]}^{-{\frac {\gamma }{\,\gamma \,-\,1\,}}}={\text{constant}}$ - $p(z){\Bigl [}T(z){\Bigr ]}^{-{\frac {\gamma }{\,\gamma \,-\,1\,}}}={\text{constant}}$ $p(z){\Bigl [}T(z){\Bigr ]}^{-{\frac {\gamma }{\,\gamma \,-\,1\,}}}={\text{constant}}$ {\ $Bigl [}T(z){\Bigr }^{-{\frac$ {,\ $frac$ }{,\frac }{,-1,}} $=$ display { $\gamma$ $}$ $rox ,}$ (7/5) (공기용).기압 방정식의 조합은 건조 단열 감률을 산출합니다: ${\frac {\,dT\,}{dz}}=-{\frac {\;mg\;}{R}}{\frac {\;\gamma \,-\,1\;}{\gamma }}=-9.8^{\circ }\mathrm {C/km}$ ${\frac {\,dT\,}{dz}}=-{\frac {\;mg\;}{R}}{\frac {\;\gamma \,-\,1\;}{\gamma }}=-9.8^{\circ }\mathrm {C/km}$ ${\frac {\,dT\,}{dz}}=-{\frac {\;mg\;}{R}}{\frac {\;\gamma \,-\,1\;}{\gamma }}=-9.8^{\circ }\mathrm {C/km}$ z ${\frac {\,dT\,}{dz}}=-{\frac {\;mg\;}{R}}{\frac {\;\gamma \,-\,1\;}{\gamma }}=-9.8^{\circ }\mathrm {C/km}$ - ${\frac {\,dT\,}{dz}}=-{\frac {\;mg\;}{R}}{\frac {\;\gamma \,-\,1\;}{\gamma }}=-9.8^{\circ }\mathrm {C/km}$ g ${\frac {\,dT\,}{dz}}=-{\frac {\;mg\;}{R}}{\frac {\;\gamma \,-\,1\;}{\gamma }}=-9.8^{\circ }\mathrm {C/km}$ ${\frac {\,dT\,}{dz}}=-{\frac {\;mg\;}{R}}{\frac {\;\gamma \,-\,1\;}{\gamma }}=-9.8^{\circ }\mathrm {C/km}$ - 1 ${\frac {\,dT\,}{dz}}=-{\frac {\;mg\;}{R}}{\frac {\;\gamma \,-\,1\;}{\gamma }}=-9.8^{\circ }\mathrm {C/km}$ ${\frac {\,dT\,}{dz}}=-{\frac {\;mg\;}{R}}{\frac {\;\gamma \,-\,1\;}{\gamma }}=-9.8^{\circ }\mathrm {C/km}$ - ${\frac {\,dT\,}{dz}}=-{\frac {\;mg\;}{R}}{\frac {\;\gamma \,-\,1\;}{\gamma }}=-9.8^{\circ }\mathrm {C/km}$ 8 ${\frac {\,dT\,}{dz}}=-{\frac {\;mg\;}{R}}{\frac {\;\gamma \,-\,1\;}{\gamma }}=-9.8^{\circ }\mathrm {C/km}$ C / ${\frac {\,dT\,}{dz}}=-{\frac {\;mg\;}{R}}{\frac {\;\gamma \,-\,1\;}{\gamma }}=-9.8^{\circ }\mathrm {C/km}$ { $displaystyle {$ , $dT$ , } ${\frac {\,dT\,}{dz}}=-{\frac {\;mg\;}{R}}{\frac {\;\gamma \,-\,1\;}{\gamma }}=-9.8^{\circ }\mathrm {C/km}$ = - { \ $frac$ ; mg \ } { $dz}$ = - { \ $frac$ ; mg \ 1 ; { , $r }$ $8^{\circ}\mathrm {C/km} }$ ^[5]^[6]。

환경

고도에 따라 온도가 감소하는 환경감소율( $dT/dz$ $dT/dz$ / $dT/dz$ \ $displaystyle dT$ / $dz$ )은 보통 단열감소율( d $dS/dz\neq 0$ / $dS/dz\neq 0$ z $dS/dz\neq 0$ 0 \ $displaystyle dS$ / $dz$ \ $neq$ 0 $dS/dz\neq 0$ )과 동일합니다.상부 공기가 단열 감률( $dS/dz>0$ S $dS/dz>0$ / $dS/dz>0$ > $dS/dz>0$ \ $displaystyle dS/dz > 0$ ) $dS/dz>0$ 에 의해 예상보다 따뜻할 경우 상승 및 팽창하는 공기 덩어리가 주변 공기보다 낮은 온도에서 새 고도에 도달합니다.이 경우 공기 구획은 주변 공기보다 밀도가 높아져 상승에 안정적인 공기 덩어리로 원래 고도로 떨어진다.상층 공기가 단열 감률에 의해 예측된 것보다 차가우면 공기 구획이 새로운 고도로 상승할 때 기단은 주위 공기보다 온도가 높고 밀도가 낮아져 가속 및 ^[2]^[3]상승을 계속합니다.

대류권계면

대류권계면은 대류권과 성층권 사이의 대기 경계층으로, 대류권과 성층권의 고도 증가에 따른 온도 변화를 측정하여 배치된다.대류권에서는 공기의 온도가 높은 고도에서 감소하지만 성층권에서는 공기의 온도가 처음에는 일정하다가 고도에 따라 증가한다.성층권 고도에서 대기 온도가 상승하는 것은 지구가 ^[7]태양으로부터 받는 자외선(UV)의 흡수 및 유지에 기인한다.대기의 가장 차가운 층으로, 온도 감쇠율이 양(대류권) 속도에서 음(성층권) 속도로 변화하며, 대류권 계면을 대류권과 ^[2]성층권 사이에 공기층이 제한적으로 혼합되는 반전 층으로 식별한다.

대기 흐름

대기의 일반적인 흐름은 서쪽에서 동쪽으로 흐르지만, 북에서 남으로 흐르거나 남에서 북으로 흐르거나 기상학상으로는 남에서 북으로 흐르거나 하는 극성 흐름에 의해 중단될 수 있다.이 용어는 대기의 국부적인 영역을 시놉틱 척도로 설명하기 위해 사용됩니다. 3셀 모델은 지구의 행성 대기의 지역 및 자오선 흐름을 보다 완벽하게 설명합니다.

3 셀 모델

구역 흐름: 구역 흐름은 500hPa 높이 패턴으로 대기의 지배적인 서쪽에서 동쪽으로의 흐름을 나타냅니다.

수열 흐름:2003년 10월 23일의 자오선 흐름 패턴은 500hPa 높이 패턴의 증폭된 기압골과 능선을 보여준다.

지구 대기의 3셀 모델은 에너지의 흐름과 행성 대기의 순환을 묘사하기 위해 열대 위도 해들리 세포, 중위도 페렐 세포, 극지 세포로 대기의 실제 흐름을 묘사한다.균형은 이 모델의 기본 원리이다 – 1년 동안 지구에 의해 흡수되는 태양 에너지는 우주 공간으로 방출되는 에너지와 동일하다.지구의 에너지 균형이 각 위도에 똑같이 적용되는 것은 세 개의 대기 세포 각각을 때리는 햇빛의 강도가 다양하기 때문이며, 그 결과 태양의 궤도 내에서 지구의 축이 기울어져 있기 때문이다.그 결과 발생하는 대기 순환은 따뜻한 열대 공기를 지리적 극지방으로, 차가운 극지방 공기를 열대지방으로 운반한다.세 세포의 효과는 지구의 ^[8]행성 대기에 있는 열과 수분의 평형 경향이다.

구역류

지역 흐름은 일반적인 흐름 패턴이 지구의 위도 선을 따라 서쪽에서 동쪽으로 흐르고 흐름에는 ^[9]약한 단파가 포함되어 있다는 것을 의미한다."구역"이라는 단어의 사용은 지구의 위도 "구역"을 따라 흐르는 흐름을 말합니다.이 패턴은 버클이 되어 순환 흐름이 될 수 있습니다.

자오선류

구역의 흐름이 고정되면 대기는 보다 긴(또는 자오선) 방향으로 흐를 수 있으며, 따라서 "주기 흐름"이라는 용어가 생겨납니다.순환 흐름 패턴은 강하고 증폭된 저기압의 기압골과 고압의 능선을 특징으로 하며, 일반적인 패턴에서는 서쪽에서 동쪽으로의 흐름보다 ^[10]북쪽에서 남쪽으로의 흐름이 더 많다.

「」를 참조해 주세요.

레퍼런스

^ "Troposphere". Concise Encyclopedia of Science & Technology. McGraw-Hill. 1984. It [the troposphere] contains about four-fifths of the mass of the whole atmosphere.
^ ^a ^b ^c ^d ^e ^f Danielson, Levin, and Abrams (2003). Meteorology. McGraw Hill.{{cite book}}: CS1 maint: 작성자 파라미터 사용(링크)
^ ^a ^b 1979년 Pergamon, Fluid Mechanics, Landau and Lifshitz 씨
^ Lydolph, Paul E. (1985). The Climate of the Earth. Rowman and Littlefield Publishers Inc. p. 12.
^ Kittel and Kroemer (1980). Thermal Physics. Freeman. chapter 6, problem 11.{{cite book}}: CS1 maint: 작성자 파라미터 사용(링크)
^ Landau and Lifshitz (1980). Statistical Physics. Vol. Part 1. Pergamon.{{cite book}}: CS1 maint: 작성자 파라미터 사용(링크)
^ "The Stratosphere — Overview". scied.ucar.edu. University Corporation for Atmospheric Research. Retrieved 25 July 2018.
^ "Meteorology – MSN Encarta, "Energy Flow and Global Circulation"". Encarta.Msn.com. Archived from the original on 2009-10-28. Retrieved 2006-10-13.
^ "American Meteorological Society Glossary – Zonal Flow". Allen Press Inc. June 2000. Archived from the original on 2007-03-13. Retrieved 2006-10-03.
^ "American Meteorological Society Glossary – Meridional Flow". Allen Press Inc. June 2000. Archived from the original on 2006-10-26. Retrieved 2006-10-03.

외부 링크

[1] "Troposphere". Concise Encyclopedia of Science & Technology. McGraw-Hill. 1984. It [the troposphere] contains about four-fifths of the mass of the whole atmosphere.

[DLA-2] ^ ^a ^b ^c ^d ^e ^f Danielson, Levin, and Abrams (2003). Meteorology. McGraw Hill.{{cite book}}: CS1 maint: 작성자 파라미터 사용(링크)

[LL-3] 1979년 Pergamon, Fluid Mechanics, Landau and Lifshitz 씨

[ZonalFlowDef-4] Lydolph, Paul E. (1985). The Climate of the Earth. Rowman and Littlefield Publishers Inc. p. 12.

[5] Kittel and Kroemer (1980). Thermal Physics. Freeman. chapter 6, problem 11.{{cite book}}: CS1 maint: 작성자 파라미터 사용(링크)

[LL1-6] Landau and Lifshitz (1980). Statistical Physics. Vol. Part 1. Pergamon.{{cite book}}: CS1 maint: 작성자 파라미터 사용(링크)

[ucarOverview-7] "The Stratosphere — Overview". scied.ucar.edu. University Corporation for Atmospheric Research. Retrieved 25 July 2018.

[ThreecellEncarta-8] "Meteorology – MSN Encarta, "Energy Flow and Global Circulation"". Encarta.Msn.com. Archived from the original on 2009-10-28. Retrieved 2006-10-13.

[ZonalFlowDef2-9] "American Meteorological Society Glossary – Zonal Flow". Allen Press Inc. June 2000. Archived from the original on 2007-03-13. Retrieved 2006-10-03.

[MeridonialFlow-10] "American Meteorological Society Glossary – Meridional Flow". Allen Press Inc. June 2000. Archived from the original on 2006-10-26. Retrieved 2006-10-03.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]

v t 지구의 대기
대류권 성층권 중간권 열권 외기권
대류권계면 성층권계면 중간권계면 열권계면/탈기
오존층 터보권계면 전리층

Search

대류권

네임스페이스

더

목차

대류권 구조

구성.

압력.

온도

대류권계면

대기 흐름

3 셀 모델

구역류

자오선류

「」를 참조해 주세요.

레퍼런스

외부 링크

Search

대류권

대류권 구조

구성.

압력.

온도

대류권계면

대기 흐름

3 셀 모델

구역류

자오선류

「 」를 참조해 주세요.

레퍼런스

외부 링크

「」를 참조해 주세요.