지구과학 · 단열 변화와 대기 안정도

대기 안정도와 상승하는 공기

환경 기온 감률과 응결 고도를 바꾸어 상승한 공기의 온도를 주변과 비교해 보세요.

대기 안정도와 상승하는 공기 개념 그림

시뮬레이션은 브라우저에서 실행됩니다. 실험 조건을 바꾸기 전에 학습 목표와 탐구 질문을 살펴보세요.

이 실험에서 알아볼 내용

상승하는 공기 덩이와 주변 대기의 온도 변화를 구별하고, 응결 전후의 냉각 차이와 안정도를 연결하세요.

교과와 단원

2022 개정 지구시스템과학 · 강수 과정과 대기의 운동. 기온의 연직 분포, 대기 안정도와 단열 변화에 따른 응결을 비교합니다. 강수 입자의 성장이나 실제 강수량은 계산하지 않습니다.

연계 성취기준: 12지시03-03

탐구 질문과 해설

1. 조건부 불안정이면 지표 공기는 저절로 계속 올라갈까요?

그렇지 않습니다. 불포화 상태에서는 상승한 공기가 주변보다 차가울 수 있습니다. 충분히 들어 올려져 응결한 뒤에도 실제 공기 덩이와 주변의 온도 차를 비교해야 부력 방향을 알 수 있습니다.

2. 응결이 시작된 뒤 냉각이 느려져도 공기는 계속 식을까요?

이 모형에서는 계속 식지만, 응결할 때 방출되는 잠열 때문에 온도 감소가 완만해집니다. 습윤 단열 감률은 실제로 온도와 압력에 따라 변하며 여기서는 6 °C/km로 고정해 원리를 비교합니다.

모형의 가정과 실제 현상과의 차이

연직 기온 감률이 일정한 환경에서 작은 공기 덩이를 지정한 높이까지 외부에서 들어 올려 비교합니다. 건조 단열 감률 9.8 °C/km, 습윤 단열 감률 6 °C/km를 고정한 근사 모형입니다. 응결 고도는 처음 수분 조건을 대신하는 입력값이며 상대습도로부터 계산한 값은 아닙니다. 응결 전에는 건조, 응결 후에는 습윤 감률을 적용합니다. 환경 감률이 두 값 사이이면 조건부 불안정이며, 특정 높이에서 실제 부력이 위를 향하는지는 그곳의 온도 차로 따로 판단합니다. 주변 공기와의 혼합, 가상 온도, 물방울 무게, 얼음 과정, 복사, 강수량과 실제 상승 속도는 생략합니다. 구름 표시는 응결 가능 조건의 개념도입니다.

참고 자료

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선생님을 위한 작은 팁

학생에게 결과를 예상하게 한 뒤, 한 가지 변수만 바꾸어 비교하도록 안내해 주세요. 각 실험 아래에서 모형의 가정과 참고 자료를 확인할 수 있습니다.

사이트 안에서는 별도 계정을 만들지 않아요. 실험 조건과 결과는 브라우저에서 계산합니다. 데이터 처리에 관한 자세한 내용은 개인정보 안내에서 확인할 수 있어요. 키보드의 Tab 키로 이동하고 방향키로 슬라이더를 조절할 수 있어요.