대기권의 기온분포에 대한 내용 설명

가상실험 - 직접 접속해서 조작해 볼 수 있어. 이미 하다가 왔겠지?

http://sciencej1.cafe24.com/html5/Atmosphere/Atmosphere.html

 

그럼 아래 설명을 읽어 보면서 활동해 보자.

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대기권의 높이에 따른 기온분포를 알아보자.
유치원생도 난로를 가지고 생각해 보면 쉽게 이해 할 수 있다.

자 그럼 선생님과 함께 공부를 시작해 볼까

 

왜 지구를 둘러싸고 있는 대기권은 온도 변화가 왜 이리 복잡한 걸까?

온도가 왜 변하는지를 생각해 보면 외우지 않고도 쉽게 이해할 수 있다.

 

1. 태양 표면이 난로라고 생각해 보자. 태양 난로에서 멀어질수록 추워지겠지? 만약 태양난로 하나만 존재한다면  온도분포는 아주 간단하다. 당연히 태양난로에 가까워지면 더워지고 태양으로 부터 멀어질 수록 온도가 내려가는 온도 그래프가 아래 그림처럼 나오겠지

2. 그런데 지구에 가까워지면 지구 난로(지표면이 가열되서 온도가 올라간다네)가 있단다. 따라서 태양에서 멀어질수록 낮아지던 온도는 지구난로에 가까이 갈수록 온도가 올라간단다. 너무 어렵나? 여기까지는 아래 그림을 보면 다 이해 되겠지?

이렇게만 끝난다면 얼마나 좋을까. (가상실험 프로그램에서 오존층 난로를 없애면 위와 같은 온도분포를 볼 수 있다.)

 

3. 그런데 태양과 지구난로 사이에 오존층 난로가 또 존재한단다. 오존층은 자외선을 흡수한다는 거 알지? 오존층은 주변 보다 온도가 높아.

그래서 온도분포를 보면 태양난로에서 멀어질수록 추워지다가 오존층 난로에 가까워지면 더워지고, 오존층 난로를 통과하고 나면 다시 추워지다가 지구난로에 가까워지면 더워지게 된단다.

그래서 아래 그림처럼 복잡한 형태의 온도분포가 나타나게 되는 거지.

사실 조금만 생각해 보면 너무나 당연한 모양이지

4. 교과서에 나온대로 세워 놓고 생각해 볼까? 그럼 아래와 같은 기온분포가 만들어 진다는걸 알 수 있어.

 

가상실험 프로그램에서 오존층 난로를 위아래로 이동시켜 보면서 온도 분포가 어떻게 달라지는지 확인해 보거라.

 

<추가 생각>

만약 오존층이 지금보다 더 높은 곳에 존재했다면 높이에 따른 기온분포가 어떻게 변했을까?

또 지구에 오존층이 2개가 존재했다면 기온분포는 훨씬 더 복잡해 졌을 것 같은데...

다른 행성의 대기권을 살펴보면 그 행성의 높이에 따른 기온분포가 어떻게 될지 예측도 가능하겠지!

* 참고로 오존층은 25Km 부근에 존재하지만 그 부근에서 온도가 가장높지 않다고 합니다. 이유는 오존의 밀도는 높이 약 25Km에서 최대이지만, 태양 에너지는 대기를 통과해 내려오면서 고도에 따라 감소하기 때문에 오존량과 태양에너지가 적절히 많은 성층권 계면에서 가열률이 가장 커서 온도가 가장 높다고 하네요 *

<응용해서 너희가 선생님 입장이 되서 유치원 학생에게 한번 더 설명해 보자>

1. 추운 겨울에 칠판앞에 난로를 가져다 놓았다고 가정해 보자. 그럼 누가 제일 따뜻하고 누가 제일 추울까? 너희들은 어디에 앉고 싶니?

 

2. 뒤에 있는 학생들이 너무 춥다고 해서 맨 뒤에도 난로를 하나 가져다 놓았다. 자 이제는 어디가 제일 추울까? 교실 앞에서 뒤로 가면서 온도는 어떻게 변할까?

3. 교실 중간에 있는 아이들이 제일 춥다고 난리를 쳐서 교실 중간에 난로를 하나 더 놓아 주었다. 그럼 우리 교실의 온도 분포는 어떻게 될까? 온도가 변하는 곳을 기준으로 층을 나누어 보면?

대기권도 결국은 높이에 따른 온도변화로 층이 구분 된단다.

 

<추가질문>

1. 오존층이 존재하지 않는 행성에서 대기권의 기온 분포는 어떻게 될까?

2. 지구에 오존층이 1군데가 아니라 2군데에 존재했다면 대기권의 기온분포은 어떻게 변했을까?

3. 우리학교 운동장에서 대류권의 높이는 어디까지 일까? 10km? (정확하게 말하면 올라갈수록 온도가 내려가다가 다시 올라가는 곳 까지가 대류권의 높이란다.)

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