대기대순환에 대하여

대기대순환은 공기의 전 지구적 이동을 나타냅니다 태양에너지의 대부분은 지구 표면에서 열로 변환되는데 이 열을 운반하는 바람에 의한 대규모 공기 순환은 다양한기상 현상과 기후 변화에 관여를 하게 됩니다

온실 효과와 대류
대기 순환의 시작점 즉 지구 공기의 거대한 이동은 태양 광선으로부터 시작됩니다 태양에서 지구에 도달하는 에너지는 대기에 흡수되고 반사되는 반면 대부분은 지구와 바다의 표면에 흡수됩니다 지구에 대기가 없다면 적외선은 우주 공간으로 방출되지만 대기 중의 이산화탄소에 흡수되어 지구 표면으로 되돌아갑니다 지구 표면 근처의 공기가 온실처럼 작용하는 것을 온실효과라고 합니다 대류는 공기의 큰 움직임의 기초합니다 공기가 따뜻해지면 팽창하여 차가운 공기보다 밀도가 낮게 됩니다 앞서 설명 한 온실 효과에 의해 가열된 표면 근처의 공기는 대기 중에 상승합니다 반면 대기 위의 찬 공기는 따뜻한 공기보다 밀도가 높기 때문에 떨어집니다 공기가 반복적으로 움직여 상승한 따뜻한 공기를 대체하게 됩니다 이때 바람이 지구 표면에 불게 됩니다 이러한 방식으로 공기 밀도의 차이로 인한 열전달을 대류(순환)라고 합니다
3대 순환
전 세계적으로 어떤 종류의 대기대순환 (공기의 이동) 이 일어나고 있는지 살펴보겠습니다 지구는 구형이며 지구 축의 특정 경사로 태양 주위를 공전합니다 태양의 고도는 일 년 내내 적도 근처에서 높고 햇빛이 강합니다 반면에 북극과 남극과 같은 고위도 지역은 태양 고도가 낮고 햇빛이 약한 것이 특징입니다 이로 인해 적도 근처의 따뜻한 공기와 극 근처의 차가운 공기 사이에 열이 전달됩니다 즉, 공기의 이동이 발생합니다 실제로 대류는 적도 부근에서 극지방까지 직선으로 일어나지 않고 지구의 자전의 영향을 받으며 위도에 따라 3주기가 형성됩니다 적도 근처의 저위도에서의 해들리 순환, 극 근처의 고위도에서의 극 순환, 그 사이 위도에서의 페렐 순환입니다 이 주기는 각각 지구 표면에 무역풍(저위도), 극지 동풍(고위도) 및 서풍(중위도)으로 불어 전 세계적으로 복잡한 공기 이동을 만들게 됩니다 이것은 현재 주류가 된 기본 대기대순환의 모델입니다 이러한 방식으로 대기 순환은 지구 표면에서 가열된 공기로 인해 대기순환을 일으키고 열은 전 지구적 규모로 전달됩니다 이러한 주기는 강수량과 같은 다양한 기상 현상에도 영향을 미칠 뿐만 아니라 장기적으로 반복하여 지역 기후를 결정하게 됩니다 지역 기후에 따라 생태계가 만들어지고 그 위에 인간 활동이 이루어지기 때문에 기후 이상 변화가 일어나는 것이 문제입니다
해들리의 대기대순환 모델
대기대순환에서 중요한 과학적 발견은 변호사이자 기상학자인 George Hadley였습니다 그는 대기 중 자오선 (남북) 순환 패턴을 세계 최초로 과학적으로 이론화 한 사람입니다 그는 아마추어 시절 기상학에 관심을 갖게 되었지만 당시 해양 탐사의 주요 과제였던 열대 지방의 바람을 연구하고 1735년에 일반 무역풍의 원인에 관하여 라는 제목의 논문을 발표하게 됐습니다 논문에서 그는 무역풍을 설명하기 위하여 초기 대기대순환 모델을 사용했습니다 해들리의 대기대순환 모델은 적도 근처에서 가열된 저밀도의 따뜻한 공기가 상부 대기층을 통해 북쪽과 남쪽의 극지방에 흐르고 냉각되어 내려가고 밀도가 높은 차가운 공기가 적도로 되돌아오는 현재의 주 대기대순환 모델보다 더 긴 남북 순환 모델을 예측했습니다