친구들! 지난 5월호부터 지구의 에너지의 흐름을 설명했어요. 작은 에너지인 수증기가 비가 되는 과정부터, 더운 공기와 차가운 공기가 만나 만들어지는 ‘전선’에 대한 이야기와 지구촌 에너지 수송기 태풍 이야기 그리고 우리나라에 영향을 주는 기단들과 기단들의 특성까지.
이번 호에서는 지구의 적도에서부터 극까지 극에서부터 적도까지 에너지가 어떻게 이동하고, 지구의 에너지가 어떻게 균형을 이루는지 알아볼게요.
□ 복사에너지가 무엇일까?
먼저, 복사에너지에 대해 알아보도록 해요. 복사는 파동이나 입자의 형태로 에너지를 방출하는 것을 말해요. 태양과 지구 모두 복사라는 형태로 에너지를 방출하고 있어요. 온도가 높을수록 방출되는 에너지가 많아서 태양이 지구보다 방출하는 에너지가 훨씬 많아요. 태양에서 방출된 복사에너지는 지구에 도달하게 돼요. 태양과 지구는 약 1억 5천만km 정도 떨어져 있어 지구에 이르는 태양복사에너지는 약 1,367W/m² 정도에요.
□ 어느 위도에 복사에너지가 많을까?
태양복사에너지는 위도에 따라 흡수되는 에너지양이 크게 차이가 나지만, 반면 지구복사에너지는 위도에 따라 방출하는 에너지양이 태양복사에너지에 비해 차이가 크지 않아요. 아래 그림처럼 태양고도가 높은 저위도는 태양복사에너지가 많이 흡수되고 태양고도가 낮은 고위도는 받는 에너지의 양도 적어지게 돼요. 저위도는 방출보다 흡수가 많아져 에너지가 남게 되고 극지방은 흡수보다 방출이 더 많아 에너지가 부족하게 되는 것이에요. 이렇게 에너지가 남는 곳과 부족한 곳이 생기면서 지구는 에너지 불균형을 이루게 돼요.
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<위도별 에너지 수지> |
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<저위도> |
<고위도> |
<태양고도와 에너지> |
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□ 지구는 어떻게 에너지 균형을 이룰까?
지구는 어떤 방법으로 에너지 불균형을 해소할까요? 대기를 순환시키는 대기 대순환이 있고, 바닷물을 순환시켜 에너지를 수송하는 해양 순환이 있어요. 대기 대순환은 적도 부근에서 가열된 따뜻한 공기가 상승하여 대기 상층을 따라 위도 30도까지 이동하여 하강하고, 하강한 공기는 극 방향과 적도 방향으로 나뉘어 이동해요. 대기 하층을 따라 극 방향으로 이동하는 공기는 위도 60도까지 이동하여 상승해요. 상승한 공기는 극지방까지 이동하며 에너지를 수송하게 됩니다. 해양순환은 바람과 연관이 있어요. 바람의 영향을 받아 저위도 바다의 표층수가 극지방까지 이동하게 돼요. 이렇게 이동한 표층수는 극지방에서 냉각되며 밀도가 높아져 아래로 가라앉아요. 가라앉은 해수는 해저면을 따라 다시 저위도로 이동하게 되면서 순환이 이루어지게 돼요. 이렇게 저위도에서 고위도로 남는 에너지를 수송하며 지구는 복사에너지 균형을 맞출 수 있게 돼요.
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<기상청-날씨누리 ‘해류예상도’> |
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☆키즈 퀴즈(Kids Quiz)☆
친구들~ 함께 퀴즈를 풀어 보아요!
Q)태양으로부터 흡수되는 복사에너지가 가장 많은 곳은 어디일까요?
⓵저위도 ⓶중위도 ⓷고위도 ⓸다 같다
춘천기상대 이지훈
