Transcript 동서평균 열 수송의 위도

평균류와 에디
1. 에너지의 위도적 분포와 각 항의 기여도 이해
2. 열의 평균류와 에디 수송의 이해
3. 운동량의 플럭스의 이해
4. 평균류와 에디사이의 상호작용의 이해
5. 엘리아센-팜 플럭스 (Eliassen-Palm flux) 의미
에너지
복사에너지 기여항
대기에서의 순 에너지
임의 시간에 시간 변화율
열
동서평균 열 수송의
위도-기압 단면도
열의 극향 수송을 가능하게 하는 기온 파동과 기압 파동의 도식도
연직평균 일시파에 의한 열 수송의 전구적인 분포 (a) 연평균
연직평균 일시파에 의한
열 수송의 전구적인 분포
(b) DJF (C) JJA 기간
운동량
동서 평균된 운동량
수송의 위도-기압 단면도
운동량플럭스




운동량의 극향수송, 열수송과 비슷하게 중위도에서 강함
운동량 수송수렴이 50도 부근에 나타남, 제트기류 구역,
에디 운동량 수송이 평균류에 기여
에디로부터 평균류로의 운동량 수송
: 음의 점성(negative viscosity), 중위도 종관 경압파
극향 수송을 위한 경압파, 남서-북동의 기울어짐
(positive tilting, SW-NE),전형적인 일시파의 종관파동
의 모습
평균류와 에디사이의 상호작용
동서 평균된 운동량 방정식
평균류와 에디의 상호작용
동서평균된 열역학 방정식
동서평균된 질량연속방정식
온도풍 관계식
비가속이론(nonacceleration): 특별한 상황에서 에디항들이 직접
[u]와 [theta]에 영향을 못주고 [v]와 [오메가]에 영향을 준다.
Charney and Drazin (1961)의 단열, 비소멸과정의 가정에 의하여 에디
플럭스항들이 동서평균류와 기온의 평균장에 강제력을 행사하지 않는다:
즉, 정상상태(steady state), 단열과정(adiabatic), 비소멸
(nondissipative)를 가정한 평균류-에디 상호작용을 다음과
같다
엘리아센-팜 플럭스 (Eliassen-Palm flux)
‘[v]’와 ‘[오메가]’를 연속방정식에 대입하여
엘리아센-팜 플럭스 F (Eliassen-Palm flux F)
대기의 열평형
1. 대기의 복사평형
2. 복사 평형 온도와 대기 효과
3. 전지구적 열평형
1. 대기의 복사평형
지구의 단위 면적이 받는 에너지
그 중 30%는 반사 70%만이 지구에
흡수
그림 1. 지구의 복사 평형을 보여주는 도식도.
Radiative equilibrium temperature
대기의 꼭대기에 도달하는 수평면당 입사되는 24시간 총 일사량(left)
연평균 순 단파 복사 에너지와 순 장파 복사 에너지의 위도별 그림(right)
2. 복사 평형 온도와 대기 효과
단파 복사와 장파 복사가 평형이 되는 지구의 복사 평형 온도
태양 복사 S =
: 지구의 복사 평형 온도 혹은 휘도 온도
약 255K
이는 현재 지구 표면 온도의 평균 288K에 비하여 약 33도 정도 낮은 온도
대기는 약 33도의 보온 효과
대기의 역할
지구-대기 시스템의 single slab model 도식도
키흐르호프 법칙에 의하여 방출율과 같은 흡수율을 가정하여
지표면 온도와 대기의 온도는
지표면에서의 복사 평형, 대기에서의 복사 평형
B를 소거하여 이를 복사 평형 온도의 함수로
대기의 방출율
을 0.77로 두면
현재의 지표면 온도인
을 얻게 된다.
대기는 지구 복사에 대하여 선택적 흡수를 하며
약 0.8정도의 방출율과 흡수율을 가지는 회색체이다.
3. 전지구적 열평형
지표면과 대기 사이 에너지 균형
‘열 평형’ 또는 ‘에너지 평형’
복사적으로는 대기는 지표면에 비하여 더 적은 에너지를 받으므로
지표면에서 에너지의 재분배가 일어나야 함
재분배에 기여하는 3가지 과정은
Q* = H(Sensible heat) + L(Latent heat) + S(Surface heat flux into soil or water)
지구와 대기의 에너지 균형