Lapse Rate( 체감률 )

1. Lapse Rate(체감률) 정적비열(Cv) : 기체의 부피를 일정하게 하고 열을 가했을 때의 비열 외부에 대하여 일을 하지 않으므로 내부 에너지가 증가 단원자 분자 1 mol의 온도를 ΔT만큼 높일 때 필요한 열량 : Q=Cv·ΔT 이 때 기체의 내부 에너지 : U = 3/2 R·ΔT 외부에 대하여 일을 하지 않으므로 내부 에너지 = 열량이므로 Cv=3/2R

2. 정압비열과 정적비열 정압비열(Cp) : 기체의 압력을 일정하게 하고 열을 가했을 때의 비열 외부에 대하여 일을 하면서 내부 에너지도 증가 단원자 분자 1 mol의 온도를 ΔT만큼 높일 때 필요한 열량 : Q=Cp·ΔT 기체의 내부 에너지 : ΔU = Q-P·ΔV ΔU = 3/2 R·ΔT P·ΔV= R·ΔT (PV = nRT) 따라서 Cp =5/2R ⇒ Cp = Cv + R

3. 이상기체 방정식 PV = nRuT Ru : universal gas constant n = m/M, R = Ru/M PV=mRT ☜ ρ= m/V P = ρRT or Pα= RT ☜ 단위질량, α=V/m=1/ρ : 비용적

4. 열역학 제 1법칙 • 어떤 계의 에너지 총량은 U이고, 그 계는 외부와 에너지 교환을 하지 않는다면 에너지 총량 U는 일정하게 유지. • ET =Em + Ep + Eh + ····· 에너지의 모양은 변화하지만, 소멸하거나 창출되지 않는다. • 어떤 계가 외부와 에너지 교환을 하면 외부에서 들어온 열량은 그 계가 외부에 행한 일의 량과 내부에너지 증가량의 합과 같다. • dQ = dW +dU

5. dQ = dW + dU dW = P·dα외부에 한 일의 량은 부피팽창으로 가한 압력의 변화 PΔV에서 체적을 비용적으로 dU = Cv·dT (Cp = Cv+R) = Cp·dT – R·dT ☞ 이상기체방정식 P·α = R·T를 미분하면 R·dT = P·dα +α·dP 온도와 압력에 관하여 정리하면 ☜ 양변을 온도 T로 나누고, PV=nRT ⇒ α = RT/P

6. 에서 단열팽창 또는 단열수축을 가정하면, 이고, ☞ 에너지 전달이 없다. ☜Ρ=m/V이고, m : 단위질량 실온에서 건조공기의 Cp : 1005 J/kg·℃, g : 9.806 m/sec2 0.0098℃/m 온도구배에 음의 부호를 붙인 것을 건조단열감율이라 한다. 건조단열감율 Γ ≒ 1℃/100m

7. 중위도에서는 고도 10.8km까지는 평균온도가 직선적으로 감소하므로 해수면 평균온도 288。K이고, 10.8Km에서의 평균온도는 216.7。K이므로 ☜ 표준단열감율 -0.0066 ℃/m

8. 습윤공기 Mm : 습윤공기, md : 건조공기, mv : 수증기, ml : 액체 닫혀진 계에서의 습윤공기의 변화량은 e : 수증기의 분압, 따라서 ☜ 양변을 ρm으로 나누면, ☜ ρ=m/V

9. ☜ Mixing ratio(혼합비 : γ) Rv/Rd = 1/ε = Md/Mv =1.61 Specific humidity(비습 : q) 습윤공기 1kg에서의 수증기의 량 이에 따라 습윤공기의 기체상수는

10. Latent Heat(잠열 : L) 순수한 물질이 일정 압력하에서 고체로부터 액화되거나 액체로부터 기화할 때와 같이 상이 변화하지 않으면서 상의 변화하는데 필요한 열 기화잠열 용융잠열

11. 습윤공기의 에너지 보존법칙 ☜ 첨자 m은 습윤공기의 표시 잠열의 단위질량 계 따라서

12. 그러나 비습은 이므로 정리하면 따라서

13. 여기에서 수증기의 포화혼합비를 γs라고 하면 ☜ 따라서

14. 대기안정도 상승 또는 하강한 공기 덩어리의 온도와 주위 공기와의 온도 차이에 따라 공기 덩어리가 상승 또는 하강하는 경향으로 평가 • 온도구배 • 환경적 온도구배 ( )와 건조단열감율(Γ)와의 관계. • 바람의 전단작용에 의한 난류 • 온위구배(Potential temperature gradient) • 단위체적의 공기를 단열과정에 의하여 현재의 압력 P에서 1000 mbar의 표준압력 P0로 이동시켰을 때의 기단온도

15. 안정상태 • 공기를 상승시키면 주위 공기보다 온도가 낮아지고, 하강 시키면 주위보다 온도가높아져, 원래의 자리로 되돌아 오려는 공기의 상태 • 기온감률 < 단열감률

16. 불안정상태 • 공기를 상승 시키면 주위공기보다 온도가 높아지고, 하강 시키면 주위보다온도가낮아져, 원래의 자리에서 멀어지려는 공기의 상태 • 기온감률 > 단열감률

17. 중립상태 • 단열 감률과 기온 감률이 같이 변하므로 공기 덩어리의 상승 또는 하강 운동이 일어나지 않는 상태 • 기온감률 = 단열감률

18. 온위구배 건조공기의 온위를 θ라 하면, 온위 θ는 ☜ 양변에 log를 취하면 ☜ 고도 z에 대해 미분하면 ☜ dP/dz = -ρg이고, P = - ρRT이므로

19. 이상기체에서 따라서 ☜ g/Cp =Γ이므로 ☜ θ≒T라고 하면

20. 고도에 따라 기온이 감소할 경우(일반적 대기상태)에는 안정한 대기 불안정한 대기

21. 고도에 따라 기온이 증가할 경우(기온역전)에는 1) 침강역전 : 고기압의 중심지역에서 기단이 아래쪽으로 이동하면서 단열압축 및 가온되어 형성 ☜ 단열과정에서 dQ=0이므로 ☜ ρ=m/v 여기서 단열과정에서 Cp는 일정하고 고도가 높아지면, 압력이 낮고 밀도도 낮아진다. 원서 다시 번역해서 다시 정리할 것.

22. 2) 복사역전 : • 낮 동안 지표면의 대기는 전도, 대류, 복사에 의하여 가열되어 • 지표면에 가까울수록 온도가 상승하여 온도가 음의 구배 • 맑은 날 밤에는 빠른 복사로 인하여 지표면이 빠르게 냉각 • 지표면 부근에서 고도가 높을수록 온도가 상승하는 현상이 발생 • 해뜨기 직전 및 하늘이 맑고 바람이 약한 경우에 발생

23. 3) 해풍역전 :

24. 4) 이류역전 : 5) 전선역전 :

25. 대기안정도의 분류

26. 고도에 따른 풍속 지표면의 풍속은 지표면의 거칠기에 비례한다. 고도에 따른 풍속의 구배는 야간보다 주간에 더 가파르다. 지상풍은 고도 10m의 풍속을 기준으로 표시한다.

27. MMD(Maximum Mixing Depth) 기단의 가속도 : dV/dt 가열된 기단의 밀도 : ρ′ 이므로 이므로 ☜ 부력가속도

28. - Strong turbulence. • - 대기가 매우 불안정한 상태의 초단열감율. • - Thermal eddies가 짧은 기간에 지면 이름. • - 넓은 지역에 걸쳐 확산되는 경향. • 바람이 약하고 지표면에 강한 태양빛이 비추는 • 맑은 날 낮에 발생. Looping