대류응결고도

<출처 : https://en.wikipedia.org/wiki/Cumulus_cloud>

고등학교에서는 다루지 않지만, 상승응결고도 이외에 대류응결고도라는것이 있습니다(교과서에는 없지만, 참고서나 문제가 같은거에 은연중에 출제하는 경우가 간혹 있기는 합니다..ㅎㅎ)

**상승응결고도, 자유대류고도, 평형고도에 관한 포스팅

상승응결고도와 자유대류고도, 평형고도

상승응결고도는 공기가 상승했을 때 응결이 시작되는 고도인데, 자발적인 상승이 아닌 경우도 포함을 합니다. 그런데 대류응결고도(convective condensation level, CCL)는 약간 다릅니다. 말 그대로 대류, 그러니까 공기가 가열되어 자발적으로 상승했을 때 응결이 발생하는 고도입니다.

 

아래 그림을 보며 이야기 해 보겠습니다.

지표면에 기온이 30℃이고 이슬점온도가 25℃인 공기가 있다고 가정해 보겠습니다. 약간 황색선은 이 지역 공기의 고도별 이슬점온도 분포이고, 붉은선은 이 공기의 고도별 기온 분포입니다. 이 파란색 점선은 지표면의 공기가 상승할 때 나타나는 이슬점 온도 변화입니다(100m당 0.2℃씩 감소한다고 다루었습니다.) 이 공기가 그대로 상승하다면, 아래 그림처럼 될겁니다.

**이슬점 감률에 관한 포스팅

대기 움직임의 기본 - 단열변화

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그럼 이 공기는 작은 파란색 점선을 따라 상승하다가 파란색 점에서 응결이 시작될 것인데, 문제는 주변보다 온도가 낮기 때문에 자발적으로 상승하지 못합니다. 이건그냥 상승응결고도입니다. 만약 지표면상의 이 공기가 가열되어 온도 T가 되었다고 해 보겠습니다.

그럼 주변보다 온도가 높아 스스로 상승은 합니다만, 스스로 상승할 수 있는 구간은 위 파란색 1번 점 까지이며, 이후부터는 주변보다 온도가 낮기 때문에 스스로 올라가지 못합니다. 그리고 이슬점 온도에 도달하지 못했기 때문에 응결도 일어나지 않습니다. 응결이 일어나기 위해서는 1번 점 부터는 강제로 상승해야 합니다.

 

그럼 아래 상황을 보겠습니다.

이번에는 공기가 T만큼 가열되지 않고, Tc만큼 가열됬다고 가정해 보겠습니다. 그럼 공기는 아까차럼 주변보다 온도가 높아 자발적으로 상승하기 시작하는데, 이때는 아까와 달리 3번 고도까지 상승할 수 있고, 이 고도에서 공기는 이슬점 온도와 만나기도 합니다. 이 고도가 대류응결고도(convective condensation level, CCL)가 됩니다. 쉽게 말해 대류응결고도라는건 공기가 가열되어 대류라는 방식으로 자발적으로 상승하며 응결이 발생할 수 있는 고도가 됩니다.

 

그림을 보면 알 수 있듯, 대류응결고도는 이슬점 온도가 높을 수록, 공기가 충분히 가열될 수록 잘 갖추어질 수 있습니다. 만약 이슬점 온도가 너무 낮거나 공기가 충분히 가열되기 어려운 상황이라면 대류응결고도는 너무 높은 곳에 형성되어 발생하기 어려울 수 있습니다. 또한 대류응결고도에 도달한 뒤에도 공기가 충분히 불안정하여 쭉쭉 상승할 수 있는 조건이 갖추어 졌을 때, 키가 높은 구름이 만들어 질 수 있는 조건이 갖추어집니다.

 

다음번 대기과학 글에서는 대기 안정도와 역전층에 대한 내용을 순차적으로 다루어 보겠습니다!!