◎ 미리생각해보기

우리나라에서 매년 주로 3~5월 관측되는 황사의 근원지는 어디이며, 어떤 영향을 받아 우리나라로 오는 것일까요?

우리나라에 영향을 미치는 황사의 주요 발원지는 중국과 몽골의 사막지대(타클라마칸, 바다인자단 등), 황하중류의 황토지대입니다. 이런 중국의 서북 건조지역은 연강수량이 적고 사막이 대부분이어서 모래먼지가 많이 발생합니다. 이렇게 발생하는 모래먼지 위에 저기압이 지나가면 강한 상승기류에 의해 3천~5천m의 높은 상공으로 올라간 뒤 편서풍과 제트류를 타고 이동합니다. 이 후 풍속이 느려지는 한국과 일본에서 대부분이 하강하고 간혹 미국까지 이동하기도 합니다. 발원지에서 한국까지 오는데 걸리는 시간은 2~3일 정도입니다.

◎ 실험 전 주의사항!

1. 실험에 포함된 작은 부품이나 시약 등은 삼키지 않도록 주의합니다.

2. 실험에 포함된 준비물은 실험 외 다른 용도로 절대 사용하지 않도록 합니다.

3. 실험용 도구와 시약으로 절대 장난치지 않도록 합니다.

4. 날카로운 도구를 사용할 때는 다치지 않도록 주의합니다.

5. 실험 후에는 주변 지역을 정리하고 손을 깨끗이 씻습니다.

◎ 실험 전 반드시 확인하기!

도안이 찢어지지 않도록 주의하면서 떼어냅니다.

완성된 결과물을 심하게 흔들거나 잡아당길 경우 파손될 수 있습니다. 주의하세요.

◎ 실험방법

SZ-F-R-005(Rev.3)                                                                                                      호기심의 시작 사이언스존                                                                                                     A4(210mm ×297mm)

◎ 실험결과 및 생각해보기

1. 전 지구적으로 거의 일정한 방향으로 바람이 불고 있습니다. 이러한 바람이 부

는 이유는 무엇일까요?

⇒ 바람은 열의 이동을 위한 공기의 흐름으로써, 열을 흡수하면서 가벼워진 공기가 상승하

면 그 빈자리를 메우기 위해 다른 곳의 공기가 이동하는 것입니다.

2. 대기의 순환은 열의 순환 과정이라 할 수 있습니다. 이때 ‘열’의 근본적인 원인

은 무엇일까요?

⇒ 지구에 전달되는 열은 태양이 방출하는 것으로 복사에 의해 전달됩니다. 이 열은 태양으

로부터 빛의 형태로 이동하는데, 위치에 따라 빛이 들어오는 각도가 달라 흡수되는 에너

지의 양도 달라집니다.

3. 태양의 복사에너지와 지구의 열평형에 대해 설명해보세요.

⇒ 지표와 태양이 이루는 각에 따라 흡수하는 에너지의 양도 달라지는데, 태양의 고도가 높

을수록 지표가 흡수하는 복사 에너지의 양은 증가합니다. 따라서 저위도 지역일수록 더

많은 태양복사에너지를 흡수합니다. 태양복사에너지의 흡수가 계속될 경우 지구의 전체

기온이 계속 상승하겠지만, 지구도 에너지를 방출하기 때문에 실제로는 그렇지 않습니

다. 지구가 방출하는 복사 에너지양은 위도에 관계없이 거의 일정하기 때문에 저위도 지

역에서는 흡수하는 에너지의 양이 방출하는 에너지의 양보다 많아 에너지가 남는 반면

(과잉), 고위도 지역에서는 그 반대가 되어 에너지가 부족하게 됩니다. 이때, 저위도 지

방의 에너지가 바람과 해류를 타고 고위도 지방으로 이동하게 되어 지구의 열평형이 이

루어지는 것입니다.

◎ 원리이해

1. 바람

지표면이 햇빛에 의해 데워지면 그 위에 있는 공기도 데워져 기온이 올라가게 됩니다.

어떤 지역에서 공기가 가열되면, 공기가 가벼워져 위로 올라가고, 그에 따라 공기의 양이

적어져 저기압이 됩니다. 반대로 차가운 곳의 공기는 상대적으로 많아져 고기압이 되는데,

이때, 공기의 양이 많은 고기압 지역에서 공기의 양이 적은 저기압 지역으로 공기가 이동하

게 되는데, 이것이 바로 바람입니다. 바람의 방향은 일정하지 않으며 기압의 변화에 따라

바뀌기도 합니다.

SZ-F-R-005(Rev.3)                                                                                                      호기심의 시작 사이언스존                                                                                                     A4(210mm ×297mm)

2. 태양복사에너지와 지구복사에너지

태양이 방출하는 열은 복사에 의해 지구로 전달됩니다. 지표에서는 태양의 고도, 즉 지

표와 태양이 이루는 각에 따라 흡수하는 에너지의 양도 달라지는 것입니다. 태양의 고도

가 높을수록 지표가 흡수하는 태양복사에너지의 양은 증가하는데, 실제 저위도 지역일수

록 더 많은 태양복사에너지를 흡수합니다(지표의 차등가열). 지구가 계속해서 열을 흡수

만 한다면 지구 전체의 기온은 계속 상승하겠지만, 실제로는 지구도 에너지를 방출하기

때문에 그런 일은 일어나지 않습니다. 그런데 지구가 방출하는 지구복사에너지의 양은

위도와 관계없이 거의 일정하기 때문에 저위도 지역에서는 흡수하는 에너지의 양이 방출

하는 에너지의 양보다 많아 에너지가 남습니다(에너지 과잉). 반면 고위도 지역에서는

그 반대가 되어 에너지가 부족한 현상이 나타납니다(에너지 부족). 위도에 따른 이러한

에너지의 불균형은 결국 대규모의 대기순환을 일으키고, 에너지 평형상태를 유지할 수

있습니다.

3. 대기 대순환

지표의 차등가열에 의한 에너지 불균형 상태를 평형 상태로 유지하기 위하여 지구 전체

규모에서의 대기 순환을 대기 대순환이라고 합니다. 대기 대순환은 물로 균일하게 덮여

있으며, 자전하는 지구라는 가정을 바탕으로 3세포 순환 모델을 제시하고 있습니다. 저

위도의 세포는 해들리 세포(Hadley Cell), 중위도의 세포는 페렐 세포(Ferrerl Cell), 고위

도의 세포는 극세포(Polar Cell)라 부릅니다.

① 극 고압대 – 극지역의 차가운 공기가 냉각되면서 하강하여 고기압대를 형성

② 고위도 저압대 – 편서풍과 극동풍이 만나면서 공기가 상승하여 저기압대를                          형성

③ 중위도 고압대 – 적도에서 상승한 공기가 이동하는 동안 전향력에 의해 휘                         어지면서 하강하여 고기압대를 형성.

건조하여 사막이 발달

* 중위도 고압대가 있는 지역의 경우 하강기류가 탁월하여 비가 내리지 않으므로 건

조해 사막을 형성합니다. 세계에서 건조기후를 이루는 대지역은 중위도 고압대에

분포하는데 사하라·아라비아·오스트레일리아 중앙부·칼라하리·아타카마 사막 등이

여기에 속합니다.

④ 적도 저압대 – 적도 지방에서 가열된 공기는 상승 운동을 하며 저기압대를                       형성. 적운이 발달하며 비가 많이 옴

	바람	기온	강수량	기타
고위도	극동풍	낮다	적다	하강기류 발생
중위도	편서풍	계절에 따라 변화	여름에 많고 겨울에 적다
저위도	무역풍	높다	많다 (강수량의 편차가 크다)	상승기류 발생

4. 위도별 바람

① 극동풍 – 위도 60~90°사이에서 부는 바람.

SZ-F-R-005(Rev.3)                                                                                                      호기심의 시작 사이언스존                                                                                                     A4(210mm ×297mm)

지구 자전의 영향으로 동쪽에서 서쪽으로 비스듬하게 부는 동풍.

북반구에서는 북동풍, 남반구에서는 남동풍

② 편서풍 – 위도 30~60°사이에서 부는 바람.

지구 자전의 영향으로 북반구에서는 운동 방향에 대해 오른쪽,

남반구에서는 운동방향에 대해 왼쪽으로 힘을 받아 부는 서풍.

북반구에서는 남서풍, 남반구에서는 북서풍

③ 무역풍 – 적도~ 위도30°사이에서 부는 바람.

북반구에서는 북동풍, 남반구에서는 남동풍.

해양을 가로질러 서쪽으로 항해할 때 이 바람은 무역하는 선원들에

게 매우 유용하게 활용되었기에 무역풍으로 불림

5. 기후와 날씨
날씨란 그날그날의 대기상태를 말합니다. 즉, 오늘의 기온, 강수량, 바람 등으로

날씨는 매일 변합니다. 어떤 장소에서 오랜 기간 동안 나타난 기온, 강수량, 바람

등을 평균한 것을 기후라고 합니다. 다시 말하면 기후는 어느 지역에서 1년을 주

기로 하여 반복하는 날씨를 모아 평균한 것입니다.

6. 기후의 종류

지구 각 지역의 기후는 다양하게 나타나는데 크게 4가지정도로 구별해 볼 수

있습니다.

① 열대 기후

적도 주변 지역으로 일년 내내 기온이 높고 강수량이 많습니다. 사바나 지역의

경우 우기에는 비가 많고, 건기에는 비가 적어 강수의 편차가 큽니다.

② 온대 기후

열대 기후 지역과 냉대 기후 지역의 중간에서 나타나는 기후로, 기온과 강수량이

알맞아 사람들이 생활하기에 적당하고 사계절이 뚜렷한 지역이 많습니다.

③ 냉대 기후와 한대 기후

냉대 기후 지역의 겨울은 무척 춥고 길며, 여름은 따뜻하고 짧습니다. 일년 내내

춥고 눈이 많이 내리는 한대 기후 지역은 북극이나 남극을 들 수 있습니다.

** 위도별 기후 구분

7. 이상기후

이상기후란 기온이나 강수량 등이 정상적인 상태를 벗어난 현상을 말합니다.     현재까지 가장 심각한 이상 기후는 지구의 온난화 현상입니다. 지구가 온난화     되면 강수량이 많아지고 사막은 더 건조해지며, 비가 많이 오는 지역에는 강수   량이 더 많아집니다. 적도 부근 태평양 바닷물의 온도가 높아지는 엘니뇨 현상   과 온도가 낮아지는 라니냐 현상도 갖가지 이상 기후 현상을 일으키는 원인이     되었습니다.

우리나라에 근접한 서태평양상의 수온 변화를 가져오는 라마마 현상도 이상기후의 원인이 됩니다. 라마마 현상은 제트 기류에 영향을 미쳐 폭풍의 진로를      바꾸거나 가뭄을 일으키는 등의 이상 기후를 가져왔으며, 20~30년간 지속될      것이라 예측되고 있습니다.

** 엘니뇨와 라니냐

열대 동태평양 적도부근 해수면 온도가 평년보다 높은 상태가 지속될 경우를 ‘엘니뇨’,     반대로 온도가 평년보다 낮은 경우를 ‘라니냐’라고 부릅니다. 엘니뇨는 스페인어로 남자     아이 또는 아기예수라는 뜻이며, 라니냐는 스페인어로 여자아이라는 뜻으로 세계적인 기상이변의 원인이 됩니다. 엘니뇨가 기온 상승을 불러 폭우와 가뭄 등의 이상 기온 현상     을 일으킨다면 라니냐는 기온 하강을 불러 해당 지역마다 반대의 기온 현상을 일으킵니다. 예를 들어 극심한 가뭄 피해를 입었던 지역에는 폭우가 쏟아지고, 물난리를 겪은 지역에는 가뭄이 찾아오는 식입니다.

학습목표

지구 전체 규모의 바람과 에너지의 평형에 대해 알아보고, 이상기후에 대해 논의해봅니다.

실험날짜          년      월      일

학년   반    이름 :

우리나라에서 매년 주로 3~5월 관측되는 황사의 근원지는 어디이며, 어떤 영향을 받아 우리나라로 오는 것일까요?

◎ 미리생각해보기

도안1(1장), 도안2(1장), 스티커(1장), 고정핀(1set), 양면테이프

※직접준비해주세요.(풀 또는 테이프, 가위 또는 칼)

◎ 실험준비물

1. 전 지구적으로 거의 일정한 방향으로 바람이 불고 있습니다. 이러한 바람이 부는 이유는 무엇일까요?

2. 대기의 순환은 열의 순환 과정이라 할 수 있습니다. 이때 ‘열’의 근본적인 원인은 무엇일까요?

3. 태양의 복사에너지와 지구의 열평형에 대해 설명해보세요.

◎ 실험결과 및 생각해보기

◎ 새롭게 알게 된 사실

◎ 느낀점