개념과 작동 원리
상승하는 공기 덩어리는 주변 압력이 낮아지면서 팽창합니다. 외부와 열교환이 작은 단열 근사에서는 팽창에 따라 온도가 내려갑니다.
공기 온도가 이슬점에 가까워지면 상대습도가 커집니다. 포화 뒤에는 응결 과정의 잠열 방출 때문에 온도 감소율이 건조할 때와 달라집니다.
관계식과 성립 조건
실험은 포화 전 온도 10 °C/km, 이슬점 2 °C/km 감소를 가정해 응결 고도를 (T−Td)/8 km로 근사합니다. 두 값의 차이가 줄어드는 비율입니다.
습윤 단열 감률은 실제로 온도·압력·수증기량에 따라 달라집니다. 이 단순 모형으로 모든 구름의 높이나 강수 발생을 예측하지 않습니다.
가상 실험에서 읽을 변화
응결 전에는 공기 10 ℃/km·이슬점 2 ℃/km, 응결 뒤에는 공기 5 ℃/km로 식는 구간 근사를 사용해요.
건조·이슬점·습윤 감률을 각각 10·2·5 ℃/km의 상수로 두는 구간 근사예요. 혼합·복사·기압에 따른 감률 변화를 생략해요. 안정·불안정은 해당 높이에서 주변과 온도를 비교한 부력 판정이며 전체 대기의 안정도나 실제 구름·강수 예보가 아니에요.
핵심 관계와 기호
응결 고도 = (T−Td)/8 km
| 기호 | 뜻 | 단위 |
|---|---|---|
| T, Td | 초기 공기 온도·이슬점 | °C |
| 감률 | 높이에 따른 온도 변화율 | °C/km |
예시로 확인하기
응결 고도 1.5 km에서 공기 덩어리의 기온은?
(25−13)/(10−2)=1.5 km예요. 응결 전에는 10 ℃/km씩 식으므로 25−10×1.5=10 ℃예요.
자주 헷갈리는 점
- 공기가 상승해 식는 것을 높은 곳이 차가워서 열을 빼앗기는 과정만으로 설명할 수는 없습니다.