‘따뜻한 공기는 상승하고 시원한 공기는 가라 앉는다’는 사실을 배웠을 수도 있습니다.하지만 항상 그런 것은 아닙니다.

이것은 공기의 부력 (상승 능력)이 온도와 그 안에 포함 된 수증기의 양에 의해 결정되기 때문입니다. 건조한 공기에는 대부분 질소 원소가 포함되어 있습니다. 다른 분자로 조립 된 산소. 수증기는이 무거운 분자보다 밀도가 낮습니다. 습한 공기에서 수증기는 일반적으로 질소와 산소가 차지하는 공간을 차지합니다. “증기 부력 효과”로 알려진이 현상은 습기를 만듭니다. 같은 온도, 압력 및 부피의 건조한 공기보다 가벼운 공기.

대규모에서 증기 부력 효과는 대류권으로 알려진 대기의 가장 낮은 영역을 통해 공기의 이동을 지시하는 데 도움이됩니다. 특히 습한 열대 지역의 공기에 영향을 미칩니다. 열대 지역에서도 일부 공기 패치는 동부 또는 서부에 위치한 더 습한 공기에 비해 상대적으로 건조한 상태를 유지합니다. 이제 새로운 기후 모델은 습한 공기 상승과 건조한 공기의 순환을 제안합니다. 침몰은 c의 효과를 다소 완충 할 수 있습니다. 열대 지방의 리 메이트 변화.

“이 효과가 없으면 기후 온난화는 더욱 악화 될 것입니다.”라고 캘리포니아 데이비스 대학의 대기 과학 조교수이자 로렌스 버클리 국립 연구소의 공동 교수 과학자 인 다 양은 말했습니다. . Science Advances 저널에 5 월 6 일에 게재 된 Yang의 모델에 따르면 증기 부력 효과는 열대 지역에서 우주로 방출되는 열 에너지 (열)의 양을 제곱미터 당 약 1 ~ 3 와트 정도 증폭시킵니다. 이 모델은 열대 기후가 따뜻해 짐에 따라 그 효과가 기하 급수적으로 증가 할 수 있음을 시사합니다. 이는 온도가 상승하더라도 지역이 점점 더 많은 열을 방출 할 것임을 의미합니다.

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즉, 수증기 부력 효과가 기후 변화의 영향을 전혀 상쇄 시키지는 않습니다. 그러나 온도와 함께 열대 기후를 다소 안정화시킬 수 있습니다. 지구의 극은 비교적 빠른 속도로 올라간다고 그는 말했다.

하지만 정확히 어떻게 작동합니까?

구름과 맑은 하늘

증기 부력 효과는 “기상 학자들에게 오랫동안 알려져 왔습니다.” 연구에 참여하지 않은 뉴욕 대학교의 수학과 대기 / 해양 과학 교수 인 Olivier Pauluis는 적어도 한 세기 동안 이메일을 통해 Live Science에 전했습니다. 많은 사람들에게 친숙하지만 따뜻한 공기는 항상 상승하고 차가운 공기는 항상 가라 앉는다는 개념은 “잘못된 가정”이라고 그는 말했습니다.

“올바른”전통적인 지혜 “는 아르키메데스의 원칙으로 거슬러 올라갑니다. 가벼운 공기는 상승하고 무거운 공기는 가라 앉습니다. “그러나 습한 공기는 같은 온도와 압력의 건조한 공기보다 가볍다 고 Pauluis는 말했습니다.

현대 기후 변화 모델은 이러한 지혜를 고려하는 반면 Yang은 조사를 목표로했습니다. 내셔널 지오그래픽에 따르면 열대 지방의 습한 공기가이 지역의 전체 온난화에 어떻게 영향을 미치는지.

열대 지방은 적도에서 약 20도 이내에 있으며, 내셔널 지오그래픽에 따르면 지구를 벨트처럼 감싸고 있습니다. 열대 지방에서는 공기 순환의 전체 패턴이 습한 공기 기둥과 상대적으로 건조한 공기 기둥을 생성하여 서로 나란히 놓여 하늘을 향해 뻗어 있다고 Yang은 말했습니다. 동일한 패턴의 교대 공기 기둥은 더 작은 규모에서도 나타나지만 이러한 국소화 된 공기 주머니는 소산됩니다. 다 문제 내에서 큰 규모의 규모는 오랜 시간 동안 안정적으로 유지되고 열대 지방의 기후에 영향을 미칩니다.

습한 공기에서 구름과 뇌우가 형성되는 반면 맑은 하늘은 건조한 지역을 대부분 덮고 있습니다. 말했다. 수증기는 온실 가스로 작용하여 해양, 육지 및 대기의 낮은 지역에서 방출되는 열 에너지를 포착합니다. 따라서 열대 지방의 더 습한 지역에서 적은 에너지가 우주로 빠져 나갈 수 있습니다. “대부분의 에너지는 구름이 아닌 맑은 하늘 지역에서 방출 될 것입니다.

이것은 증기 부력 효과가 작용하는 곳입니다.

팀의 컴퓨터 모델에 따르면 수증기가 스며 든 시원한 공기가 위로 올라가 구름을 형성하고 비가 내립니다. 한편 비교적 건조하고 따뜻한 공기가 맑은 하늘 지역에 가라 앉습니다. 열대 기후는 더워지고 더 많은 물이 가열되고 증기 형태로 전환되어 위의 공기가 점점 더 습해집니다. 이후의 부력 변화는 습한 공기를 위로 몰아 내고 주변 공기를 통해 잔물결을 만듭니다. 이러한 잔물결은 다음과 같이 알려져 있습니다. 대기 중력 파동은 습한 공기에서 열을 근처의 건조한 공기로 밀어 넣습니다.

기본적으로 파도는 열에 의해 제공되는 추가 부력을 줄임으로써 증기 부력의 갑작스러운 증가와 균형을 이룹니다.

이 사이클은 건조한 공기로 점점 더 많은 열을 발생시켜 열 에너지를 위의 맑은 하늘로 방출합니다.

“즉, 가라 앉는 건조한 공기를 더 따뜻하게 할 것”이라며 맑은 하늘 지역에서 더 많은 열이 방출 될 수 있다고 Yang은 말했다. “이 증기 부력 효과가 없다면 그 반대 방향 일 것입니다.”습한 지역에서 점점 더 따뜻한 공기가 상승하여 구름 아래에 열이 갇혀 있다는 의미입니다.

이 발견은 과학자들이 증기 부력 효과에 대해 오랫동안 알고 있었기 때문에 “필연적으로 획기적인”것은 아니라고 Pauluis는 말했습니다. 그러나 특히 열대 지역에서 기후 변화를 모델링 할 때 온도와 상대 습도를 모두 고려할 필요가 있음을 강조합니다.

앞으로 Yang과 그의 공동 저자는 대규모 모델 개발을 목표로합니다. 그들의 이론을 테스트합니다. 현재 연구에서 그들은 대규모 시스템과 마찬가지로 시간이 지남에 따라 안정적으로 유지되는 습하고 건조한 공기의 소규모 시스템을 모델링했습니다. 열대 지방의 활동을 캡처하는 전체 규모 모델을 개발하려면 팀에 훨씬 더 많은 컴퓨팅 성능이 필요합니다. 또한 Yang은 여러 열대 지역에서 관측 데이터를 수집하여 팀의 예측이 실제 세계에서 어떻게 유지되는지 확인하고자합니다.

“또한 증기 부력이 구름과 바람에 어떻게 영향을 미치는지 알고 싶습니다. 그는 말했다.

“미래 기후 변화 예측의 핵심 과제는 영향이 더 큰 저수준 구름의 변화를 정확하게 평가하는 것입니다.”Pauluis는 덧붙였습니다.

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원래 Live Science에 게시 됨