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작성일 : 19-04-02 02:43

대기정체를 이해하기 위한 기초지식

글쓴이 : 다잇글힘

밑에 댓글로 달았다가 따로 게시글로 올립니다..

대기확산은 수평적 확산과 수직적 확산 모두 존재합니다.

(Visualization of a buoyant Gaussian air pollutant dispersion plume)

수평적 확산에 있어서 중요한 요소는 역시나 바람입니다. 사실 이게 대기확산과 관련해서는 단기간에 한에선 보다 본질적인 부분에 가깝습니다. 즉 수평적 바람이 광범위한 영역의 미세먼지 문제를 빠른 시간안에 해결하는데는 보다 효과적이라는 뜻. 그 예가 겨울철 시베리아 고기압이 확장하면서 기온이 낮아지고 바람이 많이 부는데 고기압권임에도 불구하고 아시다시피 이때 대부분 미세먼지 문제가 급격하게 낮아집니다. 사실 바람과 미세먼지와의 상관관계는 이미 통계적으로 연평균 자료를 통해 이미 밝혀졌습니다.

Recent increase of surface particulate matter concentrations in the Seoul Metropolitan Area, Korea

https://www.nature.com/articles/s41598-017-05092-8

수직적 확산은 대기안정도와 관련되어 있는데 이 부분을 설명하려면 대기구조에 대한 설명이 필요합니다.저 위 성층권,중간권까지 올라갈 필요는 없고 대류권 안에서 그중 미세먼지는 대기경계층과 관련이 있습니다. 그중에서도 높이.

쾌청한 날(고기압권)의 경우 대기경계층에서는 낮시간대에는 혼합층(골고루 믹싱)이 밤시간데에는 잔류층(스무스한 믹싱)과 지표안정층(표면역전층외 여러현상, 층상구조)이 생성되는데요.

(이층의 물리적인 특성과 관련해서는 아래 두번째 그림을 참고하시면 되겠습니다 )

이 대기경계층 아래에선 대류와 교란을 통해 미세먼지가 골고루 섞이게 됩니다. 문제는 계절에 따라 이층의 두께가 일정하지 않다는 것입니다.

똑같은 오염물질이 배출되더라도 이 층의 두께가 두꺼워지면 그만큼 더 넓은공간으로 대기오염물질이 퍼지기 때문에 대기오염물질의 농도가 상대적으로 낮아집니다. 그래서 여름철 미세먼지 농도가 낮죠. 물론 이 하나만의 이유는 아니지만 기상학적으로는 이러한 이유를 댈 수 있습니다. 반대로 겨울엔 두께가 얇아지기 때문에 농도가 높아질 수밖에 없습니다. 오염물질을 수용할 수 있는 공간이 보다 적어지니까요. 극단적으로 표면에 역전층이 형성되는 경우엔 아래와 같은 도시형 스모그를 보실수 있죠.

물론 고기압권이 아닌 대기확산이 원할한 기상상태가 되버리면 오염물질은 보다 광범위하게 퍼지게 됩니다.

출처 : 해외 네티즌 반응 - 가생이닷컴https://www.gasengi.com

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		벚꽃 19-04-02 12:06 지식이 부족해서 100% 이해는 안 되지만 잘 봤습니다. 지식이 부족해서 100% 이해는 안 되지만 잘 봤습니다.



		두루뚜루둡 19-04-02 13:02 미세먼지라는 것은 농도의 개념이고 농도의 개념에서 중요한 것은 총량보다 부피일 수 있습니다 저기 그래프에서도 월별로 대류가 일어나는 높이에 대한 이야길 하는 것 같습니다 대강 보기에 높이가 1월의 최저치 보다 여름의 최고치가 2.5배 정도는 되는 것 같습니다 겨울 봄에 미세먼지가 심한 것의 이유 중 하나가 복사열로 인한 대류의 편차 때문이죠 여튼 같은 양의 미세먼지라 가정해도 퍼져있는 부피가 2배 이상 차이 난다면 농도는 반대로 1/2 이하로 낮아질 것입니다 반면 바람의 경우 평균 풍속이라는 것을 발표하지도 않을 뿐더러 옆으로 부는 바람이 모든 미세먼지를 그대로 옆으로 횡이동 시키지 않는 것은 상식적인 이야기입니다 옆으로 부는 바람이라는 것도 경향적인 이야기고 젤 위에 공장 굴뚝에서 나오는 연기의 확산에 대한 도식화에서도 이해할 수 있듯이 옆으로 횡이동 되지도 않고 원추모양으로 확산되면서 퍼저나가기 때문에 오염원에서 멀어질 수록 영향은 급감합니다 또한 바람이 2배~3배의 변동을 가져다 주지 않습니다 물론 저런 이야기가 중국의 미세먼지 영향에 대한 확답을 내려주지는 않습니다 다만 바람에 의해 미세먼지가 전부 옮겨올 것이다 이런 류의 이야기는 허무맹랑할 수 있다는 이야길 할 수는 있겠죠 베이징에서 미세먼지가 심각했으니 우리도 2~3일 내에 미세먼지가 심각할 것이다 이 말에 과학적 근거가 결여되어 있다란 이야길 하는 것이죠 뭐 그런 의미에서 올려주신 글 같습니다 미세먼지라는 것은 농도의 개념이고 농도의 개념에서 중요한 것은 총량보다 부피일 수 있습니다 저기 그래프에서도 월별로 대류가 일어나는 높이에 대한 이야길 하는 것 같습니다 대강 보기에 높이가 1월의 최저치 보다 여름의 최고치가 2.5배 정도는 되는 것 같습니다 겨울 봄에 미세먼지가 심한 것의 이유 중 하나가 복사열로 인한 대류의 편차 때문이죠 여튼 같은 양의 미세먼지라 가정해도 퍼져있는 부피가 2배 이상 차이 난다면 농도는 반대로 1/2 이하로 낮아질 것입니다 반면 바람의 경우 평균 풍속이라는 것을 발표하지도 않을 뿐더러 옆으로 부는 바람이 모든 미세먼지를 그대로 옆으로 횡이동 시키지 않는 것은 상식적인 이야기입니다 옆으로 부는 바람이라는 것도 경향적인 이야기고 젤 위에 공장 굴뚝에서 나오는 연기의 확산에 대한 도식화에서도 이해할 수 있듯이 옆으로 횡이동 되지도 않고 원추모양으로 확산되면서 퍼저나가기 때문에 오염원에서 멀어질 수록 영향은 급감합니다 또한 바람이 2배~3배의 변동을 가져다 주지 않습니다 물론 저런 이야기가 중국의 미세먼지 영향에 대한 확답을 내려주지는 않습니다 다만 바람에 의해 미세먼지가 전부 옮겨올 것이다 이런 류의 이야기는 허무맹랑할 수 있다는 이야길 할 수는 있겠죠 베이징에서 미세먼지가 심각했으니 우리도 2~3일 내에 미세먼지가 심각할 것이다 이 말에 과학적 근거가 결여되어 있다란 이야길 하는 것이죠 뭐 그런 의미에서 올려주신 글 같습니다



		다잇글힘 19-04-02 14:09 1. 미세먼지라는 것은 농도의 개념이고 농도의 개념에서 중요한 것은 총량보다 부피일 수 있습니다 ------------------------------------------------ 미세먼지 농도를 결정하는 요인 : 오염물질의 배출량 (인간요소), 기상환경 (오염물질의 공간적 집적수준을 결정) 2. 겨울 봄에 미세먼지가 심한 것의 이유 중 하나가 복사열로 인한 대류의 편차 때문이죠 ------------------------------------------------ 대기경계층과 관련된 설명 : 미규모 또는 소규모와 같은 국소적인 영역에서의 현상 겨울,봄 미세먼지가 심한 이유는 종관규모적인 대기정체에 기인 : 고기압,이동성 고기압, COL등. 복사냉각과 같은 부분은 주로 미규모 내지 중규모 수준을 설명할때 사용됨. 대표적인 예가 회오리바람, 토네이도가 발생하는 범위 3. 바람의 경우 평균 풍속이라는 것을 발표하지도 않을 뿐더러 ---------------------------------------------- 바람의 경우 기압도를 통해 풍속의 강하고 약하고를 대략적으로 짐작할 수 있음. 그래서 기상청에서 바람이 강하게 불것이다 서풍이 불것이다 남풍이 불것이다 알수 있는 것이고 4. 옆으로 부는 바람이 모든 미세먼지를 그대로 옆으로 횡이동 시키지 않는 것 -------------------------------------------- 기상학적 대류현상은 대략적인 고도 10km미만에서 이루어짐. 고도 10km미만의 수직적인 이동범위와 수백에서 수천km에 달하는 수평적인 범위중 어느쪽이 더 크고 광활한지는 생각해보기 바람. 더군다나 상승기류와 수평적인 풍향중 어느쪽이 더 지속적이고 강한 기류를 만들지도 생각해보기 바람. 대기불안정으로 적란운과 같은 수직적 범위의 구름이 만들어지거나 지형적인 영향으로 산기슭을 따라 상승기류가 만들어지는게 아닌 이상 수평적인 바람이 훨씬 이송량이 많음. 5. 바람에 의해 미세먼지가 전부 옮겨올 것이다 이런 류의 이야기는 허무맹랑 ---------------------------------------- 이 부분은 님의 설명이 부분적으로는 맞음. 다만 바람이 영향을 준다는 시중의 의견도 역시나 부분적으로 맞음. 다만 가장 중요한건 바람이 아니라 크게는 기단 좀더 작게는 고기압과 저기압과 같은 공기덩어리 자체의 이동내지 기상학적 현상 자체의 이동임. 배가 9시에서 3시방향으로 움직이고 있고 사람이 배안에서 역시나 9시에서 3시방향으로 움직이고 있다면 사람의 움직임은 바람이고 배의 움직임은 공기덩어리의 움직임임. 그렇다면 밖에서 이걸 어떻게 볼것이냐? 북반구에서 고기압은 공기의 유동이 중심으로부터 시계방향으로 불어나감. 문제는 이 고기압도 정지하지 않고 움직인다는 점. 사람들이 가장 혼동하는 부분중 하나임. 중요한건 고기압의 위치인데 고기압의 오른쪽에 위치해서 불게되는 서풍만을 주목한다는 점. 서풍이 본질이 아니라는 점을 알수 있는 예 (작년 10월말서부터 11월초사이에 발생한 미세먼지 상황) 10월 27일(서풍,미세먼지상태 좋음) 풍향 https://earth.nullschool.net/#2018/10/27/1200Z/wind/surface/level/orthographic=-228.91,33.02,1024 미세먼지 https://dustfeel.com/forecast/2018-10-27 11월5일 (동풍,북풍, 미세먼지상태 나쁨) 풍향 https://earth.nullschool.net/#2018/11/05/0300Z/wind/surface/level/orthographic=-228.91,33.02,1024 미세먼지 https://dustfeel.com/forecast/2018-11-05 1. 미세먼지라는 것은 농도의 개념이고 농도의 개념에서 중요한 것은 총량보다 부피일 수 있습니다 ------------------------------------------------ 미세먼지 농도를 결정하는 요인 : 오염물질의 배출량 (인간요소), 기상환경 (오염물질의 공간적 집적수준을 결정) 2. 겨울 봄에 미세먼지가 심한 것의 이유 중 하나가 복사열로 인한 대류의 편차 때문이죠 ------------------------------------------------ 대기경계층과 관련된 설명 : 미규모 또는 소규모와 같은 국소적인 영역에서의 현상 겨울,봄 미세먼지가 심한 이유는 종관규모적인 대기정체에 기인 : 고기압,이동성 고기압, COL등. 복사냉각과 같은 부분은 주로 미규모 내지 중규모 수준을 설명할때 사용됨. 대표적인 예가 회오리바람, 토네이도가 발생하는 범위 [https://i.imgur.com/NRHK601.jpg] 3. 바람의 경우 평균 풍속이라는 것을 발표하지도 않을 뿐더러 ---------------------------------------------- 바람의 경우 기압도를 통해 풍속의 강하고 약하고를 대략적으로 짐작할 수 있음. 그래서 기상청에서 바람이 강하게 불것이다 서풍이 불것이다 남풍이 불것이다 알수 있는 것이고 4. 옆으로 부는 바람이 모든 미세먼지를 그대로 옆으로 횡이동 시키지 않는 것 -------------------------------------------- 기상학적 대류현상은 대략적인 고도 10km미만에서 이루어짐. 고도 10km미만의 수직적인 이동범위와 수백에서 수천km에 달하는 수평적인 범위중 어느쪽이 더 크고 광활한지는 생각해보기 바람. 더군다나 상승기류와 수평적인 풍향중 어느쪽이 더 지속적이고 강한 기류를 만들지도 생각해보기 바람. 대기불안정으로 적란운과 같은 수직적 범위의 구름이 만들어지거나 지형적인 영향으로 산기슭을 따라 상승기류가 만들어지는게 아닌 이상 수평적인 바람이 훨씬 이송량이 많음. 5. 바람에 의해 미세먼지가 전부 옮겨올 것이다 이런 류의 이야기는 허무맹랑 ---------------------------------------- 이 부분은 님의 설명이 부분적으로는 맞음. 다만 바람이 영향을 준다는 시중의 의견도 역시나 부분적으로 맞음. 다만 가장 중요한건 바람이 아니라 크게는 기단 좀더 작게는 고기압과 저기압과 같은 공기덩어리 자체의 이동내지 기상학적 현상 자체의 이동임. 배가 9시에서 3시방향으로 움직이고 있고 사람이 배안에서 역시나 9시에서 3시방향으로 움직이고 있다면 사람의 움직임은 바람이고 배의 움직임은 공기덩어리의 움직임임. 그렇다면 밖에서 이걸 어떻게 볼것이냐? [http://study.zumst.com/upload/00-D11-62-12-05/%EA%B3%A0%EA%B8%B0%EC%95%95.png] 북반구에서 고기압은 공기의 유동이 중심으로부터 시계방향으로 불어나감. 문제는 이 고기압도 정지하지 않고 움직인다는 점. 사람들이 가장 혼동하는 부분중 하나임. 중요한건 고기압의 위치인데 고기압의 오른쪽에 위치해서 불게되는 서풍만을 주목한다는 점. 서풍이 본질이 아니라는 점을 알수 있는 예 (작년 10월말서부터 11월초사이에 발생한 미세먼지 상황) 10월 27일(서풍,미세먼지상태 좋음) 풍향 https://earth.nullschool.net/#2018/10/27/1200Z/wind/surface/level/orthographic=-228.91,33.02,1024 미세먼지 https://dustfeel.com/forecast/2018-10-27 11월5일 (동풍,북풍, 미세먼지상태 나쁨) 풍향 https://earth.nullschool.net/#2018/11/05/0300Z/wind/surface/level/orthographic=-228.91,33.02,1024 미세먼지 https://dustfeel.com/forecast/2018-11-05



		두루뚜루둡 19-04-02 19:05 네 정리 감사드립니다 제가 말하고 싶었던 것은 미세먼지가 중국에서 편서풍의 영향으로 중국에서 발생한 미세먼지가 거의 그대로 옮겨온다는 아닌 것 아니다와 대류공간 자체의 수직적 확장 축약이 끼치는 영향이 (설명을 통해서 그것이 태양복사 에너지의 계절적 차이보다 고기압의 위치로 인해 대류공간을 압박해서 축소시키는 요인이 크다는 것을 알겠습니다) 크지 않는가였습니다 그런 의미로 중국발 미세먼지의 영향이 얼마나 있는가에 대한 고찰이 더 필요하다는 것이었습니다 한중이 공동으로 연구를 하고 서로 개선할 목표를 정하고 그렇게 해결해 가면 얼마나 좋겠습니까 그런 의미에서 과학적 외교적 노력이 필요할 것 같습니다 네 정리 감사드립니다 제가 말하고 싶었던 것은 미세먼지가 중국에서 편서풍의 영향으로 중국에서 발생한 미세먼지가 거의 그대로 옮겨온다는 아닌 것 아니다와 대류공간 자체의 수직적 확장 축약이 끼치는 영향이 (설명을 통해서 그것이 태양복사 에너지의 계절적 차이보다 고기압의 위치로 인해 대류공간을 압박해서 축소시키는 요인이 크다는 것을 알겠습니다) 크지 않는가였습니다 그런 의미로 중국발 미세먼지의 영향이 얼마나 있는가에 대한 고찰이 더 필요하다는 것이었습니다 한중이 공동으로 연구를 하고 서로 개선할 목표를 정하고 그렇게 해결해 가면 얼마나 좋겠습니까 그런 의미에서 과학적 외교적 노력이 필요할 것 같습니다



		엔미디 19-04-02 14:43 가생이 글들을 보면서 다잇글힘님의 글들은 참 잼있게 보고 있습니다만 우주관련 내용도 그렇고 전문지식 없이는 이해하기가 힘드네요 ^^; 가생이 글들을 보면서 다잇글힘님의 글들은 참 잼있게 보고 있습니다만 우주관련 내용도 그렇고 전문지식 없이는 이해하기가 힘드네요 ^^;

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