대기층의 구조

문제풀이 : https://hl123.co.kr/ea/4

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표준교재 항공기상(2022)

특 징
대류권 (Troposphere)	• 고도 : 지구 표면 - 약 11km(36,000ft) • 온도 : 지표면 근처 약 15°C(59°F)에서 대류권 상층부 –56.5°C(-70°F)까지 감소 • 대부분의 기상 현상 발생 • 고도 상승에 따라 기체 감소, 공기 희박 • 적도 지역, 여름에 고도 높고, 극지방 및 겨울에 고도 낮음 • 온도 평균 6.5°C/km(2°C/1,000ft) 비율로 감소 • 대류권계면   - 적도 부근 약 18-20km(11-12miles), 극 지방 약 6km(3.7miles)   - 북위와 남위 50° 지역에서 약 9km(5.6miles)   - 제트기류, 청천난기류(CAT), 뇌우 등 기상 현상 발생, 항공기 운항에 중요 영향
성층권 (Stratosphere)	• 고도 : 지표면 - 약 50km • 온도 : 대류권계면의 –56.5°C(-70°F)에서 성층권계면의 약 –3°C(27°F)까지 상승 • 대기 기체의 19% 포함, 수증기 거의 없음 • 고도 상승에 따라 온도 상승(산소 분자의 태양복사 흡수로 인한 오존 형성으로) • 온도 상승 → 기체 움직임 둔화로 안정된 층 형성 • 대류 현상이나 일기 변화 거의 없음 • 대류권 뇌우가 성층권 침투 가능성 존재 • 연료 소비 증가, 방사선 및 오존 농도 증가 등 문제
중간권 (Mesosphere)	• 고도 : 성층권계면 - 약 85km(53miles) • 온도 : 성층권계면의 약 –3°C에서 중간권계면의 –100°C까지 감소 • 고도 상승에 따라 기체 희박, 자외선 가열 효과 감소, 온도 감소 • 유성의 속도를 늦추고 태워 별똥별 현상 발생
열권 (Thermosphere)	• 고도 : 중간권계면 - 약 690km(430miles) • 온도 : 중간권계면의 –100°C에서 상층부 2,000°C(3,600°F)까지 급격히 상승 • 상부 대기, 기체 매우 희박(체감온도 매우 낮음) • 태양으로부터 고에너지 자외선과 X선 흡수, 온도 크게 상승 • 강한 태양풍으로 원자 이온화 (전리층 형성) • 전리층 : 전파 반사, 원거리 무선통신 가능 • 오로라 현상 발생
외기권 (Exosphere)	• 고도 : 열권계면- 약 10,000km(6,200miles) • 대기의 가장 바깥 층 • 지구 대기와 우주 공간의 경계(전이층) • 대기 극히 희박 • 가벼운 기체(수소, 헬륨)들이 우주로 빠져나갈 수 있음
이온권 (Ionosphere)	• 고도 : 지상 약 60km 상공 - 대기권 꼭대기(대부분 열권) • 초고층 대기권 내부의 전리화 영역 • 이온과 자유전자가 높은 밀도로 분포 * 이온 : 전자를 한 개 혹은 두 개를 잃거나 더 옅은 상태의 원자와 분자 • 이온 형성   - 원인 : 충돌하는 입자로부터 에너지 전달 또는 태양 에너지 불완전 흡수   - 결과 : 전자를 잃고 양전하를 띠는 원자 또는 분자 • 무선통신에서 중요 역할   - D층 (하층부) : (주간) AM 라디오파 반사 및 약화 (야간) 점차 사라짐   - E층과 F층 (상층부) : (야간) AM 라디오파 반사   - 야간 특성 : 라디오파 흡수 감소, AM 라디오파의 원거리 전파 • (주간) D층에 의한 신호 약화 (야간) 상층부 반사로 원거리 통신 가능

 

※ 고도, 온도 비교

고 도
대류권	지구 표면 - 약 11km(36,000ft)
(대류권계면)	• 적도 부근 약 18-20km(11-12miles) • 극 지방에서 약 6km(3.7miles) • 북위와 남위 50° 지역에서 약 9km(5.6miles)
성층권	지표면 - 약 50km
중간권	성층권계면 - 약 85km(53miles)
열권	중간권계면 - 약 690km(430miles)
외기권	열권계면 - 약 10,000km(6,200miles)
이온권	지상 약 60km 상공 - 대기권 꼭대기(대부분 열권)
온 도
대류권	지표면 근처 약 15°C(59°F)에서 대류권 상층부 –56.5°C(-70°F)까지 감소
성층권	대류권계면의 –56.5°C(-70°F)에서 성층권계면의 약 –3°C(27°F)까지 상승
중간권	성층권계면의 약 –3°C에서 중간권계면의 –100°C까지 감소
열권	중간권계면의 –100°C에서 상층부 2,000°C(3,600°F)까지 급격히 상승