대기 물리학
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대기과학에서 대기물리학은 대기의 연구에 물리학을 응용하는 학문이다.대기 물리학자들은 유체 흐름 방정식, 화학 모델, 방사선 예산, 그리고 에너지 전달 과정을 사용하여 지구의 대기와 다른 행성의 대기를 모델링하려고 시도합니다.기상 시스템을 모델링하기 위해, 대기 물리학자들은 산란 이론, 파동 전파 모델, 구름 물리학, 통계 역학, 그리고 물리학과 관련된 공간 통계학의 요소들을 사용한다.기상학 및 기후학과 밀접하게 연계되어 있으며, 대기를 연구하기 위한 기기의 설계 및 구축과 원격 감지 기기를 포함한 대기가 제공하는 데이터의 해석도 다루고 있다.우주 시대의 시작과 소리 나는 로켓의 도입에 따라, 항공학은 해리와 이온화가 중요한 대기 상층에 관한 하위 학문이 되었다.
리모트 센싱
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원격 감지는 (항공기, 우주선, 위성, 부이 또는 선박을 통해) 물체와 물리적으로 또는 친밀한 접촉이 없는 기록 또는 실시간 감지 장치를 사용하여 물체 또는 현상의 정보를 소규모 또는 대규모로 획득하는 것입니다.실제로 원격 감지는 특정 물체 또는 영역에 대한 정보를 수집하기 위한 다양한 장치를 사용하여 개별 사이트의 센서가 [1]전달할 수 있는 것보다 더 많은 정보를 제공하는 스탠드오프 수집입니다.따라서 지구 관측 또는 기상 위성 수집 플랫폼, 해양 및 대기 관측 기상 부표 플랫폼, 초음파를 통한 임신 모니터링, 자기 공명 영상(MRI), 양전자 방출 단층 촬영(PET), 우주 탐사선 등이 모두 원격 감지의 예다.현대 용법에서 이 용어는 일반적으로 항공기 및 우주선에 탑재된 기기의 사용을 포함하지만 이에 국한되지 않는 영상 센서 기술의 사용을 가리키며 의료 영상과 같은 다른 영상 관련 분야와는 구별된다.
리모트 센싱에는 2종류가 있습니다.수동 센서는 관찰되는 물체나 주변 영역에 의해 방출되거나 반사되는 자연 방사선을 감지합니다.반사광은 수동형 센서에 의해 측정되는 가장 일반적인 방사선원이다.수동형 원격 센서의 예로는 필름 사진, 적외선, 전하 결합 장치, 방사선계 등이 있습니다.반면 능동 수집은 대상으로부터 반사되거나 후방 산란되는 방사선을 센서가 감지하고 측정하기 위해 에너지를 방출한다. 레이더, 라이더, SODAR는 방출과 귀환 사이의 시간 지연이 다음과 같은 대기 물리학에서 사용되는 능동 원격 감지 기술의 예이다.측정, [2]물체의 위치, 높이, 속도 및 방향을 설정합니다.
원격 감지를 통해 위험하거나 접근할 수 없는 지역의 데이터를 수집할 수 있습니다.원격 감지 애플리케이션에는 아마존 분지와 같은 지역의 삼림 벌채 모니터링, 빙하, 북극 및 남극 지역에 대한 기후 변화의 영향, 해안 및 해양 깊이의 깊이 측정 등이 포함된다.냉전 기간 동안의 군사 수집은 위험한 국경 지역에 대한 대기 상태의 수집 데이터를 이용했다.또한 원격 감지는 비용이 많이 들고 지상의 데이터 수집 속도가 느린 데이터 수집을 대체하여 그 과정에서 영역이나 물체가 방해를 받지 않도록 보장합니다.
궤도 플랫폼은 전자파 스펙트럼의 다양한 부분에서 데이터를 수집 및 전송하며, 이는 대규모 공중 또는 지상 기반 감지 및 분석과 연계되어 연구자에게 El Nino 및 기타 자연 장기 및 단기 현상과 같은 추세를 모니터링하기에 충분한 정보를 제공한다.다른 용도에는 천연자원 관리, 토지 이용 및 보존과 같은 농업 분야, 국경 [3]지역의 국가 안보 및 간접비, 지상 기반 및 대기 수집과 같은 지구과학의 다양한 분야가 포함된다.
방사능
대기 물리학자들은 일반적으로 방사선을 태양 복사(태양이 방출)와 지상 복사(지구 표면과 대기가 방출)로 나눈다.
태양 복사는 다양한 파장을 포함한다.가시광선의 파장은 0.4마이크로미터에서 0.7마이크로미터 [4]사이이다.짧은 파장은 스펙트럼의 자외선(UV) 부분으로 알려져 있으며 긴 파장은 [5]스펙트럼의 적외선 부분으로 그룹화됩니다.오존은 자외선이 스펙트럼에 [6]있는 0.25마이크로미터 정도의 방사선을 흡수하는 데 가장 효과적이다.이것은 근처 성층권의 온도를 높인다.눈은 자외선의 [6]88%를 반사하는 반면, 모래는 12%를 반사하며, 물은 들어오는 [6]자외선의 4%만을 반사한다.대기와 태양 광선 사이의 각도가 클수록 에너지가 [7]대기에 반사되거나 흡수될 가능성이 높아집니다.
지구 복사는 태양 복사보다 훨씬 더 긴 파장으로 방출된다.이것은 지구가 태양보다 훨씬 더 춥기 때문입니다.방사선은 플랑크의 법칙에서 공식화된 대로 다양한 파장에 걸쳐 지구에 의해 방출됩니다.최대 에너지의 파장은 약 10 마이크로미터입니다.
구름물리학
구름물리학은 구름의 형성, 성장 및 침전을 초래하는 물리적 과정을 연구하는 학문입니다.구름은 미세한 물방울(따뜻한 구름), 작은 얼음 결정 또는 둘 다(혼상 구름)로 구성됩니다.적절한 조건하에서, 그 물방울들은 합쳐져 강수량을 형성하고,[8] 그곳에서 땅으로 떨어질 수 있다.구름이 어떻게 형성되고 자라는지에 대한 정확한 역학은 완전히 이해되지 않았지만, 과학자들은 개별 물방울의 미세물리학을 연구함으로써 구름의 구조를 설명하는 이론을 개발했다.레이더와 위성 기술의 발전으로 대규모로 구름에 대한 정확한 연구가 가능해졌다.
대기 전기
대기 전기는 대기(또는 더 넓게는 행성의 대기)의 전기역학 및 전기역학에 주어진 용어이다.지구 표면, 전리층, 대기는 지구 대기 전기 [9]회로로 알려져 있다.번개는 최대 1억 볼트의 3만 암페어를 방출하고 빛, 전파, X선,[10] 심지어 감마선까지 방출한다.번개의 플라즈마 온도는 28,000 켈빈에 이를 수 있으며 전자 밀도는 10/[11]m를3 초과할24 수 있습니다.
대기 조수
최대 진폭의 대기 조류는 대기가 주기적으로 가열될 때 대류권과 성층권에서 주로 발생하는데, 이는 수증기와 오존이 낮에 태양 복사를 흡수하기 때문이다.생성된 조수는 이러한 근원 지역에서 멀리 전파되어 중간권과 열권으로 상승할 수 있다.대기 조류는 바람, 온도, 밀도 및 압력의 규칙적인 변동으로 측정할 수 있다.대기 조류는 해조와 많은 공통점을 가지고 있지만, 두 가지 주요 특징이 있다.
i) 대기의 조수는 주로 태양의 대기 가열에 의해 흥분되는 반면, 해조는 주로 달의 중력장에 의해 흥분된다.이것은 대부분의 대기의 조수가 태양일의 24시간 길이에 관련된 진동 주기를 가지고 있는 반면, 대양의 조수는 약 [12]24시간 51분으로 음력과 관련된 더 긴 진동 주기를 가지고 있다는 것을 의미한다.
ii) 고도에 따라 밀도가 크게 변화하는 대기에서 대기 조류가 전파된다.그 결과 조수가 대기 중 점점 희박한 지역으로 상승함에 따라 자연히 진폭이 기하급수적으로 증가합니다(이 현상에 대한 설명은 아래 참조).반면 바다의 밀도는 깊이에 따라 약간 달라지기 때문에 조수의 진폭이 깊이에 따라 달라지는 것은 아니다.
태양열이 가장 큰 진폭의 대기 조류를 발생시키기는 하지만, 태양과 달의 중력장은 또한 달의 중력 대기 조석 효과가 태양 [13]조석보다 훨씬 커 대기 조수를 증가시킨다.
지상 레벨에서 대기 조류는 24시간과 12시간의 주기로 표면 압력에서 규칙적이지만 작은 진동으로 감지될 수 있습니다.하루 최대기압은 현지시간으로 오전 10시와 오후 10시에 발생하며, 최저기압은 현지시간으로 오전 4시와 오후 4시에 발생한다.절대 최대값은 오전 10시에 발생하며 절대 최소값은 오후 [14]4시에 발생합니다.하지만, 더 높은 높이에서는 조수의 진폭이 매우 커질 수 있습니다.중간권(50–100km 높이)에서는 대기 조류가 50m/s 이상의 진폭에 도달할 수 있으며, 종종 대기 이동의 가장 중요한 부분이다.
에어로노미
대기권은 해리와 이온화가 중요한 대기권 상층부의 과학이다.에어로노미라는 용어는 1960년 [15]시드니 채프먼에 의해 도입되었다.오늘날, 이 용어는 또한 다른 행성 대기의 해당 지역에 대한 과학도 포함한다.항공학의 연구는 이 대기권에 대한 귀중한 데이터를 제공하는 풍선, 위성, 소리나는 로켓에 접근할 필요가 있다.대기 조수는 하층 및 상층 대기와의 상호작용에 중요한 역할을 한다.연구된 현상 중에는 붉은 스프라이트, 스프라이트 할로, 블루 제트, 엘프라고 불리는 발광 이벤트와 같은 대기권 상층 번개 방전이 있습니다.
연구 센터
영국에서 대기 연구는 기상청, 자연 환경 연구 위원회 및 과학기술 시설 위원회의 지원을 받는다.미국 국립해양대기청(NOAA)은 대기물리학과 관련된 연구 프로젝트와 날씨 모델링을 감독한다.미국 국립천문 및 전리층 센터도 높은 대기권에 대한 연구를 수행한다.벨기에에서는 벨기에 우주항공연구소가 대기권과 우주공간을 연구한다.
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레퍼런스
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- ^ 기상 용어집(2009).레이더, 미국 기상학회입니다2009-24-23에 취득.
- ^ NASA(2009년).지구. 2009-02-18에 회수된 웨이백 머신에 2006-09-29 보관.
- ^ 대기 과학 데이터 센터색상에 맞는 파장은?2008년 4월 15일 취득한 웨이백 머신에서 2011-07-20 아카이브 완료.
- ^ Windows to the Universe.지구 대기의 태양 에너지.2008년 4월 15일 취득한 웨이백 머신에서 2010-01-31 아카이브 완료.
- ^ a b c 델라웨어 대학교Geog 474: 대기 및 지표면에서의 에너지 상호작용.2008년 4월 15일에 취득.
- ^ 휠링 예수회 대학교.환경탐구: 자외선의 위협2007년 8월 30일 2007-06-01년에 취득된 웨이백 머신에서 아카이브 완료.
- ^ 오클라호마 날씨 수정 시연 프로그램.클라우드 물리2008년 4월 15일 취득한 웨이백 머신에서 2008-07-23 아카이브 완료.
- ^ Hugh J. Christian 박사와 Melanie A.맥쿡.우주에서 번개 감지: 번개 프라이머.2008년 4월 30일 Wayback Machine Retrived 2008-04-17에서 아카이브 완료.
- ^ NASA. 하늘의 섬광: 번개에 의해 촉발된 지구의 감마선 폭발.2007-06-01에 취득.
- ^ Fusion Energy Education(퓨전 에너지 교육)번개! 사운드 앤 퓨리2008년 4월 17일 Wayback Machine Retrived에서 2016-11-23 보관.
- ^ 기상 용어집대기 조수2008년 4월 15일에 취득.
- ^ 사이언티컬 아메리칸달은 해양뿐만 아니라 대기에도 조수 효과가 있나요?2008-07-08에 취득.
- ^ 제임스 B 박사캘버트조석 관측소2008년 4월 15일에 취득.
- ^ 앤드류 F.나기, 비교공기학 페이지 1,2 앤드류 F. 편집Nagy et al. (2008년 봄, ISBN978-0-387-87824-9)
추가 정보
- J. V. 이리반, H. R. 조 대기물리학, D.레이델 출판사, 1980년
외부 링크
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