공기가 계절에 따라 따뜻해지거나 차가워지는 이유

공기가 계절에 따라 따뜻해지거나 차가워지는 이유

공기는 계절에 따라 따뜻해지거나 차가워집니다. 공기가 계절별로 따뜻해지거나 차가워지는 이유는 태양의 고도와 지구의 자전축의 기울기 때문입니다.

태양의 고도와 지구의 자전축의 기울기

태양의 고도는 계절에 따라 달라집니다.

태양의 고도가 높을수록 지구에 도달하는 태양 복사열이 많아집니다. 따라서 태양의 고도가 높은 여름에는 공기가 따뜻해집니다. 반면에 태양의 고도가 낮은 겨울에는 공기가 차갑습니다.

 

지구의 자전축은 23.5도 기울어져 있습니다. 이로 인해 지구의 위도별로 태양의 고도가 달라집니다. 북반구에서는 여름에는 태양의 고도가 높아서 공기가 따뜻해지고, 겨울에는 태양의 고도가 낮아서 공기가 차갑습니다. 반면에 남반구에서는 계절이 반대입니다.

● 지구의 기울기

지구는 축을 중심으로 약 23.5도의 기울기로 회전하고 있습니다. 이 기울기 때문에 한 해 동안 태양의 위치가 변하게 되며, 이로 인해 일부 지역은 태양 광선을 더 직접적으로 받게 됩니다. 따라서 여름에는 태양 광선이 더 직접적으로 땅을 비추어 따뜻해지고, 겨울에는 태양 광선이 더 간접적으로 땅을 비추어 차가워집니다.

● 태양 광선의 각도

태양 광선이 지표면에 떨어지는 각도에 따라 그 영향력이 달라집니다. 직각에 가까울수록 광선의 에너지가 집중되어 더 많은 열을 전달하게 됩니다.

● 낮의 길이

계절에 따라 낮의 길이가 달라집니다. 여름에는 낮이 길어 태양 광선을 더 오랜 시간 동안 받게 되어 따뜻해지고, 겨울에는 낮이 짧아져서 태양 광선을 덜 받게 됩니다.

계절별 공기의 특징

● 봄의 공기가 따뜻해지는 원인

지구의 기울기와 태양의 위치

봄의 따뜻한 공기의 주요 원인은 지구의 기울기와 태양의 위치에 있습니다. 겨울 동안 지구의 북반구는 태양에서 멀리 떨어져 있기 때문에 태양의 복사열을 적게 받게 됩니다. 그러나 봄이 되면서 지구의 기울기로 인해 북반구가 태양에 가까워지게 되어 더 많은 태양열을 받게 됩니다.

 

대륙고기압의 변화

또한, 겨울에는 시베리아 대륙에서 차가운 대륙고기압이 형성되어 한반도에 추운 공기를 가져다 줍니다. 그러나 봄이 되면서 이 대륙고기압은 약해지고, 따뜻한 공기가 한반도로 유입되게 됩니다.

 

기타 요인

봄철에는 눈과 얼음이 녹으면서 지면의 알베도(반사율)가 감소하게 됩니다. 이로 인해 지면은 태양의 복사열을 더 잘 흡수하게 되어 공기가 따뜻해집니다.

 

● 여름의 공기가 뜨거워지는 원인

지구의 기울기와 태양의 위치

지구는 태양 주위를 원형이 아닌 타원형 궤도로 회전합니다. 여름에는 지구의 북반구가 태양에 더 가까워져 태양의 복사열을 직접적으로 많이 받게 됩니다. 이로 인해 공기의 온도가 상승하게 됩니다.

 

대기 중의 수증기

여름에는 대기 중의 수증기가 증가합니다. 수증기는 온실 가스의 일종으로, 태양의 복사열을 흡수하여 공기를 더욱 뜨겁게 만듭니다.

 

● 가을의 공기 가  서서히 차가워지는 원인

지구의 기울기와 태양의 위치

가을에는 지구의 북반구가 태양에서 점점 멀어지게 됩니다. 이로 인해 태양의 복사열을 덜 받게 되어 공기의 온도가 점차 낮아집니다. 여름 동안 받았던 직접적인 태양의 복사열이 줄어들면서 공기가 서서히 차가워지게 됩니다.

 

대기 중의 수증기 감소

가을에는 대기 중의 수증기가 감소합니다. 여름에는 높았던 습도가 낮아지면서 공기의 냉각 효과가 증가하게 됩니다. 수증기가 적어짐에 따라 공기는 더욱 빠르게 냉각될 수 있습니다.

 

지면의 알베도 변화

가을에는 나뭇잎이 떨어지면서 지면의 알베도(반사율)가 변화합니다. 나뭇잎이 떨어진 지면은 태양의 복사열을 덜 흡수하게 되어, 지면의 온도가 빠르게 낮아질 수 있습니다.

● 겨울의 공기가 차가 운 이유

지구의 기울기와 태양의 위치

겨울에는 지구의 북반구가 태양에서 멀어지며 고도가 낮아지게 됩니다. 이로 인해 태양의 복사열을 덜 받게 되어 공기의 온도가  낮아집니다. 여름 동안 받았던 직접적인 태양의 복사열이 많이 줄어들면서 공기가 차가워지게 됩니다.

대기 중의 수증기 감소

겨울에는 대기 중의 수증기가 감소합니다. 수증기가 적어짐에 따라 공기는 더욱 빠르게 냉각될 수 있습니다. 또한, 낮은 습도는 추위를 더욱 더 느끼게 만듭니다.

지면의 알베도 변화

겨울에는 눈이 내리면서 지면의 알베도(반사율)가 증가합니다. 눈이 덮인 지면은 태양의 복사열을 덜 흡수하게 되어, 지면의 온도가 빠르게 낮아질 수 있습니다.