지구과학1 질문있습니다.

질문의 수준이 높네요. 저두 잘은 모르지만 제가 아는 범위에서 답을 드리겠습니다.

 

1. 우선 상대적으로 불포화상태 공기의 응결량이 적은 것이 맞습니다. 그 설명은 다음과 같습니다. 질문자께서 말씀하셨듯이 포화상태에서도 증발과 응결이 끊임없이 일어나고 있습니다. 보통 동적평형상태(dynamic equilibrium)에 있다고 표현합니다. 끓는점 미만의 온도에서 물은 표면에서 항상 증발이 일어나고 있습니다. 그러나 공기 중에 있는 수증기도 운이 나쁘면 다시 물속으로 들어가죠(이후엔 응결이란 표현을 쓰겠습니다). 불포화상태에 있는 수증는 응결되는 속도가 작기 때문에(보통 수증기압이 작다고 표현하죠) 상대적으로 증발하는 것 처럼 보이는 겁니다. 물표면 근처에서 증발 속도는 최대입니다. 수증기에 대해서 포화가 됐다는 것은 응결하는 속도가 증발하는 속도와 같아서 증발이 더 이상 일어나는 것처럼 보이지 않는 상태를 말하는 것입니다. 따라서 수증기가 포화됐든 불포화됐든 증발량은 같고 단지 불포화상태의 응결량이 적은 것이 맞습니다.

 

2. 따뜻한 해수면 위로 건조하고 차가운 공기가 지나가면 공기가 정적으로 불안정해져 적운형 구름이 생기고 황해에서 눈이나 비가 오기도 합니다. 그 수증기를 많이 포함한 공기가 서해안에 들어오면 수증기 공급은 없지만 국지적 불안정이 증가될 수 있습니다. 해양은 태양복사에 의한 가열에 민감하지 않지만 지면은 가열에 민감하기 때문에 지면 근처의 더운 공기에 의해 불안정이 증가될 수 있을 뿐만 아니라 공기의 성질(온도, 습도)도 다르기 때문에 서로 다른 공기가 만나서 국지적 불안정이 증가될 수가 있습니다. 즉, 서해에서 만들어진 구름이 육지 공기와 '충돌'해서 눈이나 비가 많이 왔다고 표현하면 적당할 것 같습니다. 온대저기압 보다 규모가 작은 강수 현상은 수증기를 포함한 공기가 불안정해지는 것도 중요하지만 "잠재적" 불안정만 있는 상태에서 외부 공기가 유입되면 생기는 불안정의 '개시'도 중요할 수 있습니다.

 

도움이 되었기를 바랍니다.

 

 

추가질문에 대한 답변 드립니다.

 

물을 기준으로 공기중으로 나가는 분자와 들어오는 분자를 생각하면, 특정 온도에서 물표면 근처에서는 단위시간당 나가는 분자수를 100이라고 합시다. 이 수는 공기가 수증기에 대해 포화됐든 불포화됐든 같은 값입니다. 사실, 이 개념을 포화수증기압이라고 부릅니다. 만약, 공기가 수증기에 대해 불포화되어 있을 때, 들어오는 분자수는 100보다 작은 값을 갖고 있습니다. 예를 들어 50만큼 들어온다고 했을 때 순수하게 나가는 분자수는 50이 됩니다. 즉, 불포화공기에 대해서는 증발이 일어나는 것이죠. 반면에 공기가 수증기에 대해 포화되어 있다면 들어오는 분자수는 100이 되어 순수하게 나가는 분자수는 0가 됩니다. 즉, 증발이 전혀 일어나지 않는 것처럼 보이죠. 흔히, 증발량을 얘기할 때 순수하게 나가는 양을 얘기하므로 불포화공기에서 증발이 잘 일어난다고 표현하는 것입니다. 그러나 이 상황을 전체적으로 바라보면 1번 질문에서 두 가지 중 당연히 첫번째가 맞겠죠.