대기권물리학과 기상학

기상학이 취급하는 범위는 전리층에서부터 훨씬 밑으로 내려와 고도 80km의 성층권 이하에서부터 해면까지이다. 기상학은 본질적으로 구대칭(球對稱)이고 회전축을 가진 좌표상에서의 유체역학이지만, 지구상의 여러 현상은 더욱 복잡하고 변화가 많다. 지구상의 기상현상인 의 발생(또는 高 ·低氣團의 발생과 소멸)이라든지 또는 한기단(寒氣團)의 남북진퇴, 제트류의 본질 등은 아직도 거의 해명되어 있지 않다.

그러나 이러한 것들은 전세계(전지구상)의 을 좌우하는 중요한 현상들이므로, 기상학 연구는 전적으로 이들의 해명을 목표로 삼고 있다. 이들의 공통적인 특징은 본질적으로 [渦流]의 운동이며, (層流)에서는 볼 수 없는 현상이다. 따라서 기상학의 본질은 소용돌이, 즉 (亂流)의 발생과 성장 ·안정성의 원인구명에 있다. 일반적으로 기상역학(氣象力學)의 기초방정식을 정확하게 푸는 것은 방정식의 본질 자체가 어려운 비선형(非線型)일 뿐만 아니라 코리올리의 힘이 개입되므로 거의 불가능하다.

따라서 기상역학에서는 주로 수치계산에 의하여 해석하거나 실험의 보충으로 삼는다. 일기도를 작성할 때에도 그 예에서 벗어나지 못한다. 대기권 내에서의 큰 소용돌이의 발생원인 중의 하나는 태양플라스마와 지구대기의 마찰이라고 생각되지만, 큰 규모의 는 대기권의 소용돌이와 해면과의 마찰에 의하여 유발된다. 이와 같은 지구상의 현상은 행성(行星) 사이의 공간의 역학적 변동과 분리해서는 결코 이해하지 못한다.