수증기가
증발함으로써 무리가 나타나지 않는다.
해기둥은 일출이나 일몰시에 판상의 빙정에
의해 빛이 반사되면서 나타나는 것으로 무리
(halo)의 일종이다. 여기서 빙정에 의한 태양
빛의 굴절로 인해 나타나는 모든 것을 무리해
라고 부른다.
무리는 태양의 고도가 22 ~ 46˚ 일 경우
에만 나타난다. 만약, 태양의 고도가 22˚
보다 낮다면, 어두워서 무리를 관찰할 수
가 없으며, 태양의 고도가 46˚ 보다 높다
면, 빙정과 수증기의 증발로 인해 빙정과
수증기에 의한 빛의 반사가 이루어지지
않아 무리를 관찰할 수 없다.
[5] 대기광(오로라)
대기광(Airglow)은 오로라(Aurora)와
같은 말이기도 하다. 오로라는 80 ~ 120km
에서 나타나는 대기발광이다. 이는 해리
상태의 원자나 이온이 재결합하면서 방
출하는 빛을 우리가 보는 것이다. 주로
주간에 산소 분자가 태양 복사를 흡수하
면서 산소 원자로 해리되는데, 여기서 해
리된 산소 원자가 야간에 결합하여 산소분자가 되면서 에너지(빛)를 방출한다. 이때 관찰되는 빛이 오로라(Aurora)이다. 또한 오로라는 태양계 밖에서 유입된 고에너지의 하전입자와 상층대기의 중성원자 또는 중성분자와의 충돌로 인해 대기광이 나타나게 되는데 이 또한 우리가 관찰하는 오로라이다.
보통 오로라는 저위도에서는 나타나지 않는데, 그 이유는 지구 자기의 자력선이 저위도에서는 지면에 나란하며, 자력선의 시작과 끝은 극쪽이기 때문이다. 고로 극쪽에서 오로라가 빈번하게 관찰된다.
[그림 14]는 오로라(Aurora)의
그림이다. 보통 적외선 영역의 야
광은 가시광선 영역보다 1000배
정도 강하며, 대기광의 강도는 밤
보다 낮에 더 높다. 하지만, 낮에
대기광을 볼 수 없는 이유는 대기
에 의한 태양광선의 산란이 우세
하기 때문이다.
[6] 야광운
야광운이란 백색을 띠며 해뜨기 직전이나 해가 진 직후에 고위도 지방의 상층대기에 나타나는 구름이다. 야광운의 관측이 유리한 지역은 위도 50° ~ 65° 지역이다.
이 지역에서는 여름철 밤하늘이 밝은데 그
이유는 해가 진후에도 태양이 지평선 아래
로 깊숙하게 내려가지 않기 때문이다. 즉,
해가 진후에도 황혼(twilight)상태에 놓인다.
고로 이 지역에서는 밤하늘이 너무 밝기 때
문에 어두운 별이 잘 관측되지 않는다. 이
는 이 지역에서 야광운이 생기는 것과 밀접
한 관련이 있다.
야광운은 위도 50° ~ 65° 지역에 있다고 하
더라도 무조건 관찰되는 것은 아니다. 야광
운을 보기 위한 조건은 다음과 같다.
먼저, 하층대기가 지구그림자 내에 있어야 한다. 그리고 이 상태에서 야광운은 지구 그림자에 있으면 안 되고 태양빛을 받아야 한다. 또한, 야광운을 관측할 수 있도록 하기 위한 태양의 위치 또한 존재한다.
먼저, 태양은 지평선 아래의 6° ~ 16° 사이
에 있어야 한다. 태양의 고도가 지평선 아
래 6°미만일 경우, 하늘이 너무 밝아 야광
운 관측이 어려워지며, 태양의 고도가 지
평선 16°이상 아래에 있으면, 야광운 자체
가 지구 그림자 속으로 들어오게 되어 관
찰이 불가능하다.
9. 극ㆍ적도 열수지 평형
[1] 극ㆍ적도 열수지 평형
극과 적도에서는 태양 에너지의 불균등 가열
이 일어나기 때문에 에너지 균형을 잡기 위해
대기와 해류가 작용하게 된다. 여기서 대기에
의한 에너지 분배는 위도에 따라 해들리 순환,
페렐 순환, 극 순환을 통해서 이루어지며, 이
렇게 에너지 분배를 위한 대기의 순환을 자오
면 순환이라고 한다.
[2] 태양복사에너지 평형
태양 복사에너지의 30%는 대기에 의해서 우
주 밖으로 방출되며, 70%는 지표에 도달하게 된다. 지표는 태양복사에너지를 흡수하고 그만큼 적외선 파장 영역의 지구복사에너지로 방출(70%)하게 된다.
[3] 연교차와 빙하기ㆍ간빙기
먼저, 연교차가 적을 경우를 생각해보자. 연
교차가 적을 경우, 겨울에는 상대적으로 따
뜻하다. 즉, 공기 중에 포함할 수 있는 수증
기량이 증가하게 되며, 이는 더 많은 강수
(눈)를 유발하게 된다. 여기서 많은 눈이 내
리면 알베도는 증가하게 되며, 지구의 온도
를 낮추게 된다. 즉, 빙하기가 도래하는 원인
을 초래한다. 또한 여름에는 상대적으로 춥
다. 고로 겨울에 쌓인 눈이 덜 녹게 되며, 알
베도는 증가한다. 마찬가지로 이는 빙하기를
초래하게 된다.
다음으로, 연교차가 클 경우를 생각해보자. 연교차가 클 경우, 겨울은 춥다. 고로 공기 중의 수증기량이 줄어들게 되며, 이는 강수를 억제하는 효과를 가지고 있다. 고로 알베도는 감소하며, 이는 간빙기를 유발한다. 마찬가지로 연교차가 클 경우, 여름은 덥다. 고로 겨울에 내린 눈은 더 잘 녹게 되며 이는 알베도의 감소를 초래하게 된다. 즉, 간빙기가 도래하는 것이다.
정리하자면, 연교차가 클 경우에는 간빙기를 연교차가 작을 경우에는 빙하기를 초래한다.
[4] 지구의 복사에너지 평형
10. 구름씨뿌리기
[1] 빙정설에 의거한 씨뿌리기
온도가 낮은 중위도나 고위도 지방에서는 강수의 생성을 위해 빙정을 만드는 것이 중요하다. 고로 드라이아이스를 뿌림으로써 온도를 낮추고 과냉각 수적이 응결되도록 한 후에 빙정의 생성을 유도함으로써 강수가 내리게 할 수 있다. 또한, 얼음 결정과 비슷한 결정구조를 가지고 있는 요오드화은(AgI)을 뿌려 자체가 빙정으로써 작용되도록 할 수 있다.
[2] 병합설에 의거한 씨뿌리기
온도가 높은 적도나 아열대 지역에서는 병합설에 근거한 수적의 충돌병합과정에 의해 강수가 생성된다. 즉, 여기서는 높은 온도와 강한 상승기류로 인하여 대기에 많은 수적들이 쌓여 있다. 고로 강수가 내리게 하도록 하기 위해서 수적의 충돌결합의 과정을 유도할 필요가 있다. 고로 상공에 물방울을 뿌림으로써 물방울 사이의 종단속도 차이를 이용하여 수적을 흡수함으로써 큰 물방울로 성장하도록 하며, 이러한 과정을 통해서 강수를 유발할 수 있다. 또한, 흡습성이 강한 물질을 이용할 필요가 있다. 예를 들면, 염화칼슘(CaCl2), 염화칼륨(KCl)과 같이 물에 잘 녹는 물질 들을 뿌려줌으로써 큰 수적이 생성되도록 유도하고 강수를 유발할 수 있다.