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미기상학
- 기상직 5급 공채 - 미기상학 (2017) 2021.12.22
- 기상직 5급 공채 - 미기상학 (2016) 2021.12.22
- 기상직 5급 공채 - 미기상학 (2015) 2021.12.22
- 기상직 5급 공채 - 미기상학 (2014) 2021.12.22
- 5급 기상직 - 미기상학 (2013) 2021.12.22
- 미기상학 :: 5급 공채 문제 (2012) 2021.12.22
- 미기상학 :: 5급 공채 문제 (2011) 2021.12.22
- 미기상학 :: 5급 공채 문제(2010) 2021.12.22
- 미기상학 - 대기 경계층 2021.12.16
- 미기상학 - 서론 2021.12.16
기상직 5급 공채 - 미기상학 (2017)
2021. 12. 22. 17:18
기상직 5급 공채 - 미기상학 (2016)
2021. 12. 22. 17:16
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기상직 5급 공채 - 미기상학 (2015)
2021. 12. 22. 17:14
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기상직 5급 공채 - 미기상학 (2014)
2021. 12. 22. 17:13
5급 기상직 - 미기상학 (2013)
2021. 12. 22. 17:11
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관련 강의
풀이과정
제 4 문 해설 강의
미기상학 :: 지표 경계층 (중립대기)
중립대기 중립 안정도 대기 조건을 만족하는 중립대기는 현실에서는 거의 존재하지 않는다. 흐리고(overcast), 강한바람(지균풍)이 부는 경우에, 중립으로 간주할 수 있고, 이때를 ‘근중립(near neut
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미기상학 :: 5급 공채 문제 (2012)
2021. 12. 22. 17:01
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제2문 해설
난류 - 통계수학적 표현
평균의 여러가지 형태 ① 시간 평균(time average) : instantaneous variable : sampling time 안정한 평균을 얻고 흐름에 기여하는 큰 에디의 효과를 포함시킬 만큼 충분히 길어야 함 ..
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제3문 해설
https://aeir.tistory.com/entry/TKE-%EC%9C%A0%EB%8F%84?category=690148
TKE 유도 - 부시네스크 방정식 부터
https://aeir.tistory.com/entry/%ED%85%90%EC%84%9C-%EC%9A%94%EC%95%BD-%ED%91%9C%EA%B8%B0%EB%B2%95-summation-notation
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미기상학 :: 5급 공채 문제 (2011)
2021. 12. 22. 16:57
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미기상학 :: 5급 공채 문제(2010)
2021. 12. 22. 16:57
미기상학 - 대기 경계층
2021. 12. 16. 14:52
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선행학습: 미기상학 관련 용어 정리
대기 경계층 (Atmospheric Boundary Layer)
아래 그림: Vertical cross-section showing the distinct nature of the turbulent boundary layer, filled with chaotic motions of many different scales, and the upper troposphere, characterized by gentle undulations. The color indicates the magnitude of the local variation of the density field, increasing from black to yellow. Simulation performed by J. R. Garcia using 5120_5120_840 grid points. (The plane on the top right corner is included for illustration purposes and it is not part of the simulations.)
대기 경계층 구조
Planetary boundary layer (PBL) 또는 Atmospheric boundary layer (ABL) 이라 불림.
Boundary layer (경계층)
물체 표면과 바로 인접해 이는 유체의 층으로 정의
이 층에서는 momentum, heat, mass의 상당한 교환이 발생 (대기물리에서의 모멘텀)
속도, 온도, 질량 농도가 급격하게 변한다.
Planetary Boundary Layer (대기 경계층)
수 시간~ 약 하루 정도 시간 규모에서 대기-지표 사이의 상호작용의 결과로 형성
지표면 마찰, 가열 등의 영향은 난류 수송(turbulent transfer)나 혼합(mixing)에 의해 즉시 전체 PBL에 전달됨.
PBL = surface layer (지표층) + outer layer (바깥층)
연직 범위:
~ 1km 정도 (중립일때)
시간에 따라서 변동. 이른 아침에 <100m , 오후에 수 km 까지 변동.
수평 범위:
수십 m ~ 수 km
PBLH (Planetary Boundary Layer Height)
PBLH변동은 중규모와 종관 규모 시스템과 연관있다.
PBLH가 낮아지는 경우:
침강(하강운동)과 고기압에 의한 하층 수평 발산이 일어나는 경우 PBL은 얇아진다.
PBLH가 높아지는 경우:
구름 발달과 연관된 저기압과 관련되면 PBLH가 높아진다.
일반적으로 구름 하단을 PBL top 으로 간주 (Ceilometer 로 측정)
대기 오염의 관점에서 PBL
대기 오염 물질이 PBL 내에서 혼합되는 층의 두께 (mixing depth)를 말한다.
일반적으로 free atmosphere 보다 훨씬 오염이 심각 (aircraft로 관측)
유체역학 도시 기상학적 관점에서의 PBL
그림 4. Fine-scale turbulent flows over bulings: The ABLE-LBM modeling results (left panel) and the building generated lee-wakes due to colder temperature near building
caused by water vapor condensation.
지표층, 접지층, 거칠기층, 분자아층
미기상학 용어 - 접지층, 지표층, 거칠기층, 분자아층
접지층 또는 지표층(Surface Layer) PBLH의 ~1/10 높이에 이르는 층. 코리올리 효과 무시. 기상 tower에 의해서 관측 가능. 높이에 따른 기상 변수들이 가장 급격하게 변하고, 운동량, 열, 질량 교환도 이
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미기상학 - 서론
2021. 12. 16. 12:15
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기상학
역사적으로 가장 오래된 학문중에 하나.
그 기원은 아리스토텔레스의 Meteorology 라는 책.
고대인들은 공기 중에 나타나는 현상을 유성 또는 별똥별 (meteor) 이라고 생각
현대에서 기상학은 ‘대기과학’이라는 넓은 개념
대기를 이해하기 위해서 물리, 화학, 수학, 생물학 등 모든 지구 전반에 관한 학문분야를 알아야 하므로 상당히 난이도가 높고, 기상학 내 학문 영역을 규정짓기 어려움. 따라서, 제휴학문 interdisciplinary study라고 부른다.
다른 과학 분야들은 실험실에서 과정과 반응을 살피는 것이 주를 이루는데, 기상학은 현장(in-situ) or 필드에서 발생하는 대기과정을 살펴보는 방법을 사용한다.
미기상학은 유체역학적 개념에서 유도되었기에, 기본적인 유체역학 지식이 요구된다.
미기상학
아래 그림과 같이 대기 규모(scale) 스펙트럼의 가장 낮은 끝단에서의 대기 현상과 과정을 다루는 기상학의 한 분야이다.
미기상학의 연구 대상은 대기 지표층 (surface layer)과 대기 경계층의 5 - 10% 높이에 해당하는 약 0.5 - 2km 깊이를 포함.
이 영역은 인간이 살아가는 환경이므로 대단히 중요.
지표면 마찰에 의해서 직접 영향을 받는 얕은 층으로 atmospheric boundary layer (ABL) 또는 planetary boundary layer (PBL)이라고 한다. 용어 정리
그림 1. Schematic spectrum of wind speed near the ground estimated from a study of Van der Hoven (1957). (출처: Stull 1988)
미기상학의 연구 대상
- 대기 경계층에서 발생하거나 지배받는 대기 현상에 한정
- 대기와 지표면간의 에너지, 질량, 운동량 교환
- 기상 변수들의 연직분포
- 난류
1. 바람,기온, 습도, 미량기체의 농도 등의 연직분포와 지표근처에서의 에너지 교환.
2. 대기와 지표면 상호간에 heat (energy), mass, momentum 의 교환.
- 지표근처의 에너지 수지 (budget)는 지표-대기-태양 시스템 에 포함되는 에너지 교환의 중요한 특징.
3. 기상변수의 단시간 평균 외에도 난류 섭동 (turbulence fluctuation) 의 통계학.
- 지표-대기 간 에너지 교환과 관련해서 중요.
대류운, 토네이도 같은 현상은 그 역학이 mesoscale과 macroscale 날씨 시스템에 영향에 의해 지배되기 때문에, 미기상학 분야에서는 제외.
미기상학의 중요성
난류 전달과정
PBL을 통한 질량,열,운동량의 교환작용
대기질은 PBL난류의 혼합능력에 의존
국지기상의 발달과 소멸에 큰 영향을 미침. 저/고기압 지역 내의 하층 수렴/발산에 영향을 미침
대기의 운동에너지는 난류에 의해서 연직적으로 소산됨.
미기상학과 미기후학
공통점: 지표면 부근에서 발생하는 대기 현상을 다룸
차이점: 기상변수들을 평균(적분)하는 시간이 다름 (단기간 vs. 장기간 평균 및 변동)
대기 운동 규모 (크기, scale) 분류
- 수평규모: 수 mm ~ 지구 둘레 크기 까지
- 연직규모: 지표면~ 전체 대기높이 까지
- 시간규모: <1초 ~ 몇 년
이를 기준으로, 지난 50년 동안 미규모 (microscale), 중규모(mesoscale), 대규모(macroscale) 또는 국지규모 (local), 지역규모(regional), 지구규모(global) 로 대기 규모의 스펙트럼을 나누어 연구되어 왔음 (그림 2 참조)
- 3-6일의 주파수, 수천 km (Rossby wave) 의 공간규모, 즉 대기순환규모
- 수초-수분의 시간간격은 micro-turbulence 규모에서의 에너지와 물질 교환과 관련됨.
그림 2. Typical time and space orders of magnitude for micro and mesoscales.
미기상학의 응용
5급 공채 문제 - 미기상학 (2018)
해설: 미기상학 수업자료 참고 해설: 미기상학 수업자료 참고 1)대기오염기상학 오염물질의 대기 수송 및 확산 육지와 물 표면으로의 대기 침적 발전소 및 대규모 산업시설에 대한 부지 선정 2)
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1)대기오염기상학
오염물질의 대기 수송 및 확산
육지와 물 표면으로의 대기 침적
발전소 및 대규모 산업시설에 대한 부지 선정
2)중규모 기상학
도시경계층과 열섬
해륙풍
배수풍과 산곡풍
3) 농림 기상학
지표면 온도와 서리 조건 예측
증발산과 물수지
식물 캐노피 내의 이산화탄소의 교환
4) 도시계획과 관리
안개예측과 제거
난방 및 냉방 요구
바람 부하와 구조물의 설계
빌딩 주변의 흐름과 분산
도로면 온도와 착빙 가능성 예보
5) 연안기상학
기온, 지온, 토양습윤량, 일사량 등과 관련된
해안 생태계
해무 발생 기작
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