Introduction to Climatology (기말대비) #2. 에어로졸

#1. 에어로졸에 의한 Direct Effect, Indirect Effect를 설명하시오.

에어로졸은 직접 태양 SW 복사를 반사하는데 이를 에어로졸의 Direct Effect라 한다. 반면, 에어로졸은 응결핵 역할을 하여 동일 수증기량에 대해서도 형성되는 구름의 구름 입자 개수를 늘리고 직경은 줄여 전체 총 단면적을 증가시켜 구름의 알베도를 증가시키는데, 이를 에어로졸의 First Indirect Effect라 한다. 또, 에어로졸에 의해 구름 입자의 크기가 작아지면 강수가 감소하므로 구름이 상대적으로 더 오랜 시간 동안 지속될 수 있어 이로 인한 반사 효과가 추가되는데, 이를 에어로졸의 Second Indirect Effect라 한다.

#2. 에어로졸은 적운에 어떤 영향을 미칠 수 있는가?

에어로졸은 적운의 규모를 증가시킬 수 있다. 이는 에어로졸에 의하여 강수가 감소한 나머지 (Second Indirect Effect) 더 많은 수증기와 물방울이 상승하여 응결 및 고화될 때 방출되는 열이 더 많아지기 때문에 상승 기류와 적운의 규모가 증가되게 된다.

당연히 Aerosol에 의해서 적운의 강수가 감소하는 효과도 있다.

#3. 구름과 에어로졸 사이의 양의 피드백에 관해 설명하시오.

에어로졸의 양이 증가하면 강수가 감소하는데, 에어로졸은 중력 또는 강수에 의하여 침강하기 때문에 강수가 감소하면 에어로졸의 양이 다시 증가하는 양의 피드백이 구성된다.

#4. 에어로졸이 응결핵으로 작용하기 위한 두 가지 조건을 설명하시오.

에어로졸이 응결핵으로 작용하기 위해서는 첫째. 에어로졸이 친수성(흡습성)이어야 하고, 둘째. 에어로졸이 일정 크기 이상이어야 한다. 너무 작은 에어로졸의 경우는 응결핵으로 작용하기에는 그 자체를 둘러싸고 수증기가 효과적으로 결집할 수 없게 된다.

#5. 에어로졸 광학적 깊이 (Aerosol Optical Depth, AOD)를 정의하시오.

AOD란 단위면적 대기기둥에 들어있는 에어로졸의 총 차단 단면적의 합으로 정의된다. AOD는 단위 질량의 공기 당 들어있는 에어로졸의 질량을 $\xi$라 하고 단위 질량의 에어로졸이 가지는 총 차단 단면적을 $k_{ext}$라 할 때 다음과 같이 나타낼 수 있다.

$AOD = \int_{P_{s}}^{0}{k_{ext} \xi {{dP} \over {g}}}$

일반적으로 따라서 AOD가 높은 지역은 에어로졸이 많다고 할 수 있다.