날씨란 무엇인가?

개요

날씨는 특정한 시간과 장소의 현재 대기 상태를 말합니다. 날씨는 일시적이며 태양, 대기권(atmosphere; 지구 주변의 가스), 수권(hydrosphere; 지구의 수역), 지구권(geosphere; 지구의 육지 부분) 사이의 상호작용에 영향을 받습니다. 이 모든 요인이 장소와 시간에 따라 다르기 때문에, 지구 전체에서 다른 날씨를 관찰할 수 있습니다.

태양 복사와 온실 효과

태양 복사(solar radiation)는 대기를 관통하여 지표수와 지면과 상호작용합니다. 이 표면들은 공기를 따뜻하게 하는 열복사(thermal radiation)로 에너지를 방출합니다. 열은 대기를 통해 다시 우주로 빠져나가거나 특정 대기 가스에 의해 대기 중에 갇혀 행성을 지속해서 데웁니다. 이러한 대기 중의 열의 유지는 온실 효과(greenhouse effect)라고 부릅니다. 소위 온실가스는 다른 가스보다 더 많은 열을 유지합니다.

따뜻한 공기는 차가운 공기보다 밀도가 낮기 때문에 공기가 떠오릅니다. 상승하는 공기는 대기압이 낮은 상층 대기로 수직기류(vertical current)를 생성합니다. 공기가 열복사의 근원에서 멀어질수록, 공기는 식기 시작하고, 밀도가 높아지며, 다시 떨어집니다. 이 과정은 대류 순환(convection circulation)으로 알려져 있습니다.

일일 날씨

날씨는 일반적으로 온도, 대기압, 바람, 습도, 강수량, 구름, 이렇게 6가지 매개변수로 측정됩니다. 기상학자들은 이러한 조건들을 측정하고 과거의 관측 추세에 따라 가까운 미래의 날씨를 예측합니다. 예를 들어 대기압은 위 대기의 무게를 반영합니다. 고기압은 보통 더 시원한 온도와 맑은 하늘과 관련이 있고, 저기압은 따뜻한 날씨와 폭풍과 관련이 있습니다. 대기압의 강하나 상승을 관찰하면 기상학자들이 우산을 가져가야 할지 화창한 날을 기대해야 할지 같은 단기적인 예측을 할 수 있게 해줍니다.

극단적인 날씨

극단적인 날씨에는 폭염, 한파, 허리케인, 토네이도, 가뭄, 홍수가 포함됩니다. 이러한 사건들은 대개 갑작스러워서 예측하기 어렵습니다. 극단적인 날씨 현상은 일반적으로 지정된 위치에 대한 역사적인 분포에서 관측된 조건과 관련하여 설명됩니다. 이러한 역사적 기록을 이용한 연구는 인위적인 기후 변화가 극단적인 일교차와 강수량의 빈도와 강도의 증가로 이어졌다는 것을 보여주었습니다. 또한, 기후 변화로 인해 지구가 북쪽 위도에서 지속되는 여름 날씨와 같은 더 극단적인 날씨를 경험할 것을 보여줍니다.