대기권에 대한 모든 것(대류권, 성층권, 중간권, 열권 총정리)

안녕하세요. 훈릴스입니다.

저는 지구과학을 무척이나 좋아하는데요. 그래서, 학창 시절 배운 다양한 지식들이 아직까지도 머리에 남아있습니다. 저처럼 지구과학과 관련된 이야기를 좋아하는 학생들을 위해서 대기권에 관하여 포스팅을 하고자 합니다. 그럼 바로 레츠게릿!!

대기권

지구를 둘러싼 대기권은 몇 개의 영역으로 나뉘어져 있는데요. 지구대기는 중력에 의하여 지구에 붙들려 있고, 상공으로 올라갈수록 밀도가 낮아지며, 구성성분에서도 가벼운 원자와 분자가 많아지죠. 크게 대류권, 성층권, 중간권, 열권으로 나뉘어지는데요. 자세하게 알아봅시다.

구름

대류권에서는 상승기류와 하강기류가 대기를 잘 섞어서 구름 ·비 ·눈 ·뇌전·태풍과 같은 독특한 기상현상이 나타나는데요.. 대류권상공에서는 평균 －55 ℃ 정도의 온도가 대체로 일정한 영역이 35km 정도 계속됩니다. 비행기 등을 탈 때 우리는 구름 위로 올라가는데요. 이러한 구름이 형성되는 부분도 대류권의 중간 부분입니다.

그 다음 있는 대기권이 바로 성층권입니다. 성층권은 대류권에서와는 달리 대기운동은 활발하지 않지만, 부분적으로 순환이 일어나는데요. 여기에서는 오존층이 있어서 태양으로부터 날라오는 자외선 등으로부터 지구상의 생태계를 보호하는 역할을 맡고 있죠.. 성층권에서는 남북 위도 30° 사이의 적도부에서 끊임없이 동풍이 불며, 중위도에서는 거꾸로 서풍이 지배적입니다. 고도 40km 이상이 되면 강한 태양자외선이 대기의 원자와 분자를 해리하거나 이온화된 상태로 대기가 존재합니다.

중간권은 성층권 다음의 대기권이고, 고도 90km 까지 펼쳐져 있습니다. 중간권에서부터는 태양 자외선의 영향을 받기 때문에 광화학 반응이 일어나는데요. 그래서 전자밀도가 특히 높은 부분을 전리층이라고 하며, 다양하게 세분화됩니다. 여기서는 대략적으로 알아보는 것이기에 여기까지만 설명하도로 하겠습니다.

그 다음 존재하는 대기권이 바로 열권입니다. 열권은 지상으로부터 100~500km의 거리에 형성된 대기권을 의미하는데요. 열권의 주요 특징은 고도상승에 따라 온도가 급증한다는 것입니다. 이는 태양으로부터의 거리가 가까워짐에 따라 온도가 올라가는 것으로 인지할 수 있어요. 또한, 열권에서는 전리층이 형성되어있는데요. 전리층은 태양의 자외선 등의 영향으로 이온화된 층을 의미합니다. 우리가 지구상에서 쏟아올리는 전파들은 이러한 전리층에 반사돼서 작동하는 원리인데요. 그래서 태양의 활발한 활동에 의해서 전리층이 일부 파괴되면 우리는 지상에서 통신 장애를 겪게됩니다.

500km 이상의 영역은 외기권이라고 하는데요. 거의 모든 기체가 이온화되어 있습니다. 외기권은 전체적으로는 전기적으로 중성이지만 전기전도도가 아주 높아, 플라스마 상태로 되어 있습니다. 산소나 질소와 같은 무거운 원소는 거의 존재하지 않고 수소와 같은 가벼운 원소만이 존재하는데요. 이와 같은 상태는 지구반지름의 약 10배의 영역까지 펼쳐져 있습니다. 이 영역에서는 이온활동이 활발하여 전자기적인 현상이 많이 발생합니다!

태양으로부터는 항상 전도성이 강한 플라스마의 흐름이 사방으로 퍼져 나가고 있습니다. 바로 핵융합 반응에 의해서 열이 방출되는 것이죠. 지구 자기장은 이러한 태양의 강한 플라즈마를 보호해주는 역할을 하고 있는데요. 지구자기장은 태양을 향한 쪽의 부분은 압축되고, 그와 반대되는 쪽에서는 꼬리를 늘어뜨리고 있습니다. 태양에서부터 뿜어내는 플라즈마는 초음속으로 지구상에 도착할정도로 강하다고 합니다.

지구에서도 토성과 같은 고리가 있다는 사실을 알고 계셨나요? 사실 토성의 고리는 우리 눈으로 관찰할 수 있지만 지구의 고리는 관찰할 수 없는데요. 그러한 이유는 바로 고리가 이온으로 이루어져있기 때문입니다. 이러한 지구를 감싸는 고리를 밴앨런복사대라고 하는데요. 우리 지구자기장안에 있으며, 자외선 등과 같은 고에너지 이온물질들로부터 지구를 보호해줍니다.