글로벌 세계 대백과사전/컴퓨터·환경·첨단·지구과학/지구과학-환경 실험관찰/지구와 자연현상/기온과 날씨

개요

槪要

온도와 날씨는 서로 밀접한 관계에 있다. 온도가 날씨에 미치는 영향 등을 살펴본다

온도계의 사용 방법

준비물

準備物

온도계

목표

目標

물체나 대기의 온도를 재기 위해서는 온도계가 필요하다. 올바른 온도계 사용법에 대해서 알아보자.

실험관찰

實驗觀察

① 온도계 유리 대롱 아래쪽 둥근 부분을 손으로 잡거나 입김을 불어보자.② 온도계를 눈높이를 기준으로 위 아래로 이동하면서 올바른 눈금 보는 위치를 알아보자.

결과

結果

① 유리 대롱의 아래쪽 둥근 부분에 인위적으로 열을 가하면 온도계의 빨간 액체가 빠른 속도로 위로 올라가는 것을 볼 수 있다.② 온도계 눈금을 정확히 읽기 위해서는 눈금과 눈이 일직선이 되게 위치를 조정해야 한다. 온도계가 눈보다 높거나 낮으면 실제 눈금보다 낮거나 높게 보인다.

핵심요점

核心要點

정확한 온도를 재기 위해서는 온도계에 임의의 열이 가해지지 않도록 해야 하며, 눈금을 읽을 때는 시선이 눈금이 일직선이 되도록 해야 한다.

심화학습

深化學習

온도계는 수은이나 알코올이 온도에 비례하여 부피가 늘어나는 성질을 이용한 장치로 유리 대롱 아래쪽의 둥근 유리 부분에 붉게 물들인 수은이나 알코올을 넣은 것이다.

양달과 응달의 공기

준비물

準備物

온도계 4개, 은박지, 온도계를 매달 실과 막대, 모눈종이, 색연필

목표

目標

양달이 응달보다 공기의 온도가 높은 이유를 알아본다.

실험관찰

實驗觀察

양달과 응달에 온도계를 매달아 두고 공기의 온도를 재어 본다. 이 때, 은박지로 햇빛을 가린 온도계도 양달과 응들에 각각 매달아 둔다. 이렇게 4개의 온도계로 공기의 온도를 재어서 비교한다.

결과

結果

양달에 그대로 매달아 둔 온도계만이 다른 것보다 특별히 온도가 높아진다. 그것은 온도계에 직접 햇빛이 쬐었기 때문이며, 공기의 온도를 정확히 재었다고는 할 수 없다.

햇빛이 비치는 각도와 온도

준비물

準備物

햇빛의 온도를 잴 수 있는 장치 2개, 시계, 모눈종이, 색연필

목표

目標

햇빛이 닿는 각도에 따라 흙이 데워지는 정도도 달라지는지 알아본다.

실험관찰

實驗觀察

① 맑게 갠 날, 햇빛의 온도를 잴 수 있는 장치를 2개 준비한다. 하나는 지면에 수평으로, 또 하나는 햇빛에 직각이 되도록 놓아 둔다.② 5분 간격으로 양쪽 장치의 온도를 재어 비교한다.

결과

結果

① 햇빛에 직각으로 놓은 장치가 지면에 수평으로 놓은 장치보다 온도가 높아진다.② 이 실험으로 지면의 온도는 햇빛이 닿는 각도에 따라 달라짐을 알 수 있다.

하룻동안의 기온 변화

준비물

準備物

온도계, 백엽상

목표

目標

하루의 기온이 어떻게 변해가는지 조사해 본다.

실험관찰

實驗觀察

백엽상에 온도계를 넣고 새벽부터 저녁때까지 온도의 변화를 관찰해 보자.

결과

結果

하루 중 기온이 가장 낮은 때는 해 뜨기 직전이며, 가장 높은 때는 햇빛에 의해 달궈진 지표면이 공기를 데우는 시간대인 오후 2시경이다. 오후 2시 이후에는 기온이 점점 내려간다. 보통 흐린 날보다 맑은 날이 하룻동안의 기온 변화가 심한 편이다.

핵심요점

核心要點

하루의 온도는 새벽 무렵이 가장 낮고 오후 2시경에 제일 높다.

심화학습

深化學習

기온을 잴 때 백상엽을 이용하는 것은 기온은 온도를 재는 장소나 높이에 따라 차이가 있기 때문에 여러 곳의 기온을 비교하려면 조건이 같아야 하므로 같은 조건을 갖춘 백엽상 안에서 재는 것이다. 기온을 잴 때에는 지표의 1.5m 높이에서 재는 것이 원칙이다.

날씨에 따른 흙과 물의 온도 변화

준비물

準備物

같은 용량의 그릇 2개, 온도계 2개, 시계

목표

目標

날씨의 변화에 따라 기온도 차이가 난다. 흙이나 물은 날씨에 따라 온도가 어떻게 달라지는지 알아본다.

실험관찰

實驗觀察

용량이 같은 그릇 2개에 흙과 물을 2/3쯤 담은 다음 맑은 날, 흐린 날, 비오는 날에 각각 온도를 재보자.

결과

結果

맑은 날 흙의 온도는 한낮에 가장 높고, 물의 온도는 한낮이 지나서 가장 높다. 또 비오는 날은 흙이나 물의 온도는 하루 내내 거의 변화가 없다. 흐린 날도 흙과 물 모두 별로 높아지지 않지만 비오는 날보다는 높게 나타난다.

땅 속의 온도 재기

준비물

準備物

곡관 지중 온도계 3개, 막대 온도계, 온도계 덮개(4개분), 모눈종이, 필기 도구

목표

目標

땅 속의 온도는 깊이에 따라 어떻게 변하는지 알아본다.

실험관찰

實驗觀察

① 맑은 날 양지바르고 흙이 부드러운 곳을 골라 지표와, 지표에서 깊이 5cm, 10cm, 20cm 되는 곳의 온도를 곡관 지중 온도계를 이용해서 잰다.② 아침부터 저녁까지(오전 9시부터 오후 5시까지) 1시간 간격으로 온도를 각각 재어 기록하고 땅의 깊이와 온도의 관계를 알아본다.

결과

結果

① 지표에서 깊어짐에 따라 온도는 덜 오르게 되고, 깊이 20cm에서는 하루 중 거의 온도가 변하지 않는다.② 지표나 땅 속의 온도는 점심때쯤까지는 오르지만, 그 뒤부터는 점차 내려간다. 그러나 깊어짐에 따라 온도의 변화는 적다.

핵심요점

核心要點

땅 속의 온도는 깊이에 따라 다르다. 깊어질수록 온도는 낮고, 온도의 변화가 적다.

태양의 고도와 기온과의 관계

준비물

準備物

온도계, 각도기, 태양 고도계, 시계, 모눈종이, 공책, 색연필

목표

目標

태양의 고도에 따라 지면에 햇빛이 쬐는 각도도 달라진다. 태양 고도계로 태양의 고도와 기온의 변화를 알아본다.

실험관찰

實驗觀察

맑은 날 오전 8시부터 오후 5시까지 1시간 간격으로 태양의 고도와 기온을 재어 보자. 그리고 기록한 내용을 그래프로 그려 보자.

결과

結果

태양의 고도와 기온이 변하는 모양은 거의 비슷하다. 태양은 정오 때에 가장 높아지고, 그 이후로 점점 낮아진다. 기온은 오후 2시경에 가장 높아지고 그 이후로는 낮아진다. 즉 태양의 고도와 기온은 밀접한 관계가 있음을 알 수 있다.

핵심요점

核心要點

기온의 변화는 태양의 고도에 직접 영향을 받는다.

계절에 따른 기온 변화

준비물

準備物

온도계, 태양 고도계, 시계, 모눈종이, 색연필

목표

目標

계절마다의 태양의 고도와 기온 변화에 상관 관계가 있는지 알아본다.

실험관찰

實驗觀察

① 1년 동안 매달 5일, 15일, 25일에 오전 8시에서 오후 5시까지 태양의 고도와 기온을 재어 각각 가장 높은 것을 기록해 두자. 이것을 그래프로 그려 일년 중 태양의 고도와 기온이 가장 높은 달과 가장 낮은 달을 알아보자. ② 그래프를 보고 태양의 고도와 기온과의 관계를 살펴보고, 계절별 변화에 대해서도 분석해 보자.

결과

結果

① 우리나라에서는 태양의 고도는 하지가 있는 6월이 가장 높고, 동지가 있는 12월이 가장 낮은 것으로 나타났다. 기온은 8월이 제일 높고 1월이 제일 낮게 나타났다.② 그래프를 보면 태양 고도가 높으면 기온도 따라서 높아지고, 고도가 낮아지면 기온도 따라서 낮아지는 것을 볼 수 있다. 이렇게 볼 때 계절에 변화에 따라 기온이 변하는 것은 태양의 고도에 따른 것임을 알 수 있다.

핵심요점

核心要點

계절의 변화도 태양의 고도에 직접적인 영향을 받는다.

지구의 온도가 계속 오르지 않는 이유

준비물

準備物

검은 알루미늄 컵, 스티로폼 뚜껑, 온도계, 100W 전구

목표

目標

지구는 태양의 복사 에너지를 지속적으로 받고 있지만 온도가 계속 올라가지 않는 것은 받은 만큼 방출하기 때문이다. 지구가 방출하는 복사 에너지는 어떻게 되는지 알아본다.

실험관찰

實驗觀察

① 불을 켠 전구 앞에 검은 알루미늄 컵을 놓고 컵 속 공기의 온도가 계속 올라가는지 조사해 보자.② 태양의 고도는 계절에 따라 달라진다. 고도가 가장 높은 여름과 가장 낮은 겨울에 태양 광선이 대기층을 지나는 거리가 어떻게 되는지 생각해 보자.③ 지구가 둥글다는 사실을 염두에 두고 적도 지방에서 지표에 수직으로 비추는 태양 광선이 극지방으로 갈수록 비추는 각도가 어떻게 변하는지 알아보자.

결과

結果

① 컵 속 공기의 온도는 어느 값 이상으로는 올라가지 않는다. 이것은 컵 속 공기가 흡수하는 전구의 복사 에너지와 컵 속 공기가 방출하는 복사 에너지가 평형을 이루기 때문이다.② 여름에는 태양 광선이 지표에 수직으로 비추지만, 겨울에는 비스듬히 비추게 된다. 따라서 여름에는 대기층 통과 거리가 짧으나 겨울에는 통과 거리가 길다. 통과 거리가 길면 도중에 흡수·산란이 많기 때문에 그만큼 지표에 도달하는 복사 에너지가 적다.③ 적도 지방에서 극지방으로 갈수록 햇빛을 받는 면적의 각도가 기울어진다. 따라서 같은 넓이에 들어오는 복사 에너지의 양은 적도 지방에서 많고 극지방에서 적다.