글로벌 세계 대백과사전/컴퓨터·환경·첨단·지구과학/지구과학-환경 실험관찰/지구와 자연현상/바람과 공기

개요

槪要

바람이 발생하는 원인을 알아보고, 또한 바람과 날씨의 관계를 조사해 본다.

바람의 세기와 방향

준비물

準備物

풍력 계급표, 필기 도구

목표

目標

바람의 세기와 부는 방향을 알아보자.

실험관찰

實驗觀察

① 굴뚝에서 나오는 연기나 나뭇잎이 흔들림을 보고 바람이 부는 방향을 알아보자.② 풍력 계급표로 바람의 세기를 알아보자.

결과

結果

① 바람이 없을 때 연기는 똑바로 올라가고, 바람이 불면 바람이 불어오는 방향의 반대쪽으로 뉘어 옆으로 흐른다. 나뭇잎은 바람이 약할 때는 살짝 흔들리지만 세게 불면 모든 잎사귀들이 한쪽으로 쏠리면서 나부낀다.② 연기가 흐르는 모양이나 빨래나 나뭇잎이 흔들리는 모양을 보면 바람의 세기를 짐작할 수 있다.

핵심요점

核心要點

바람의 세기나 방향을 쉽게 알 수 있는 방법은 깃발, 빨래, 굴뚝 연기, 풍선이 날리는 방향 등을 보면 알 수 있다.

심화학습

深化學習

풍력과 풍속

風力－風速

나뭇잎이나 연기 등의 움직이는 정도를 보고 바람의 세기에 등급을 정한 것이

풍력이다. 또 1초 동안에 바람이 움직인 빠르기를 풍속이라 하는데, 풍속은 보통 지상 10m 높이에서 10분간 조사하여 평균한 것을 말한다. 바람의 세기를 측정하는 데는 풍력보다 풍속이 더 정확하기 때문에 보통 풍속을 재어 풍력으로 고친다.

기압의 변화 모습

준비물

準備物

알코올 램프, 석면 그물, 수은, 물, 그릇, 얇은 빈 깡통, 유리관

목표

目標

지구 둘레에는 약 30㎞에 달하는 두꺼운 공기층이 있는데, 이 공기의 무게가 기압으로 작용한다. 기압은 지구의 날씨 변화에 결정적인 역할을

하는데, 기압의 작용은 어떻게 이루어지는지 알아본다.

실험관찰

實驗觀察

빈 깡통에 물을 넣고 끓이다가 마개를 막고 식히면 어떤 현상이 일어나는지 알아보자.

결과

結果

다 식은 깡통은 안쪽의 압력이 바깥의 압력보다 작아지기 때문에 찌그러져서 쑥 들어간다. 이때 대기압은 모든 방향에서 작용하지만 깡통의 구조상 옆면만 찌그러진다.

핵심요점

核心要點

물을 끓이면 깡통 속의 공기는 팽창하고 수증기가 증가한다. 이때 깡통의 마개를 닫고 식히면 수증기는 대부분 물로 변하므로 깡통 속은 거의 진공 상태가 된다. 그러므로 깡통은 대기압에 눌려서 찌그러지게 된다.

바람과 기압의 관계

준비물

準備物

풍향계, 필기 도구, 기록장

목표

目標

기압과 바람은 어떤 관계에 있으며, 등압선 모양에 따라 바람은

바람은 어떻게 달라지는지 알아보자. 매월 1주일 간격으로 바람의 세기나 방향을 조사해 보자. 관측하는 동안 일기도를 보면서 주변 지역의 기압의 변화와 기압의 배치나 풍향·풍속 등도 알아보자.

결과

結果

바람은 기압이 높은 곳에서 낮은 곳으로 불고, 기압 차이가 클수록 바람의 세기도 커진다. 고기압 중심권의 날씨는 맑으며 바람도 약하다. 그러나 날씨가 좋아도 등압선이 촘촘할 때는 바람이 세게 분다.

핵심요점

核心要點

바람은 기압차에 의해 발생하며 등압선 간격이 좁을수록 바람은 세게 분다.

심화학습

深化學習

태풍의 발생

颱風－發生

열대성 저기압인 태풍의 위도 5-25°사이의 열대 해상에서 바다의 온도가 27°이상인 경우에 잘 발생한다. 열대의 강한 햇빛이 바다 위로 내리쬐면 바닷물은 증발하여 고온 다습한 공기가 많아지게 된다. 고온 다습한 공기는 상승하면서 열을 방출하고, 그 열은 다시 공기를 가열시켜 상승 속도를 더 빠르게 한다. 그러면 주위에서는 이 빈 자리를 메우기 위해 공기가 중심부를 향하여 빠르게 모이며 저기압을 발생시킨다. 풍속이 초당 17m 이상으로 발달된 열대성 저기압을 태풍이라 한다.

해풍, 육풍, 산풍, 계절풍

준비물

準備物

풍속계, 풍향계

목표

目標

낮과 밤에 따라 해안과 육지, 산에서 부는 바람의 방향은 달라진다. 이처럼 밤과 낮에 따라 바람의 방향이 바뀌는 이유를 알아본다.

실험관찰

實驗觀察

① 맑게 갠 여름 날 하룻동안 바닷가에서 바람의 방향을 살펴보자. 또 하루를 잡아서 산골 마을에서 같은 조사를 해보자.② 여름철과 겨울철에 부는 바람의 방향을 조사해 보자.

결과

結果

① 낮에는 바다에서 육지를 향해 바람이 불고(해풍), 밤에는 육지에서 바다를 향해 바람이 분다(육풍). 또 산골에서는 낮에는 산기슭에서 산꼭대기를 향해 불고(곡풍), 밤에는 산꼭대기에서 산기슭으로 바람이 분다.(산풍)② 전반적으로 여름철에는 바다에서 육지로 바람이 불고, 겨울에는 육지에서 바다로 바람이 부는데, 이것을 계절풍이라고 한다. 우리나라의 경우 북동쪽에 육지가 있고 남서쪽에 해안이 있어, 여름에는 남동풍, 겨울에는 북서풍이 분다.

핵심요점

核心要點

바닷가나 산에는 낮과 밤의 기온 차이에 의해 바람이 바뀐다. 여름과 겨울철에 바람의 방향이 바뀌는 기온의 변화에서 오는 것이다.

공기의 무게 재기

준비물

準備物

풍선 2개, 스탠드, 막대

목표

目標

공기에 무게가 있는지 알아본다.

실험관찰

實驗觀察

두 개의 풍선에 크기가 거의 같게 공기를 불어 넣어 끝을 봉하고 막대의 양쪽 끝에 하나씩 매단 다음 막대의 중간 부분을 스탠드에 수직 방향으로 살짝 얽어매어 수평이 되도록 한다.

수평이 되지 않으면 올라가는 쪽의 풍선에 성냥개비나 클립을 부착시켜 수평을 이루도록 한다. 수평이 된 상태에서 한쪽 풍선에 셀로판 테이프를 붙여 바늘로 구멍을 뚫어 바람을 빼면 어떻게 되는지 살펴보자.

결과

結果

공기를 빼낸 풍선 쪽이 위로 올라가는 것으로 보아 공기가 빠진 만큼 풍선이 가벼워졌음을 알 수 있다. 이는 곧 공기는 무게를 가지고 있음을 뜻하는 것이다.

공기의 압력이 작용하는 방향

준비물

準備物

수조, 물컵, 물, 종이

목표

目標

공기의 압력이 작용하는 방향은 일정한지 알아본다.

실험관찰

實驗觀察

① 2/3쯤 물이 찬 수조에 유리컵을 넣어 물을 가득 채운 다음 수조의 물 속에서 거꾸로 세워 보자. 또 유리컵을 거꾸로인 상태로 물 밖으로 꺼내보자.② 유리컵에 물을 가득 채우고 컵 위에 종이를 올린 다음 손으로 종이를 누르면서 컵을 거꾸로 돌린 상태에서 손을 떼어 보자. 그리고 컵을 여러 방향으로 움직여 보자.

결과

結果

① 수조 안에서 물컵을 거꾸로 세워도 물은 쏟아지지 않지만 수면 위로 올라오면 물은 곧 쏟아진다. 수조 안에서 물컵의 물이 쏟아지지 않는 것은 공기가 수조 안의 수면을 내리 누르기 때문이다. ② 유리컵의 물은 쏟아지지 않고 종이도 그대로 붙어 있다. 유리컵의 방향을 좌우로 바꾸어도 마찬가지이다. 이것은 공기의 압력이 물의 압력보다 더 크기 때문이다. 또 공기의 압력은 방향에 관계없이 골고루 작용한다는 것을 알 수 있다.

핵심요점

核心要點

공기는 압력을 가지며 어떤 물체에 압력이 작용하는 방향은 상하좌우 모두 같다.

심화학습

深化學習

기압은 장소에 따라 다르다. 공기층의 두께의 차이 때문에 높은 지역이 낮고, 낮은 지역은 높다. 또 기압은 시시각각 변한다. 한편 기압의 크기는 10m의 물기둥이나 76㎝의 수은 기둥을 밀어 올릴 수 있는 힘을 가진다.

일기도 보기

준비물

準備物

일기도

목표

目標

기상학이 발달한 오늘날 신문이나 TV 등을 통해 일기도를 자주 접하게 된다. 그러나 여러 가지 기호로 표시되어 있는 일기도는 경우에 따라서는 암호문처럼 보이기도 한다. 일기도를 읽는 법을 알아본다.

실험관찰

實驗觀察

신문에 실린 일기도를 보고 기호의 뜻을 알아보자.

결과

結果

일기는 관측 지점을 가리키는 동그라미 속에 기호를 써서 나타낸다. 기압은 문자, 숫자, 등압선 등으로 나타내며, 바람의 상태는 화살의 방향과

그 끝의 날개 수와 모양으로 나타낸다. 기압의 배치 모양으로 고기압형, 저기압형, 겨울형, 여름형 등이 있다.

핵심요점

核心要點

일기도에 표시된 기호의 의미를 파악해 두면 그날의 일기를 보다 폭넓게 이해할 수 있다.

심화학습

深化學習

일기 예보

日氣豫報

기상청에서 일기 예보를 하기 위해서는 대체로 다음과 같은 과정을 거친다. 먼저 일기 관측 자료를 수집하는 과정으로 전국 국내외 각지에 있는 지상 기상 관측소에서 기압, 기온, 습도, 풍향, 강수량, 적설량, 구름 등을 관측하여 유무선을 통해 보내온 전산 통신망을 통해 받은 자료와 기상 레이더 및 기상 위성에 의해 관측된 자료를 취합하는 과정이다. 그 다음은 취합한 자료를 면밀히 분석하여 일기도를 작성한 다음 일기 예보를 하는 것이다.