바람

바람

바람(Wind, 風)은 두 장소 사이에 존재하는 온도 및 기압 차이에 따라 일어나는 공기의 움직임이며 대기 대순환의 일부라고 볼 수 있다. 바람은 밀도가 높은 고기압에서 밀도가 낮은 저기압으로 평행을 이루기 위해 이동하는 공기의 흐름이다.

개요

바람은 지표면에 대하여 공기가 움직이는 현상을 말한다. 공기의 수평운동을 이류(Advection Flow)라고 하며 수직운동을 대류(Convection Flow)라 부른다. 대기운동의 수직성분은 특히 지표면에서 비교적 작으므로 기상학자들은 주로 대기운동의 수평성분만 바람이라는 용어로 사용한다. 지표 부근의 마찰이나 지형, 열 차이로 부는 바람은 난류(Turbulent Flow)이며 지표면의 영향을 받지 않는 상층에는 일정하게 부는 바람인 층류(Laminar Flow)가 있다. 바람은 일반적으로 공간적 규모, 속도, 원인, 발생지역, 영향 등에 따라 분류한다. 대규모 바람(global winds)으로는 대기 순환류(atmospheric circulation cell)에 존재하는 바람이 있고 제트기류(jet streams)라 불리는 상층대기의 빠른 집적된 공기의 흐름이 있다. 종관 규모(synoptic-scale winds)에서는 중위도 지역의 표층 공기 덩어리의 압력차에 의하여 발생하는 바람과 해륙풍과 같이 지형적 형태의 결과로 나타나는 바람이 있다. 중간규모(mesoscale winds)의 바람으로는 소나기 전선(gust front)와 같이 지역적으로 영향을 미치는 바람이 있다. 가장 작은 규모의 미소 바람(microscale winds)으로 10~100m 규모로 발생하여 예측할 수 없는 회오리바람이나 순간돌풍(microbursts)와 같은 바람이 있다.

바람을 구동시키거나 영향을 미치는 힘으로는 기압경도력(pressure gradient force), 전향력(Coriolis force), 부력(bouyancy force), 마찰력이 있다. 만일 두 공기 덩어리 사이의 압력의 차이가 존재하면 고기압 영역에서 저기압 영역으로 공기가 흐르게 된다. 행성은 회전함으로 적도에서 멀고 지표면에서 충분히 높은 영역에서 흐르는 공기는 전향력의 영향을 우선적으로 받게 된다. 대규모의 지구 규모의 바람(large scale global winds)에는 적도 지역과 극지역의 차별 가열에 의한 힘과 행성의 자전에 의한 힘이 가장 큰 구동력(driving force)로 작용한다. 바람은 다양한 풍화 작용을 거쳐 지형을 만든다.

바람에 의하여 꽃가루가 날려 멀리 있는 다른 나무나 식물에 열매를 맺게 하는 것은 알려진 사실이다. 특히, 양귀비나 민들레는 150㎞나 되는 거리까지 날아간다. 민들레의 씨가 땅에 떨어지지 않고 바람을 타고 날아가는 것은 명주실과 같은 가는 털이 햇빛을 받아 따뜻해지고 털을 둘러싸고 있는 공기도 가벼운 풍선과 같은 상태가 되어 날아가기 때문이다. 바람을 이용한 것으로는 전기가 들어가지 않는 섬에서 바람을 이용한 풍력발전소를 만들어 전력을 생산하기도 하고 지금은 사라졌지만 바람을 이용하여 물 위를 가는 범선을 만들기도 하였고 풍차를 이용하여 물을 끌어올리는 일도 있다. 그러나 공기는 물에 비해서 밀도가 대단히 작고 바람도 일정하지 않으므로 수력에 비하면 동력원(動力源)으로서는 불안정하다. 그래서 바람이 강한 외딴섬이나 산악지대 등에서 좁은 범위의 풍력발전용으로 사용되고 있다. 그 밖에 어린이들이 놀이에 쓰는 바람개비나 선풍기, 에어컨 그리고 현대과학의 최첨단인 제트엔진식항공기도 바람을 이용하여서 날아다니고 있다.

바람 발생의 원인

기압차가 생기는 원인은 몇 가지가 있으나 일반적으로 소규모의 기압차는 지역적인 수열량(受熱量)의 차이에 의하여 생기는 것이고 일기도에서 볼 수 있는 고기압, 저기압에 수반되는 대규모의 기압차는 위도에 따른 기온차가 원인이 되거나 지구 자전에 의한 전향력이 공기에 작용되기 때문이다. 지구상을 둘러싸고 있는 대기의 순환은 매우 큰 규모의 대기이동으로서 편동풍(무역풍·극풍), 편서풍, 제트류 등이 있고 우리 주위에서 일어나는 작은 규모의 대기 순환으로서는 육풍과 해풍, 산바람과 골바람 및 한국 특유의 국지바람인 양간지풍(襄杆之風)이 있다. 지상에서 1km위의 공기는 기압차와 전향력 정도만 고려하면 되지만 그 밑의 공기는 마찰력, 주변 지형, 지표 온도등 별의별 요소가 공기에 영향을 준다. 기본적으로 온도차가 클수록 빠르게 불고 기압차가 클수록 세게 분다. 공기에 영향을 주는 힘에는 기본적인 힘과 겉보기 힘이 있다. 먼저 기본적인 힘에는 중력, 기압 경도력, 마찰력이 있다.

• 중력

중력은 공기에 작용하는 지구의 인력을 말한다. 방향은 늘 지구 중심을 향하고 크기는 물질의 질량에 중력가속도(980cm/sec²)를 곱한 것과 같다.

• 기압 경도력

팽팽하게 부풀어 있는 풍선의 공기 주입구를 열어보면 풍선 안에 있던 공기는 상대적으로 기압이 낮은 풍선 밖으로 빠져나온다. 이처럼 기압의 차이는 힘을 만들어 낸다. 이 힘은 등압선에 수직으로 기압이 높은 곳에서 낮은 곳으로 작용한다. 지구가 평평하고 매끄러우며 움직이지 않는다면 공기는 기압 경도력에 의해서만 움직이게 될 것이다. 바람의 세기에 가장 큰 영향을 주는 것이 기압 경도력이다.

• 마찰력

마찰력이란 일반적으로 고체와 고체, 고체와 유체, 그리고 유체와 유체가 접한 상태에서 상대운동을 할 때 나타난다. 두 물체 간의 속도 차이에 의하여 발생하는 저항력인 것이다. 기상학에서는 지표면 부근의 풍속이 지표면에 의하여 감속되는 작용을 지면 마찰로 나타낸다. 마찰력으로 인해 등압선과 실제 바람이 이루는 각도가 달라진다. 통상 해상에서는 10° 정도, 육상에서는 30° 정도가 된다.

공기에 영향을 주는 또 다른 힘이 겉보기 힘이다. 여기에는 전향력과 원심력이 있다. 전향력은 지구가 자전하고 있기 때문에 지표면의 기류는 서에서 동으로 이동하고 있다. 그 속도는 적도에 가까울수록 빠르다. 따라서 어떤 지점에 있는 관측자에게 정지하고 있는 자기의 위치보다 위도가 높은 곳(극에 가까운 곳)은 상대적으로 서쪽으로 움직이고 있는 것 같이 보인다. 이러한 원리로 인해 기압이 높은 곳에서 낮은 곳으로 똑바로 부는 바람의 방향이 구부러진 것처럼 보이게 된다. 기압경도력 외에 어떤 외력이 작용하여 풍향을 전향시키는 것 같은데 이 가상의 외력이 전향력이다. 이 힘은 북반구에서는 풍향의 우측에 직각 방향으로 작용한다. 풍속에는 영향을 미치지 않으며 풍향에만 영향을 미친다. 그러나 전향력의 크기는 풍속의 크기에 좌우된다. 전향력은 적도에서는 0이고 극에서는 최대가 된다. 원심력은 물체가 진행 방향을 바꿀 때 나타나는 힘이다. 예를 들면 직선으로 운행 중인 자동차가 갑자기 진행 방향을 바꿀 때 승차한 사람들이 느낄 수 있는 힘이라고 할 수 있다. 사전적인 정의로는 물체가 원운동을 하고 있을 때 회전 중심에서 멀어지려는 힘을 말한다. 구심력과 크기가 같고 방향은 반대다. 실재하는 힘은 아니고 관성력으로부터 변형된 겉보기의 힘이다. 원심력은 곡률의 중심에서 밖으로 작용한다. 단위 질량에 대한 원심력은 물체 속도의 자승에 비례하고 곡률반경에 반비례한다.

참고자료

• 〈바람〉, 《위키백과》
• 〈바람〉, 《네이버 지식백과》
• "Wind", Wikipedia'

같이 보기

• 기압
• 공기

이 바람 문서는 에너지에 관한 글로서 검토가 필요합니다. 위키 문서는 누구든지 자유롭게 편집할 수 있습니다. [편집]을 눌러 문서 내용을 검토·수정해 주세요.

산업 : 산업, 산업혁명, 기술, 제조, 기계, 전자제품, 건설, 유통, 서비스, 에너지 □■⊕, 전기, 소재, 원소, 환경, 직업, 금융, 금융사 에너지 SMR • 가속운동 • 가시광선 • 가열 • 각속도 • 감마선 • 감속운동 • 강력 • 고압 • 고온 • 고전역학 • 관성력 • 관성모멘트 • 광선 • 광속 • 광전자 • 광전효과 • 광합성 • 기압 • 냉각 • 냉방 • 뉴턴 • 대류 • 대체에너지 • 동력 • 동력원 • 라디오파 • 마이크로파 • 마찰 • 마찰계수 • 마찰력 • 마찰에너지 • 만유인력 • 만유인력의 법칙 • 무중력 • 물리에너지 • 바이오에너지 • 발열 • 발화 • 방사선 • 방열 • 베타선 • 복사 • 복사선 • 복사에너지 • 부력 • 불 • 블루에너지 • 빛 • 빛에너지 • 삼투압 • 생물에너지 • 석유에너지 • 석탄에너지 • 섭씨 • 소리에너지 • 소수력 • 속력 • 수력 • 수력에너지 • 수소에너지 • 수압 • 수열 • 수열에너지 • 수직항력 • 신생에너지 • 신에너지 • 신재생 • 신재생에너지 • 알짜힘(합력) • 알파선 • 압력 • 압축응력 • 약력 • 양극선 • 양자역학 • 에너지 • 에너지밀도 • 에너지보존법칙 • 에너지원 • 에너지 효율 • 엑스선 • 엔트로피 • 역반응 • 역파장 • 역학적 에너지(기계에너지) • 열 • 열대류 • 열량 • 열복사 • 열분해 • 열에너지 • 열역학 • 열전도 • 열전도도 • 열전도율 • 열팽창 • 열팽창계수 • 열효율 • 온도 • 왕복에너지 • 왕복운동 • 운동에너지 • 원운동 • 원자력 • 원자력에너지 • 위치에너지 • 음극선 • 응력 • 인공태양 • 인장응력 • 인화 • 입자선 • 자외선 • 자유낙하 • 작용 • 재가열 • 재생에너지 • 저온 • 저압 • 적외선 • 전기에너지 • 전도 • 전자기력 • 절대온도 • 정반응 • 정지에너지 • 조력 • 조력에너지 • 조류에너지 • 줄 • 줄의 법칙 • 중력 • 중력에너지 • 지열 • 지열에너지 • 직사광선 • 직선운동 • 진동 • 진동에너지 • 진자 • 진자운동 • 천연에너지 • 청정에너지 • 친환경에너지 • 칼로리 • 탄성 • 탄성에너지 • 태양 • 태양광 • 태양광에너지 • 태양에너지 • 태양열 • 태양열에너지 • 텐서 • 파동 • 파력 • 파력에너지 • 파워 • 파장 • 폐기물에너지 • 폭발 • 풍력 • 풍력에너지 • 풍압 • 항력(드래그포스) • 해양에너지 • 핵반응 • 핵분열 • 핵분열에너지 • 핵붕괴 • 핵에너지 • 핵융합 • 핵융합에너지 • 화력 • 화씨 • 화학 • 화학에너지 • 회전 • 회전수 • 회전에너지 • 회전운동 • 흡열 • 힘 발전 교류발전기 • 마이크로 수력발전 • 물레방아 • 박테리아 발전소 • 발전 • 발전기 • 발전소 • 변전소 • 비상발전기 • 소수력발전 • 소수력발전소 • 소형모듈원전(SMR) • 수력발전 • 수력발전소 • 원자력발전 • 원자력발전소 • 조력발전 • 조력발전소 • 조류발전 • 조류발전소 • 지열난방 • 지열발전 • 지열발전소 • 직류발전기 • 태양광발전 • 태양광발전소 • 태양광패널 • 태양열발전 • 태양열발전소 • 파력발전 • 파력발전소 • 풍력발전 • 풍력발전소 • 풍차 • 해양 온도차 발전 • 핵융합발전 • 핵융합발전소 • 화력발전 • 화력발전소 • 회전축 연료 CNG • LNG • LPG • 가스 • 가스충전소 • 가연성 • 갈탄 • 개질수소 • 경유(디젤) • 경질유 • 고급휘발유 • 고압가스 • 고체연료 • 그레이수소 • 그린수소 • 기체연료 • 나무 • 난방연료 • 두바이유 • 등유 • 땔감 • 면세유 • 무연탄 • 무연휘발유 • 바이오 • 바이오가스 • 바이오디젤 • 바이오매스 • 바이오에탄올 • 바이오연료 • 방사성물질 • 배기가스 • 배출가스 • 번개탄 • 부생수소 • 분별증류 • 뷰테인(부탄) • 브라운수소 • 브렌트유 • 블루수소 • 석유 • 석유화학 • 석탄 • 셰일가스 • 셰일오일 • 수소 • 수소연료 • 수소전기 • 순도 • 숯(목탄) • 압축가스 • 액체연료 • 액화가스 • 연료 • 연료첨가제 • 연비 • 연소 • 연탄 • 오일샌드 • 오일셰일 • 옥탄가 • 용해가스 • 원유 • 유사경유 • 유연탄 • 유연휘발유 • 윤활유 • 일반휘발유 • 장작 • 점화 • 정유 • 정제 • 조개탄 • 주입 • 중유 • 중질유(中質油) • 중질유(重質油) • 증류 • 질소산화물 • 천연가스 • 천연자원 • 친환경연료 • 코크스 • 타르 • 텍사스유 • 프로페인(프로판) • 합성경유 • 핵연료 • 혼유 • 혼합가스 • 혼합기체 • 혼합연료 • 화석연료 • 화재 • 휘발유(가솔린) 위키 : 자동차, 교통, 지역, 산업, 기업, 단체, 업무, 쇼핑, 블록체인, 암호화폐, 인공지능, 개발, 인물, 행사, 일반