공통 과학 - 4.3 온실 효과/대기 오염
우리가 숨쉬는 대기가 각종 오염 물질로 가득차 있습니다.
대기 오염의 심각성은 이제 대도시만의 일이 아닌
전국적인 현상으로 번져갑니다.
화석 연료 사용이 급격하게 증가하면서
대량으로 발생한 이산화탄소는
가장 유력한 온실 기체로서 지구 온난화에 영향을 끼칩니다.
지구 복사 에너지 중 장파장 적외선이 일부 이산화탄소, 수증기, 메탄,
프레온 가스, 질소 산화물 따위에 의해 흡수되어 대기가 더욱 가열되는 현상을
온실 효과라 하며, 온실 효과를 일으키는 위와 같은 기체를 온실 기체라 합니다.
기체는 압력에 따라 부피가 변하면서 일을 하기도 하고 받기도 하는데,
외부와 열을 주고 받지 않는 상태에서 기체의 부피 변화에 의해
이루어지는 현상을 단열 변화라 하죠.
대기는 단열 변화에 의해 높이 올라갈수록 온도가 낮아지게 되며,
이 상태가 유지되면 찬 공기는 밑으로 내려오고-무거우니까-
더운 공기는 위로 올라가게 되어-가벼우니까- 대류 현상이 일어납니다.
지표면 근처의 대기는 지표면의 온도에 따라 대기의 온도가 변하는데,
태양 복사 에너지에 의한 지면의 가열과 냉각 차이가 크게 일어나는
맑은 날 새벽녘에는 고도가 높아지면서 대기가 안정되는 현상이 생깁니다
이런 안정한 기층을 역전층이라 하는데
역전층이 생기면 공기의 유동이 억제되므로
-역전층은 위쪽 공기의 온도가 높고 아래쪽 공기의 온도가 낮아서
위는 가볍고 아래는 무거우므로 공기의 순환이 일어나지 않죠-
도시에서는 지표면의 대기 오염 물질이 쌓여 스모그(smog) 현상이 생깁니다.
스모그는 석탄 소비 증가에 의한 런던형 스모그와 자동차의 배기 가스 속에
불완전 연소에 의한 탄화수소와 질소 산화물이 태양 광선과 작용하여 생기는
광화학 반응으로 생성되는 광화학 스모그는 로스엔젤레스형 스모그라 합니다.
우리 나라에서도 대도시에서는 자동차의 보급이 늘면서
로스엔젤레스형 스모그가 늘고 있는데,
런던형 스모그는 LNG와 같은 청정형 연료로 대체하면 어느 정도 해결되지만
로스엔젤레스형 스모그는 자동차의 운행을 자제하는 것이 해결책입니다.