초고층대기물리학
"오늘의AI위키"의 AI를 통해 더욱 풍부하고 폭넓은 지식 경험을 누리세요.
1. 개요
초고층대기물리학은 지구 상층 대기 및 다른 행성의 대기를 연구하는 학문 분야이다. 시드니 채프먼에 의해 '대기권 물리학'이라는 용어가 처음 사용되었으며, 이후 국제 측지 및 지구물리학 연합에서 공식화되었다. 주요 분야로는 지구 대기 물리학, 행성 대기 물리학, 비교 대기 물리학이 있으며, 대기 조석, 상층 대기 번개 현상 등을 연구한다. 지구 대기 물리학은 기상학과 협력하여 연구가 진행되며, 행성 대기 물리학은 우주 망원경과 탐사선을 활용하여 다른 행성의 대기를 연구한다. 비교 대기 물리학은 여러 행성의 대기 특성을 비교 분석한다.
더 읽어볼만한 페이지
- 대기화학 - 탄소 고정
탄소 고정은 광합성 등을 통해 대기 중 이산화 탄소를 유기 화합물로 전환하는 과정으로, 캘빈 회로, 환원적 아세틸-CoA 회로, 역 TCA 회로 등 다양한 회로가 존재하며 토양 비옥도와 생태계 생산성에도 기여한다. - 대기물리학 - 수치 예보
수치 예보는 수학적 모델을 사용하여 대기 상태를 예측하는 방법으로, 컴퓨터 기술 발전에 힘입어 실용화되었으며, 다양한 모델 개발을 통해 기상 예측, 기후 모델링 등 여러 분야에 활용되고 있고, 대한민국 기상청도 예보 정확도 향상을 위해 투자하고 있다. - 대기과학 - 기후학
기후학은 대기의 장기간 평균 상태와 변화를 연구하는 학문으로, 기후 변화 연구를 중심으로 과거 기후 복원 및 미래 지구 온난화 연구를 수행하며 다양한 하위 분야로 나뉜다. - 대기과학 - 지구의 에너지 수지
지구의 에너지 수지는 지구가 태양으로부터 받는 에너지와 우주로 방출하는 에너지 간의 균형을 의미하며, 에너지 불균형은 기후 변화를 야기하고 지구 온난화의 중요한 지표가 된다.
| 초고층대기물리학 | |
|---|---|
| 개요 | |
| 학문 분야 | 대기 과학 |
| 정의 | 지구 또는 다른 행성의 대기 상층부 연구 |
| 관련 학문 | 기상학 대기 화학 대기 물리학 기후학 |
| 대기층 | |
| 주요 대기층 | 중간권 열권 외기권 |
| 추가 정보 | 때로는 전리층도 포함 |
| 연구 대상 | |
| 주요 연구 대상 | 대기 구성 온도 밀도 화학 반응 이동 과정 에너지 균형 대기와 태양 사이의 결합 |
| 기타 | |
| 관련 용어 | 고층대기물리학 |
2. 역사
수학자 시드니 채프먼은 1946년 네이처의 편집자에게 보낸 "명명법에 대한 몇 가지 생각"이라는 제목의 편지에서 지구 상층 대기에 대한 연구를 설명하기 위해 "대기권 물리학"이라는 용어를 선보였다.[2][3] 이 용어는 1954년 국제 측지 및 지구물리학 연합에서 채택하면서 공식화되었다.[4] 대기권 물리학은 나중에 다른 행성 대기의 해당 지역에 대한 연구를 언급하기 시작했다.
대기물리학은 세 가지 주요 분야로 나눌 수 있다. 바로 '''지구 대기물리학''', '''행성 대기물리학''', 그리고 '''비교 대기물리학'''이다.[5]
3. 분야
; 지구 대기 물리학
''지구 대기 물리학''은 성층권계면에서 우주 공간과의 대기 경계까지 확장되는 지구 상층 대기에 초점을 맞추며, 중간권, 열권, 외기권과 이들의 이온화된 구성 요소인 전리층으로 구성된다.[5] 지구 대기 물리학은 지구의 하층 대기, 즉 대류권과 성층권을 과학적으로 연구하는 기상학과 대조된다.[5][6][7] 지구 대기 물리학과 기상학은 한때 완전히 별개의 과학 연구 분야였지만, 1990년대 초 이후 발견된 내용들이 상층 및 하층 대기가 서로의 물리학, 화학, 생물학에 영향을 미친다는 것을 보여주면서 지구 대기 물리학자와 기상학자 간의 협력이 증가했다.[5]
지구 대기 물리학자들은 대기 조석과 적색 스프라이트, 스프라이트 헤일로, 블루 제트, ELVES와 같은 상층 대기 번개 방전을 연구한다. 또한 지구 상층 대기의 해리 및 이온화 과정의 원인도 조사한다.[8] 지구 대기 물리학자들은 지상 기반 망원경, 풍선, 위성, 사운딩 로켓을 사용하여 상층 대기에서 데이터를 수집한다.
; 대기 조석
대기 조석은 지구 대기의 전 지구 규모 주기적 진동으로, 여러 면에서 해양 조석과 유사하다. 대기 조석은 중간권과 하부 열권의 역학을 지배하며, 상층 대기에서 하층 대기로 에너지를 수송하는 중요한 메커니즘 역할을 한다.[9] 지구 대기 물리학자들은 대기 조석을 연구하는데, 그 이유는 대기 조석에 대한 이해가 대기 전체를 이해하는 데 필수적이며, 기상학에 대한 이해를 개선하는 데 도움이 되기 때문이다. 대기 조석의 모델링 및 관측을 통해 연구자들은 지구 대기의 변화를 모니터링하고 예측할 수 있다.[9]
; 상층 대기 번개
"상층 대기 번개" 또는 "상층 대기 방전"은 기상학자들이 지구 상층 대기에서 발생하는 일련의 전기적 파괴 현상을 지칭하는 데 사용하는 용어이며, 이는 하층 대기에서 관찰되는 대류권 번개의 고도보다 훨씬 높은 곳에서 발생한다. 현재, 대류권 번개에 의해 상층 대기에서 유도되는 전기 방전 현상에 대한 선호되는 용어는 "과도성 발광 현상"(TLE)이다. TLE에는 빨간 스프라이트, 스프라이트 헤일로, 파란 제트 및 ELVES ( "빛의 방출 및 초저주파 섭동은 전자기 펄스 소스"의 약자)를 포함한 다양한 유형이 있다.[10]
; 행성 대기 물리학
''행성 대기 물리학''은 지구의 중간권, 열권, 외기권, 그리고 전리층에 해당하는 다른 행성들의 대기 영역을 연구한다.[5] 어떤 경우에는, 행성의 전체 대기가 지구의 상층 대기에 해당하는 부분만으로, 혹은 그 일부만으로 구성될 수 있다. 행성 대기 물리학자들은 지상 망원경, 우주 망원경, 그리고 우주 탐사선을 활용하여 다른 행성들을 행성 근접 비행하거나, 궤도를 돌거나, 착륙시켜, 간섭계, 광학 분광기, 자력계, 그리고 플라즈마 검출기와 같은 기기들과 전파 엄폐와 같은 기술들을 사용하여 해당 행성들의 대기에 대한 지식을 얻는다.[11] 행성 대기 물리학은 원래 태양계 내 다른 행성들의 대기 연구에 국한되었지만, 1995년 이후 외계 행성의 발견으로 행성 대기 물리학자들이 이 분야를 확장하여 해당 행성들의 대기까지 포함하게 되었다.[12]
; 비교 대기 물리학
비교 대기 물리학은 지구 및 행성 대기 물리학의 연구 결과를 활용하여 — 전통적으로 별개의 과학 분야였으며,[5] — 다른 행성의 대기 특성과 거동을 서로 비교하고 지구의 상층 대기와 비교한다.[5] 이는 다양한 행성에서 서로 다른 화학, 자기장, 및 열역학이 대기의 생성, 진화, 다양성 및 소멸에 미치는 영향을 파악하고 설명하려 한다.[5]
3. 1. 지구 에어로노미
수학자 시드니 채프먼(Sydney Chapman)은 1946년 네이처(Nature)의 편집자에게 보낸 "명명법에 대한 몇 가지 생각(Some Thoughts on Nomenclature)"이라는 제목의 편지에서 지구의 상층 대기에 대한 연구를 설명하기 위해 에어로노미(aeronomy)라는 용어를 선보였다. 이 용어는 1954년 국제 측지학 및 지구물리학 연합이 채택하면서 공식화되었다.aeronomy영어는 나중에 다른 행성 대기의 해당 지역에 대한 연구를 언급하기 시작했다.
''지구 대기 물리학''은 성층권계면에서 우주 공간과의 대기 경계까지 확장되는 지구 상층 대기에 초점을 맞추며, 중간권, 열권, 외기권과 이들의 이온화된 구성 요소인 전리층으로 구성됩니다.[5] 지구 대기 물리학은 지구의 하층 대기, 즉 대류권과 성층권을 과학적으로 연구하는 기상학과 대조됩니다.[5][6][7] 지구 대기 물리학과 기상학은 한때 완전히 별개의 과학 연구 분야였지만, 1990년대 초 이후 발견된 내용들이 상층 및 하층 대기가 서로의 물리학, 화학, 생물학에 영향을 미친다는 것을 보여주면서 지구 대기 물리학자와 기상학자 간의 협력이 증가했습니다.[5]
지구 대기 물리학자들은 대기 조석과 적색 스프라이트, 스프라이트 헤일로, 블루 제트, ELVES와 같은 상층 대기 번개 방전을 연구합니다. 또한 지구 상층 대기의 해리 및 이온화 과정의 원인도 조사합니다.[8] 지구 대기 물리학자들은 지상 기반 망원경, 풍선, 위성, 사운딩 로켓을 사용하여 상층 대기에서 데이터를 수집합니다.
3. 1. 1. 대기 조석
대기 조석은 지구 대기의 전 지구 규모 주기적 진동으로, 여러 면에서 해양 조석과 유사하다. 대기 조석은 중간권과 하부 열권의 역학을 지배하며, 상층 대기에서 하층 대기로 에너지를 수송하는 중요한 메커니즘 역할을 한다.[9] 지구 대기 물리학자들은 대기 조석을 연구하는데, 그 이유는 대기 조석에 대한 이해가 대기 전체를 이해하는 데 필수적이며, 기상학에 대한 이해를 개선하는 데 도움이 되기 때문이다. 대기 조석의 모델링 및 관측을 통해 연구자들은 지구 대기의 변화를 모니터링하고 예측할 수 있다.[9]
대기 조석은 대기 상층이 얻은 에너지를 대기 하층으로 전달하는 중요한 기구이며, 중간권과 열권의 낮은 영역에서의 움직임 대부분을 차지한다. 따라서 대기 조석 현상에 대한 이해는 대기 전체에 대한 이해에 필수적이다. 대기 조석의 모델링 및 관측은 지구 대기의 관측 및 변화 예측에 필수적이다.
3. 1. 2. 상층 대기 번개
"상층 대기 번개" 또는 "상층 대기 방전"은 기상학자들이 지구 상층 대기에서 발생하는 일련의 전기적 파괴 현상을 지칭하는 데 사용하는 용어이며, 이는 하층 대기에서 관찰되는 대류권 번개의 고도보다 훨씬 높은 곳에서 발생한다. 현재, 대류권 번개에 의해 상층 대기에서 유도되는 전기 방전 현상에 대한 선호되는 용어는 "과도성 발광 현상"(TLE)이다. TLE에는 빨간 스프라이트, 스프라이트 헤일로, 파란 제트 및 ELVES ( "빛의 방출 및 초저주파 섭동은 전자기 펄스 소스"의 약자)를 포함한 다양한 유형이 있다.[10]
중간권 발광 현상은, 통상적인 번개가 발생하는 위치보다 높은 고도에서 일어나는 방전 현상을 나타내는 용어이다. 중간권 발광 현상에는, 레드 스프라이트, 스프라이트 홀, 블루 제트 등의 종류가 있다.
3. 2. 행성 에어로노미
''행성 대기 물리학''은 지구의 중간권, 열권, 외기권, 그리고 전리층에 해당하는 다른 행성들의 대기 영역을 연구한다.[5] 어떤 경우에는, 행성의 전체 대기가 지구의 상층 대기에 해당하는 부분만으로, 혹은 그 일부만으로 구성될 수 있다. 행성 대기 물리학자들은 지상 망원경, 우주 망원경, 그리고 우주 탐사선을 활용하여 다른 행성들을 행성 근접 비행하거나, 궤도를 돌거나, 착륙시켜, 간섭계, 광학 분광기, 자력계, 그리고 플라즈마 검출기와 같은 기기들과 전파 엄폐와 같은 기술들을 사용하여 해당 행성들의 대기에 대한 지식을 얻는다.[11] 행성 대기 물리학은 원래 태양계 내 다른 행성들의 대기 연구에 국한되었지만, 1995년 이후 외계 행성의 발견으로 행성 대기 물리학자들이 이 분야를 확장하여 해당 행성들의 대기까지 포함하게 되었다.[12]
3. 3. 비교 에어로노미
비교 대기 물리학은 지구 및 행성 대기 물리학의 연구 결과를 활용하여 — 전통적으로 별개의 과학 분야였으며,[5] — 다른 행성의 대기 특성과 거동을 서로 비교하고 지구의 상층 대기와 비교한다.[5] 이는 다양한 행성에서 서로 다른 화학, 자기장, 및 열역학이 대기의 생성, 진화, 다양성 및 소멸에 미치는 영향을 파악하고 설명하려 한다.[5]
4. 한국의 에어로노미 연구
참조
[1]
서적
"Aeronomy of the Middle Atmosphere : Chemistry and Physics of the Stratosphere and Mesosphere"
Springer
[2]
서적
Comparative Aeronomy
Springer
[3]
간행물
"Some Thoughts on Nomenclature," Nature 157, (1946): 405
http://www.nature.co[...]
[4]
웹사이트
"Aeronomy, atmosphere science, what is it?"
https://www.aeronomi[...]
2021-05-21
[5]
웹사이트
Mendillo, Michael, Andrew Nagy, and J .H. Waite, "Introduction," Atmospheres in the Solar System: Comparative Aeronomy, Geophysical Monograph Series Volume 130, 2002, unpaginated Accessed 23 March 2021
https://www.bu.edu/c[...]
2021-03-24
[6]
웹사이트
"Planetary Aeronomy," Imperial College London Accessed 23 March 2021
https://www.imperial[...]
2021-03-23
[7]
문서
[8]
서적
The Thermosphere - the Earth's Outermost Atmosphere
Academic Press
[9]
서적
"Atmospheric Tidal and Planetary Waves"
Kluwer Publ.
[10]
간행물
"Sprites, elves, and glow discharge tubes," Physics Today, 54 (11) : 41-47
http://physicstoday.[...]
2001-11
[11]
웹사이트
"History of Planetary Aeronomy," cosmos.esa.int Accessed 23 March 2021
https://www.cosmos.e[...]
2021-03-23
[12]
웹사이트
"Abstract of Bauer, Siegfried J, and Helmut Lammer, ''Planetary Aeronomy: Atmosphere Environments in Planetary Systems''"
https://www.springer[...]
Springer-Verlag
2021-03-23
[13]
서적
The Thermosphere - the Earth's Outermost Atmosphere
Academic Press
[14]
서적
Comparative Aeronomy
Springer
본 사이트는 AI가 위키백과와 뉴스 기사,정부 간행물,학술 논문등을 바탕으로 정보를 가공하여 제공하는 백과사전형 서비스입니다.
모든 문서는 AI에 의해 자동 생성되며, CC BY-SA 4.0 라이선스에 따라 이용할 수 있습니다.
하지만, 위키백과나 뉴스 기사 자체에 오류, 부정확한 정보, 또는 가짜 뉴스가 포함될 수 있으며, AI는 이러한 내용을 완벽하게 걸러내지 못할 수 있습니다.
따라서 제공되는 정보에 일부 오류나 편향이 있을 수 있으므로, 중요한 정보는 반드시 다른 출처를 통해 교차 검증하시기 바랍니다.
문의하기 : help@durumis.com