인공 구름

Anthropogenic cloud
네자벨리르에 위치한 지열 발전소의 배출로 생성된 적란 균질화(ICLand, 2009년 8월).

균질성, 인공 구름 또는 인공 구름은 인간의 활동에 의해 유발되는 구름이다.하늘을 덮고 있는 대부분의 구름은 순전히 자연적인 기원을 가지고 있지만, 산업 혁명이 시작된 이후, 화석 연료와 수증기 그리고 원자력, 화력 및 지열 발전소에서 방출되는 다른 가스의 사용은 지역 기후 조건에 상당한 변화를 일으킨다.따라서 이러한 새로운 대기 조건은 구름 [1]형성을 강화할 수 있습니다.

이러한 기상현상을 만들고 활용하기 위한 다양한 방법들이 제안되었다.다양한 연구를 위한 실험도 실시되고 있다.예를 들어, 러시아 과학자들은 50년 [2]이상 동안 인공 구름을 연구해왔다.그러나 지금까지 가장 많은 인공 구름은 비행기 난간(응결 궤적)과 로켓 [3][4]궤적입니다.

인류 형성

주요 기사:구름물리학

인공 구름을 형성하기 위해서는 세 가지 조건이 필요하다.

  1. 공기는 수증기의 포화상태에 가까워야 한다.
  2. 수증기의 일부를 응축(또는 승화)하기 위해 공기는 물(또는 얼음)에 대해 이슬점 온도로 냉각되어야 한다.
  3. 공기에는 응축/승화가 시작되는 응축 핵, 작은 고체 입자가 포함되어야 합니다.

현재 화석연료의 사용은 이 세 가지 조건 중 하나를 강화한다.첫째, 화석연료의 연소는 수증기를 발생시킨다.또한 이 연소는 응축 핵으로 작용할 수 있는 작은 고체 입자의 형성을 발생시킵니다.마지막으로, 모든 연소 과정은 수직 상승 운동을 강화하는 에너지를 방출합니다.

화석 연료의 연소와 관련된 모든 과정에도 불구하고, 화력발전소, 상업용 항공기 또는 화학 산업과 같은 일부 인간 활동만이 인류 기원 때문에 균질화라는 수식어를 사용할 수 있는 구름을 생성하기에 충분한 대기 조건을 변경한다.

클라우드 분류

세계기상기구에 의해 발행된 국제 구름 지도는 19세기 초에 루크 하워드에 의해 만들어진 제안과 그 이후의 모든 수정 사항들을 정리하고 있다.각 구름은 라틴어로 이름이 있으며, 구름은 속, 종, 품종에 따라 분류됩니다.

  • 10개 속(복수속)이 있다(예: 적란, 층상 등).
  • 이러한 속에는 수직 이동의 형태, 치수, 내부 구조 및 유형을 설명하는 많은 종이 있습니다(예: 하늘 전체를 덮는 층상 성운).종은 서로 배타적이다.
  • 종은 투명성 또는 그 배치를 설명하는 변종으로 더 나눌 수 있다(예: 하늘을 덮는 두꺼운 층을 위한 층상성운 주판).

클라우드의 기원을 설명하는 용어를 추가할 수 있습니다.균질성은 구름이 인간의 [5]활동에서 비롯되었다는 것을 나타내는 접미사이다.예를 들어, 인간의 활동에 의해 발생한 적운은 적운 균질화(Cumulus homogenitus)라고 불리며, 약칭은 CUh이다.한 속에서의 균질성 구름이 다른 속 유형으로 바뀌면, 그것을 호모무타투스 [6]구름이라고 한다.

생성 프로세스

국제 구름 분류는 고도에 따라 다른 속들을 세 개의 주요 구름 그룹으로 나눕니다.

  • 높은 구름
  • 중간 구름
  • 낮은 구름

균질 구름은 높은 레벨과 낮은 레벨의 서로 다른 발생원에 의해 생성될 수 있다.

높은 균질성

바르셀로나 상공에서 관측된 Cirrocumulus homogenitus(Cch)와 Cirrostatus homogenitus(Csh)의 응축 흔적이 있다(스페인, 2010년 11월).
궤적이 어떻게 권적분으로 변하는지 보여주는 일련의 사진

높은 구름의 세 속인 시루스, 시로쿠뮬러스, 시로스트라투스는 지표면에서 멀리 떨어진 대류권 꼭대기에서 형성되지만, 그것들은 인위적인 기원을 가지고 있을 수 있다.이 경우, 이들의 형성을 일으키는 과정은 거의 항상 동일하다. 상업용과 군용 항공기 비행이다.엔진에 의해 배출된 등유(또는 때로는 가솔린)의 연소로 인한 배기물은 대류권의 이 영역에 수증기를 공급합니다.

또한, 높은 대류권의 차가운 공기와 항공기 엔진에 의해 분출되는 따뜻하고 습한 공기의 강한 대비는 수증기를 빠르게 승화시켜 작은 얼음 결정을 형성한다.이 과정은 연소의 결과로 생성되는 풍부한 응축 핵의 존재에 의해서도 강화됩니다.이러한 구름은 일반적으로 응축 궤적(콘트레일)으로 알려져 있으며 처음에는 Cirrus 균질화 구름(Cih)이라고 불릴 수 있는 직선의 권운입니다.배출된 공기와 외부 공기 사이의 온도 차이가 크기 때문에 소규모 대류 프로세스가 생성되며, 이는 Cirrocumulus homogenitus(Cch)로의 응축 궤적의 진화를 선호합니다.

비행기가 비행하는 대류권 상부의 대기 조건에 따라, 이러한 높은 구름은 빠르게 사라지거나 지속됩니다.공기가 건조하고 안정되면 물은 항로 안에서 빠르게 증발해 비행기에서 수백 미터 떨어진 곳까지만 관측할 수 있다.반면 습도가 높으면 얼음의 포화도가 높아져 균질성이 넓어져 몇 시간 동안 존재할 수 있다.나중에 바람 조건에 따라 Cch는 Cirrus 균질화(Cih) 또는 Cirrosstratus 균질화(Csh)로 진화할 수 있다.이 세 가지 유형의 고인공 구름의 존재와 지속성은 공기 안정성의 근사치를 나타낼 수 있다.어떤 경우, 항공 교통의 밀도가 높을 때, 이러한 높은 균질성은 대부분의 [citation needed]수증기를 포착하기 때문에 자연적으로 높은 구름의 형성을 방해할 수 있다.

저균질성

층상 균질화(Sth)는 구르브 인근 유제품 공장의 배출로 인해 형성되었다(스페인, 2011년 2월).
적란운 균질화(Cuh)는 산 아드리아 델 베소스의 화력발전소 배출로 인해 형성되었다(스페인, 2008년 12월).

대기의 가장 낮은 부분은 수증기, 따뜻한 공기, 그리고 응축 핵의 방출을 통해 인간의 활동에 가장 영향을 받는 지역이다.대기가 안정되면, 배출물에서 발생하는 따뜻하고 습한 공기의 추가 기여는 안개 형성을 개선하거나 Sth(Stratus 균질화) 층을 생성한다.공기가 안정적이지 않을 경우, 인간 활동에 의해 방출되는 따뜻하고 습한 공기는 상승된 응축 수준에 도달할 수 있는 대류 운동을 일으켜 인공 적란운 또는 적란 균질성(Cuh)을 생성한다.이러한 종류의 구름은 고압 조건 하에서 일부 도시와 산업 지역을 덮고 있는 오염된 공기에서도 관찰될 수 있다.

Stratocumulus homogenitus(Sch)는 약간 불안정한 대기에서 Sth 또는 안정적인 대기에서 Cuh의 진화에 의해 형성될 수 있는 인공 구름이다.

마지막으로, 크고 우뚝 솟은 Cumulonimbus(Cb)는 매우 큰 수직적 발전을 보여 주기 때문에 특정한 경우에만 인위적인 원인에 의해 생성될 수 있다.예를 들어, 대형 화재는 화염방사성 구름의 형성을 야기할 수 있으며, Whicb는 Cumulonimbus flammagenitus(인공의 경우 CbFg 또는 CbFgh)로 진화할 수 있다. 핵폭발과 같은 매우 큰 폭발은 적란운의 특징적인 아종인 버섯 구름을 생성한다.

실험

주요 기사:구름실 및 구름 시드

인공 구름은 그 특성을 연구하거나 다른 목적으로 사용하기 위해 실험실이나 현장에서 생성될 수 있다.구름실은 물이나 알코올의 과포화 증기가 포함된 밀폐된 환경입니다.하전 입자(예: 알파 또는 베타 입자)가 혼합물과 상호작용하면 유체가 이온화됩니다.생성된 이온은 응축 핵으로 작용하며, 주변에 안개가 형성됩니다(혼합물이 응축점에 있기 때문입니다).기상변화의 한 형태인 구름씨앗은 구름의 응축이나 얼음핵으로 작용하는 물질을 공기 중에 분산시킴으로써 구름에서 내리는 강수량의 양이나 종류를 바꾸려는 시도이다.통상적인 의도는 강수량(비 또는 눈)을 증가시키는 것이지만, 우박과 안개 억제는 공항에서도 널리 행해지고 있다.

대류권에서 이 두 가지 방법으로 수많은 실험이 수행되었다.더 높은 고도에서 NASA는 1960년과 [7][8][9]2009년에 야광 구름 유도를 연구했다.1984년 3개국의 인공위성들은 태양풍과 [10]혜성에 대한 연구의 일환으로 인공 구름 실험에 참여했다.1969년 유럽의 한 위성이 우주 43,000마일 고도에서 바륨과 산화동 구리를 방출하고 점화하여 22분 동안 볼 수 있는 2,000마일 모브와 녹색 기둥을 만들었다.그것은 자기장과 전기장에 [11]대한 연구의 일부였다.

중동의 축구 토너먼트에 인공 구름을 만드는 계획은 카타르의 2022년 FIFA 월드컵의 [12]그늘을 드리우고 식히는 것을 돕는 방법으로 2011년에 제안되었다.

기후에 대한 영향

높은 인공 구름의 중요성과 영향에 관한 많은 연구가 있다(Penner, 1999; Minna 등, 1999, 2003–2004; Marquart 등, 2002–2003; Stuber 및 Foster, 2006, 2007). 그러나 일반적으로 인공 구름에 관한 연구는 아니다.위반으로 인한 특정 Cia의 경우[when defined as?] IPCC는 약 0.01 [citation needed]Wm의−2 양의 방사력을 추정한다.

날씨 데이터에 주석을 달 때 구름 원점을 나타내는 접미사를 사용하면 이러한 구름을 자연 원점을 가진 구름과 구별할 수 있습니다.일단 이 표기법이 확립되면, 몇 년간의 관측 후에 지구 기후에 대한 균질성의 영향이 명확하게 [citation needed]분석될 것이다.

「 」를 참조해 주세요.

레퍼런스

  1. ^ 윌슨의 스클라우드 챔버를 묘사하고 있습니다. Galison, Peter Louis; Assmus, Alexi (1989). "Chapter 8: Artificial clouds, real particles". In Gooding, David; Pinch, Trevor; Schaffer, Simon (eds.). The Uses of Experiment: Studies in the natural sciences. Cambridge, England: Cambridge University Press. pp. 225–273. ISBN 978-0-521-33185-2.
  2. ^ 러시아 과학자들이 인공 구름을 만드는 2010년 8월 28일 NECN/CNN
  3. ^ Downing, L. L. (2013). "Chapter XIII Artificial Clouds". Meteorology of Clouds. Bloomington, Indiana: AuthorHouse. ISBN 978-1-4918-0432-2.
  4. ^ Marshall, John; Plumb, R. Alan (1965). Atmosphere, Ocean and Climate Dynamics: An Introductory Text. Burlington, Vermont: Elsevier. pp. 100–101. ISBN 978-0-08-095445-5.
  5. ^ "Homogenitus". World Meteorological Organization. Archived from the original on 27 March 2017. Retrieved 27 March 2017.
  6. ^ "Homomutatus". World Meteorological Organization. Archived from the original on 2017-03-26. Retrieved 27 March 2017.
  7. ^ "Artificial Cloud Fired". Newburgh-Beacon News. AP. May 25, 1960. p. 8A – via Google News Archive Search.
  8. ^ 우주 가장자리에서 만들어진 인공 구름 2009년 9월 23일 매거진 2727호 뉴사이언티스트
  9. ^ NASA 사운드 로켓을 이용한 야간 인공 구름 연구 2009년 9월 9일 (보도 자료)
  10. ^ 우주 트리플 플레이 Spokane Chronicle - 1984년 8월 16일 성공 보고
  11. ^ "인공 구름은 2,000마일을 덮는다" 1969년 3월 18일 캘거리 헤럴드
  12. ^ Douglas Stanglin "2022 카타르 월드컵에서 그늘을 제공하도록 설계된 인공 구름", 2011년 3월 22일 USA Today

참고 문헌

  • Howard, L. 1804: 구름의 수정과 구름의 생성 원리에 대해: 중단과 파괴: 1802-03년 세션에서 아스키스 학회에서 낭독된 에세이의 실체가 된다.J. Taylor런던.
  • IPCC 2007 AR4 WGIII
  • 마쿼트, S, B.Mayer, 2002:궤조 복사력에 대한 신뢰할 수 있는 GCM 추정.지구 물리학.Res. Lett., 29, 1179, doi:10.1029/2001GL014075.
  • Marquart S., Ponater M., Mager F. 및 Sosen R., 2003: 콘트라일 커버, 광학 깊이 및 복사 강제력의 미래 개발:항공 교통량 증가와 기후 변화의 영향.기후학 저널, 16, 2890–2904
  • Mazon J, Costa M, Pino D, Lorente J, 2012: 인간 활동에 의한 구름.날씨, 67, 11, 302~306.
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