산으로 높이 올라갈수록 더 추워지는 이유는?

 

 

 

 

 

Q: 산으로 높이 올라갈수록 더 추워지는 이유는?
등산을 자주 하는 사람인데, 왜 산으로 높이 올라갈수록 날씨가 더 추워지는가요?

상식적으로 생각해보면 산에 높이 오를수록 태양과 가까워지고 햇빛을 더 받아 온도가 올라가 더 따뜻할 것 같은데 왜 더 추워지는지 궁금합니다. 

    
A: 높이 올라갈수록 지표면의 복사열이 줄어들어 기온이 하강

일반적으로 지구 표면이 따뜻해지는 이유는 햇빛이 직접 공기를 달궈서 더워지기보다는 지표면이 햇볕을 받아 더워지면서

발산하는 복사열이 대기의 온도를 높이면서 더워집니다.

지구의 표면이 햇빛을 흡수한 뒤 흡수한 만큼의 에너지를 복사 에너지 형태로 대기 속으로 내보내는 것이지요.
  

 

지상의 공기는 지표가 발산한 복사열을 받아서 일정 에너지를 머금고 지구 전체를 돌아다닙니다.

공기는 해가 지표면을 비춰주는 낮과 그렇지 않은 밤의 현격한 에너지 차이를 메우는 역할을 합니다.

공기 덕택에 햇빛이 없는 밤에도 어느 정도의 기온을 유지합니다.
  

 

등산으로 높은 곳으로 이동하는 과정을 에너지 흐름이란 관점에서 본다면, 두 개의 에너지 근원 사이를 움직이는 것으로

볼 수 있습니다.

점차 높은 곳으로 올라가면 태양 에너지의 근원인 태양과 가까워지는 대신 지표 복사열의 영향력에서는 점차 멀어진다는 뜻입니다.
  

 

결국 높은 산에서 온도가 낮은 이유는 태양과의 거리가 좁혀져 얻는 에너지보다 지표에서 멀어져 약해지는 복사열이 더 크기

때문입니다. 
  

 

지구와 태양과의 거리는 약 1억5000만㎞입니다.

등산을 해서 아무리 높이 올라가 태양과의 거리를 좁혀도 1㎞ 내외입니다.

에베레스트 산을 올라도 지구·태양 거리의 불과 10억분의 6 정도밖에 줄어들지 않습니다.

높이 올라가 태양에 아주 조금 가까워지면서 추가로 얻는 에너지가 사실상 없다는 뜻입니다.

하지만 지구표면에서 수십, 수백m만 떨어져도 복사열은 급격하게 줄어듭니다.

옛날에 초등학교 교실에 설치됐던 난로를 생각해보면 금방 이해가 됩니다.

난로가 빨갛게 달궈져도 난로에서 몇m만 멀어져도 난로의 열기가 없어지는 현상과 같은 원리입니다.
  

 

부경대 환경대기과학과 오재호 교수는 "고도가 높아질수록 지표가 내뿜는 복사열의 영향권에서 멀어지기 때문에

고산지대로 올라갈수록 온도가 내려간다"고 말합니다.

높이 올라갈수록 100m마다 기온이 섭씨 0.6도 정도 떨어집니다.

이 수치는 맑은 하늘을 기준으로 한 것이고 구름 속에서는 온도 하강 효과가 다소 완화된다고 합니다.

대류권 최상단인 고도 10~15㎞ 지점에서는 일반적으로 온도가 섭씨 영하 50~90도까지 내려가게 됩니다.
  

 

고도가 높아질수록 기온이 낮아지는 현상은 대류권으로 국한됩니다.

대류권 위쪽인 성층권에서는 다시 온도가 일부 상승한다고 합니다.

성층권의 상단은 대류권에서 약 50㎞까지 올라간 지점입니다.
  

한국항공우주연구원 국봉재 연구원은 "성층권에서 온도가 상승하는 주된 이유로 오존층을 꼽는 학자들이 많다"며

"햇빛에 포함된 파장이 짧은 자외선을 오존층이 흡수하면서 성층권의 온도가 상승하는 것으로 추정한다"고 말합니다. (100101)