5급 공채 2차

2017년 5급 공채 기술 2차 물리기상학

문제 3개 · 100점. 참고 답안·채점 기준은 앱에서 볼 수 있습니다.

제1문 (30점)

다음 그림은 Manabe and Strickler(1964)가 계산한 대기 중 에너지 전달과정에 따른 기온의 연직구조의 세 가지 변화를 제시한 것이다. 물음에 답하시오. (총 30점)
[그림]
  1. (1) 건조단열 과정에 의한 기온감률을 열역학 제1법칙과 정역학 평형 관계를 이용하여 유도하고 계산값을 구하시오. (단, 중력가속도 g＝9.8ms-2, 정압비열 C_{p}＝1,004Jkg-1K-1이다) (5점)
  2. (2) 실제대기, 복사평형, 건조단열에 해당되는 기온의 연직 구조를 위 그림의 (a), (b), (c)에 각각 대응시키고, 실제 대기의 기온감률이 복사평형과 건조단열에 따른 구조와 차이가 나는 원인을 설명하시오. (10점)
  3. (3) CO2와 같은 온실기체의 농도가 계속 증가한다면 대류권의 기온과 대류권계면의 고도가 각각 어떻게 변할지를 설명하시오. (8점)
  4. (4) 성층권 오존이 없다면 기온의 연직구조가 어떻게 변할지를 설명하시오. (7점)

제2문 (30점)

천리안 위성은 적도 상공의 정지궤도에서 가시채널(0.675murmm), 단파적외채널(3.75murmm) 및 3개의 적외채널(6.75murmm, 10.8murmm, 12.0murmm)을 가진 기상영상기(Meteorological Imager)를 이용하여 관측하고 있다. 천리안 위성 관측 자료의 활용과 관련하여 다음 물음에 답하시오. (총 30점)
  1. (1) 산불이 발생했을 때 관측된 산불의 온도가 일반적으로 500～1000K(평균온도 800K로 가정) 정도가 된다고 한다. 이러한 산불을 천리안 위성의 채널들 중 한 개 채널만을 활용하여 탐지하고자 할 때 가장 적합한 채널은 어느 것인지 답하고 그 이론적 근거를 복사법칙과 관련하여 설명하시오. (10점)
  2. (2) 위성 관측 자료를 활용하여 야간에 해무를 탐지할 경우 야기되는 어려움을 설명하시오. (10점)
  3. (3) 수증기채널은 6.25murmm를 중심으로 하는 흡수밴드를 가진다. 후속 위성에 수증기 관측을 위해 제안된 채널들은 6.2murmm, 6.9murmm, 7.3murmm이다. 이들 3가지 수증기 채널들이 선정된 이유를 대기복사전달 관점에서 설명하시오. (10점)

제3문 (40점)

다음 그림은 열대태평양 지역의 작은 섬인 나우루(Nauru)와 북극권인 미국 알래스카 배로우(Barrow)에서 대기에서 지상으로 방출되는 하향 관측복사량을 파장별로 나타낸 것이다. 이 그림에서 점선은 각각 300K와 245K 온도에서 갖는 플랑크 곡선이다. 다음 물음에 답하시오. (총 40점)
[그림]
  1. (1) 15murmm부근은 CO2 흡수밴드이다. 나우루에서 15murmm부근의 관측복사량(radiance)이 300K 플랑크 곡선에서 보이는 값과 유사한 이유를 설명하시오. (15점)
  2. (2) 한편 배로우에서 관측한 15murmm부근의 관측복사량은 U자 형태(화살표 부근)로 245K 곡선의 값보다 작다. 이 파장대에서 U자 형태를 띠는 이유를 설명하시오. (10점)
  3. (3) 나우루에서 얻은 관측복사량은 적외선 대기창 영역에서 245K 플랑크 곡선 값에 근접한 반면, 배로우에서 얻은 관측복사량은 0에 근접한다. 관측복사량이 서로 다른 이유를 설명하시오. (15점)