5급 공채 2차

2024년 5급 공채 기술 2차 기상역학

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

제1문 (30점)

그림은 전선의 연직 구조를 모식적으로 나타낸 것이다. 여기서 \rho_{{w}}와 u_{{gw}}는 온난한 지역의 공기 밀도와 지균풍을, \rho_{{c}}와 u_{{gc}}는 한랭한 지역의 공기 밀도와 지균풍을 나타낸다. 다음 물음에 답하시오. (총 30점)
[그림]
  1. (1) \rho_{{w}}, \rho_{{c}}, u_{{gw}}, u_{{gc}}를 이용하여 전선면(frontal boundary)의 기울기(\frac{{dz}}{{dy}})를 유도하시오. (10점)
  2. (2) 1)의 결과를 이용하여 전선 주위에서 저기압성 소용돌이도가 나타남을 보이시오. (10점)
  3. (3) 전선면에서 남북 지균풍속 차가 20ms-1이고, 기온 차가 5K일 때, 중위도에서 \frac{{dz}}{{dy}} 크기를 계산하시오. (단, 중력가속도는 10ms-2, 평균 기온은 300K, f＝10-4s-1를 가정한다) (10점)

제2문 (40점)

다음 수식은 등압좌표계에서의 수평 운동방정식이다. 아래의 그림은 상층 제트 주변의 등지위고도선(실선)과 등풍속선(점선)을 나타낸 것이다. 다음 물음에 답하시오. (단, \triangle \Phi와 \triangle V \, \,는 0보다 크다고 가정한다) (총 40점)
\frac{{d {\vec{{V}}}}}{{dt}} \, = \, - f {\vec{{k}}} \, \times {\vec{{V}}} \, - \nabla_{{p}} \Phi

[그림]
  1. (1) A지역에서 지균풍에 의해 온도풍 균형이 파괴됨을 설명하시오. (5점)
  2. (2) 중위도 베타평면에서 준지균 수평 운동방정식을 유도하시오. (15점)
  3. (3) 남북방향의 변화가 작은 종관규모를 가정할 때, A지역에서의 비지균풍 방향을 지균풍과 관련하여 설명하시오. (10점)
  4. (4) 준지균 수평 운동방정식을 이용하여 A지역에서의 2차 순환에 대해 서술하시오. 그리고 2차 순환이 온도풍 균형을 이루게 함을 설명하시오. (10점)

제3문 (30점)

열대에서의 대기순환은 적운대류의 비단열 가열에 의해 유도되어 수평 및 연직으로 전파되는 다양한 형태의 적도 파동과 관련되어 있다. 다음 물음에 답하시오.
(총 30점)
  1. (1) 적도 베타평면(equatorial \beta-plane)을 가정하여 기본류가 없는 천수(shallow water)계에 대해 지배 방정식계를 기술하시오. (단, 유체의 평균 깊이는 h_{{e}}로 나타낸다) (10점)
  2. (2) 1)에서 구한 방정식계를 x와 t에 대한 종속성은 동서방향으로 전파하는 파의 형태라 가정하고, 남북방향으로는 구조함수를 가정하자. 남북방향의 구조함수를 결정하는 {\hat{{v}}}에 대한 식을 유도하시오. (8점)
  3. (3) 2)에서 구한 방정식에서 h_{{e}} \, - > \, \infty인 경우와 \beta " = 0 "인 두 경우에 대해 각각 분산 관계(dispersion relation)를 구하고, 각 파동이 어떤 파동인지를 명시하시오. (12점)