5급 공채 2차

2024년 5급 공채 기술 2차 기후학

문제 3개 · 50점. 참고 답안·채점 기준은 앱에서 볼 수 있습니다.

제1문 (15점)

아래는 \beta 평면 준지균 운동에 대한 평균 남북순환({\overline{{\chi}}})을 진단하기 위해 관련 항들의 정성적 관계를 나타낸 것이다. 여기서 {\overline{{\chi}}}는 동서 평균 남북바람(barv)과 연직바람(barw)으로 정의되는 남북 질량 수송 유선함수이다. 다음 물음에 답하시오. (총 15점)
{\overline{{\chi}}} \propto \, - \, \frac{{round}}{{roundy}}(diabatic heating)＋\frac{{round}^{2}}{{round y^{2}}}(large-scale eddy heat flux)
＋\frac{{round}^{2}}{{round y roundz}}(large-scale eddy momentum flux)＋\frac{{round}}{{round z}}(zonal drag force)
  1. (1) 위 식의 첫 항에 근거하여 해들리(Hadley) 순환의 원리를 설명하시오. 또한, 에디 효과가 없다면, 해들리 순환이 유지되기 위해 이 항과 무엇이 균형을 이루어야 하는지 기술하시오. (3점)
  2. (2) 그림은 비단열 가열과 에디 운동량 속을 무시할 때, 북반구에서 극향 열속에 의한 평균 남북순환을 나타낸 것이다.
    [그림]
    동서 평균 동서 운동방정식과 열역학 에너지 방정식이 다음과 같다고 가정하자. 이 식에 근거하여 그림의 (가)～(라)에 들어갈 항과 그 부호를 제시하시오. (12점)
    \frac{{Partial {\overline{{u}}}}}{{Partial t}} - f_{{0}} {\overline{{v}}} \, = 0 \\ \frac{{N^{{2}} H}}{{R_{{d}}}} {\overline{{w}}} \, = \, - \frac{{Partial}}{{Partial y}} ( {\overline{{v ' T \, \, '}}} )
    f_{0}: 코리올리 파라미터
    N \,: 부력 진동수
    H \,: 규모 고도    		R_{{d}} \,: 건조 공기의 기체 상수
    v ': 남북바람의 섭동
    T \, \, ': 기온의 섭동

제2문 (20점)

지구 기후 시스템은 온실가스 및 태양활동 등과 같은 외부 강제력과 화산활동 및 엘니뇨 등과 같은 내부 강제력에 민감하게 반응하는데, 이러한 강제력에 대한 기후의 반응 정도를 기후 민감도라 한다. 기후 민감도는 수증기, 기온, 구름, 지면, 생물 등 지구상 각종 요소의 되먹임(Feedback) 작용에 의해 조절된다. 기후 민감도와 되먹임 작용에 대한 다음 물음에 답하시오. (총 20점)
  1. (1) 다음의 변수를 사용하여, 되먹임 작용이 없는 경우의 온도 변화 \Delta T_{{0}}와 되먹임 작용이 있는 경우의 온도 변화 \Delta T 간의 개념적 관계식을 제시하시오. (단, 되먹임 작용이 없는 경우란 스테판－볼츠만 되먹임 외의 다른 되먹임 작용이 전혀 없는 경우를 말한다) (5점)
    \Delta Q \, \,: 기후 강제력
    G_{{0}} \,: 스테판－볼츠만 법칙에서 유도되는 시스템 고유성질로서의 민감도
    F \, \,: 되먹임 파라미터(Feedback Parameter)
  2. (2) 되먹임에는 양의 되먹임(Positive Feedback)과 음의 되먹임(Negative Feedback)이 있다. 되먹임 인자(Feedback Factor)를 f \,라 할 때, f 값에 따라 어떤 되먹임이 가능한지를 기술하시오. (5점)
  3. (3) 기온감률 되먹임이 음의 되먹임으로 작용하는 이유를 밝히고, 이와 연관하여 적도와 고위도에서 나타나는 온난화의 차이에 대해 설명하시오. (10점)

제3문 (15점)

2021년에 발간된 정부간기후변화협의체(IPCC) 실무그룹 1의 제6차 평가보고서에 따르면, 다양한 물질이 복사강제력으로 작용하고 있다. 기준선 위의 막대로 표시된 물질이나 활동은 기온을 상승시키고, 기준선 아래의 막대로 표시된 물질이나 활동은 기온을 하강시킨다. 다음 물음에 답하시오. (총 15점)
[그림]
  1. (1) 양과 음의 복사강제력이 지구 복사 수지의 변화에 미치는 영향을 설명하시오. (2점)
  2. (2) 일산화탄소가 양의 복사강제력으로 작용하는 원리를 다른 온실가스와 비교하여 설명하시오. (5점)
  3. (3) 질소산화물과 이산화황이 음의 복사강제력으로 작용하는 원리를 직접적 효과와 간접적 효과로 구분하여 설명하시오. (8점)