5급 공채 2차

2025년 5급 공채 기술 2차 물리기상학

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

제1문 (40점)

기상 레이더에 관한 다음 물음에 답하시오. (총 40점)
  1. (1) 강우 현상을 탐지하기 위한 기상 레이더는 대체로 2～10cm 파장의 펄스를 사용한다. 파장이 이에 비해 상대적으로 긴 경우 강우 관측에 어떤 어려움이 생기는 지 설명하시오. (10점)
  2. (2) 1m3 부피 안에 지름 2mm 물방울이 100개 있을 경우, 레이더 반사도를 dBZ 단위로 표현하시오. (10점)
  3. (3) 차등 반사도(differential reflectivity)가 무엇인지 설명하고, 강우 입자의 크기가 커짐에 따라 차등 반사도는 어떻게 변하는 지 설명하시오. (10점)
  4. (4) 기상 레이더로 강수를 관측할 때 나타날 수 있는 밝은 띠(bright band)의 생성 원리를 설명하시오. (10점)

제2문 (30점)

항공기가 낮에 공항 지면에 정지해 있다. 하향 태양 복사조도(downward solar irradiance, E)는 700Wm-2이며, 지면은 흑체이고, 지면 온도(\mathrm{T}_{\mathrm{g}})는 290K이다. 하향 장파 복사조도는 지면에서 방출되는 양의 40%이다. 항공기는 면적 A를 가진 얇은 수평 판으로 근사할 수 있다고 가정한다. (총 30점)
  1. (1) 이 항공기는 모든 파장에서 방출률(emissivity, ɛ)이 0.4인 물질로 만들어져 있다. 주어진 조건에서 항공기의 복사 평형 온도(T)를 계산하시오. (단, 유효자릿수는 소수점 이하 한자리로 한다) (15점)
  2. (2) 이 항공기의 상단 표면에 입사하는 단파복사의 80%를 반사하지만, 장파의 경우 10%만 반사하는 페인트를 칠했다고 가정한다. 새로운 조건에서 이 항공기의 복사 평형 온도(T)를 계산하시오. (단, 유효자릿수는 소수점 이하 한자리로 한다) (15점)

제3문 (30점)

물방울의 곡률 효과(curvature effect)는 켈빈 방정식(Kelvin’s equation)에 의해 설명된다. (총 30점)
  1. (1) 켈빈 방정식을 제시하고, 물리적으로 해석하시오. 또한 이를 기반으로 곡률 효과를 설명하시오. (10점)
  2. (2) 주변 공기의 수증기 과포화도가 S \,일 때, 물방울이 증발하지 않기 위한 최소 크기인 임계 반경 r_{c}에 관한 식을 제시하시오. (10점)
  3. (3) 아래 표에 주어진 A와 B의 조건에 따른 각 물방울의 증발 또는 성장 여부를 임계 반경을 이용하여 판별하시오. (단, 온도 T＝298K, 표면장력 \sigma＝0.072Nm-1, 수증기의 기체상수 R_{{v}}＝461Jkg-1K-1이다) (10점)
    조건물방울 반경 r(μm)과포화도(S \,)
    A0.081.02
    B0.151.005

    끝