6.2 The Hydrologic Cycle

6.2 The Hydrologic Cycle

 

물의 순환(hydrologic cycle)은 지구-대기 시스템 내에서 물이 끊임없이 순환하는 과정을 수반하는데 이 순환에서 수증기가 중요한 역할을 한다(그림 6-1 참조).

6.2.1 Evaporation

 

증발(evaporation)이란 액체가 기체로 변하는 상전이(phase transition) 과정을 말한다. 기상학에서 기상학자들이 가장 관심을 갖는 물질은 물인데 이 물의 주요 원천은 바다이다. 매년 바다에서 대기로 평균 약 120cm(47인치)의 물이 증발한다. 증발이 발생하기 위해선 에너지가 필요한데 이 에너지는 어떤 근원에서든 발생할 수 있다: 태양, 대기, 지구, 혹은 지구상의 물체(예를 들어 인간).

 

인간은 본인의 몸을 통해 증발을 경험한다. 대기 온도나 운동으로 인해 몸이 열을 받으면 몸이 땀을 흘려서 피부에 물을 분비한다. 이 목적은 몸이 본인의 열을 사용하여 액체를 증발시켜 열을 없애고 몸을 식히는 것이다. 샤워실이나 수영장에서 나온 후에도 동일한 현상을 관찰할 수 있다. 몸에서 시원함을 느끼는 이유는 피부의 물을 증발시키는데 사용된 신체의 열이 사라지기 때문이다.

 

6.2.2 Transpiration

 

증산(transpiration)이란 식물에서 물이 증발하는 과정을 말한다. 대부분의 식물에서 증산은 수동적인 과정인데 이는 주로 대기의 습도와 토양의 수분 함량에 의해 조절된다. 식물을 통과하여 증산되는 물의 양 중 오직 1%만이 식물의 성장 과정에 사용되며 나머지 99%는 대기 중으로 방출된다.

 

6.2.3 Sublimation

 

승화(sublimation)란 고체가 액체 단계 없이 바로 기체로 변화하는 상전이 과정을 말한다. 대기 중에서는 얼음과 눈(고체)이 수증기(기체)로 변화할 때 물의 승화가 발생한다.

 

6.2.4 Deposition

 

증착(deposition)이란 기체가 액체 단계 없이 바로 고체로 변화하는 상전이 과정을 말한다. 대기 중에서는 영하의 기온을 갖춘 구름 내의 수증기(기체)가 빙정(고체)으로 변화할 때 물의 증착이 발생한다.

 

6.2.5 Condensation

 

응축(condensation)이란 기체가 액체로 변화하는 상전이 과정을 말한다. 대기 중에서는 대기의 물리적 조건에 따라 응축이 구름, 안개, 박무, 이슬, 혹은 서리의 형태로 나타날 수 있다.

 

6.2.6 Transportation

 

운반(transportation)이란 대기 중에서 고체, 액체, 그리고 기체 상태의 물이 이동하는 과정을 말한다. 이러한 움직임이 없다면 바다 위에서 증발한 물이 육지에 내리지 않을 것이다.

 

6.2.7 Precipitation

 

강수(precipitation)는 대기 중에서 작은 응축 입자들이 충돌-결합(collision and coalescence)을 통해 성장한 후 지구 표면으로 떨어지는 과정에서 발생한다.

 

6.2.8 Runoff

 

과도한 강수로 인해 지면이 포화상태가 되면(즉, 물을 더 이상 흡수할 수 없는 상태가 되면) 유출(runoff)이 발생한다. 이 유출은 강과 하천으로 흘러들고 결국 바다로 되돌아간다.

 

유출이 대기 중으로 증발하면 물의 순환이 다시 시작된다. 일부 물은 토양과 지하수로 스며들은 후 결국 식물에 의해 흡수되며 증산 작용이 일어나게 된다.

 

6.2.9 Infiltration

 

침투(infiltration)란 지표면에서 지하로 물이 이동하는 과정을 말한다.

 

6.2.10 Groundwater Flow

 

지하수 흐름(groundwater flow)이란 대수층(aquifer) 내에서 지하를 따라 이동하는 물의 흐름을 말한다. 이 물은 샘을 통해 다시 지표면으로 나오거나 혹은 결국 바다로 스며들 수 있다.

 

6.2.11 Plant Uptake

 

식물 섭취(plant uptake)란 지하수 흐름과 토양 수분으로부터 흡수된 물을 말한다.