13.3 Stability Types

13.3 Stability Types

 

대기 중 공기 기둥의 안정성은 기둥 내부의 parcel stability 분포에 따라 구분된다. 보통 지구 표면이 공기 기둥의 하단으로 선택되고 위쪽 상단이 공기 기둥의 깊이를 결정한다. 네 가지 유형의 대기 안정성이 식별될 수 있으며 이는 다음 섹션에서 설명된다.

 

13.1 Absolute Stability

 

절대 안정(absolute stability)이란 대기의 기온감률이 습윤 단열 기온감률(moist adiabatic lapse rate)보다 작을 때의 공기 기둥 상태를 말한다(그림 13-1 참조). 여기에는 고도에 따라 온도가 동일한 경우(등온)와 고도에 따라 온도가 상승하는 경우(기온역전)가 포함된다. 상승한 air parcel은 주변 공기보다 차가우며(밀도가 높으며) 원래의 고도로 다시 가라앉으려는 경향을 보인다.

13.3.2 Neutral Stability

 

중립 안정(neutral stability)이란 상승하는(혹은 하강하는) air parcel이 항상 주변 공기와 동일한 온도(밀도)를 유지하는 공기 기둥 상태를 말한다(그림 13-2 참조). 공기 기둥이 불포화 상태인 경우에는 대기의 기온감률이 건조 단열 기온감률(dry adiabatic lapse rate)과 같을 때 중립 안정성이 존재한다. 공기 기둥이 포화 상태인 경우에는 대기의 기온감률이 습윤 단열 기온감률과 같을 때 중립 안정이 존재한다.

13.3.3 Absolute Instability

 

절대 불안정(absolute instability)이란 대기의 기온감률이 초단열 감률(superadiabatic lapse rate: 건조 단열 기온감률보다 높은 기온감률)일 때의 공기 기둥 상태를 말한다(그림 13-3 참조). 수직으로 상승하는 air parcel은 해당 방향으로 가속된다. 결과적으로 air parcel의 운동 에너지는 지표면으로부터의 거리가 높아질수록 증가한다.

13.3.4 Conditional Instability

 

조건부 불안정(conditional instability)이란 대기의 기온감률이 건조 단열 기온감률보다 작고 습윤 단열 기온감률보다 클 때의 불포화 공기 기둥 상태를 말한다(그림 13-4 참조). air parcel은 상승 도중 초기에는 안정적이지만 LCL 너머 특정 지점에서는 불안정해진다. “조건부”라는 용어는 air parcel이 불안정해져서 자체 부력으로 상승하기 전까지는 반드시 특정 고도까지 상승해야 한다는 것을 의미한다. LFC(Level of Free Convection)란 조건부 불안정 공기 기둥 내에서 건조 단열 기온감률로 상승하다가 포화 상태가 된 후 습윤 단열 기온감률로 상승하는 air parcel이 주변 공기 온도보다 더 따뜻해지는(즉, 불안정해지는) 고도를 의미한다. LFC는 조건부 불안정 공기 기둥의 본질적 특징이다.

13.3.5 Summary of Stability Types

 

그림 13-5는 대기 안정성의 유형들을 요약한다.