과학 3 중학	[중간 기말 대비 평가] Ⅱ. 기권과 날씨 (3회)	정답 및 해설지

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정답

01 ③   02 ⑤   03 ②   04 ③   05 ⑤  06 ④  07 ①   08 ㉠팽창, ㉡하강, ㉢이슬점

09 ②  10 ①  11 (다)>(가)>(나)   12 ③  13 ③  14 ①   15 ④   16 ⑤    17 ②  18 ④   19 ③

20 알루미늄 컵이 흡수하는 에너지양과 방출하는 에너지양이 같아져서 복사 평형을 이루기 때문이다.

01 A는 대류권, B는 성층권, C는 중간권, D는 열권이다.

02 기권은 높이에 따른 기온 변화를 기준으로 대류권, 성층권, 중간권, 열권으로 구분한다. 대류권(A)은 대류 현상이 일어나므로 공기가 위아래로 움직이는 불안정한 층이다. 성층권(B)에서는 오존층이 분포하여 지구로 들어오는 자외선을 흡수한다. 중간권(C)은 대류 현상이 일어나지만, 수증기가 거의 없어서 기상 현상은 발생하지 않는다. 열권(D)에서는 공기가 희박하고, 고위도 지역의 열권에서는 오로라가 나타나기도 한다.

03 응결량은 현재 공기를 일정 온도까지 냉각시켰을 때 응결된 수증기의 양을 구하는 것으로, 현재 수증기량에서 냉각시킨 기온의 포화 수증기량을 빼주면 응결량이다. A 공기 1 kg에 있는 수증기량은 20 g이고, 온도가 20 ℃인 공기 1 kg의 포화 수증기량은 14.7 g이므로 A 공기 1 kg을 20 ℃로 냉각시키면

20 g - 14.7 g = 5.3 g의 수증기가 응결된다.

04 지구로 도달하는 태양 복사 에너지 중 30 %는 반사되어 우주 공간으로 되돌아가고 70 %만 지구에 흡수된다. 이 중 20 %는 대기와 구름에 흡수되고 50 %는 지표에 흡수된다. 지구가 우주 공간으로 방출하는 에너지가 70 %이다. 지구가 흡수하는 태양 복사 에너지양과 방출하는 지구 복사 에너지양이 같은 상태로, 지구는 복사 평형을 이루고 있다.

05 달은 대기가 없으므로 온실 효과가 나타나지 않고, 지구보다 평균 온도가 낮다. 지구 온난화가 진행되면서 온실 효과는 강화된다. 지구의 온실 효과를 일으키는 온실 기체로는 이산화 탄소와 함께 수증기, 메테인 등이 있다. 지구의 온실 기체는 태양 복사 에너지를 통과시키고 지구 복사 에너지를 흡수한다.

06 하루 동안 기온이 계속 변하므로 포화 수증기량도 계속 변한다. 기온이 상승하면 포화 수증기량이 늘어나고 기온이 하강하면 포화 수증기량이 줄어든다. 맑은 날에는 온종일 대기 중에 포함된 수증기량이 거의 변하지 않으므로 이슬점도 거의 일정하다. 이런 날에는 대체로 상대 습도와 기온의 변화 경향이 반대로 나타난다.

07 펌프로 공기를 압축시키면 구름 발생 장치 내부는 온도가 올라가며 맑아진다. 뚜껑을 열어 공기를 팽창시키면 구름 발생 장치 내부는 온도가 내려가며 뿌옇게 흐려진다.

08 공기가 상승하면 단열 팽창이 일어나 공기의 부피는 팽창하고 기온은 하강한다. 기온이 이슬점에 도달하면서 수증기가 응결하여 구름이 생성된다.

09 구름 속에 얼음 알갱이(빙정)가 있으므로 빙정설을 설명하는 그림이다. 빙정설은 중위도나 고위도 지방에서 비가 내리는 원리이다. 눈이 만들어지지 않는 강수 과정은 병합설인데, 병합설은 열대 지방이나 저위도 지방에서 비가 내리는 원리이다. 열대 지방이나 저위도 지방의 구름 속에는 빙정이 없으므로 눈이 만들어지지 않는다.

10 A는 진공 상태이며, 기압이 높아지면 수은 기둥의 높이는 높아진다. 기압은 모든 방향에서 동일하게 작용한다. 1 기압은 76 cm의 수은 기둥이 누르는 압력과 같으며, 이를 물로 바꾸면 약 10 m의 물기둥 압력과 같다. 유리관을 기울이거나 굵기가 다른 유리관을 사용해도 수은 기둥의 높이는 변하지 않는다.

11 1 기압은 1013 hPa, 약 10 m의 물기둥의 압력, 76 cm의 수은 기둥의 압력과 같으므로 약 1m의 물기둥의 압력은 약 0.1 기압, 760 cm 수은 기둥의 압력은 10 기압과 같다. 따라서 (다) > (가) > (나) 순으로 기압이 높다.

12 (가)는 해안 지방에서 낮에 부는 해풍, (나)는 우리나라 겨울철에 부는 북서 계절풍이다. (나)에서 대륙이 해양보다 기온이 더 낮다. 해륙풍과 계절풍은 바다와 육지의 기온 차이로 기압 차가 발생하여 나타난다. 바람은 고기압에서 저기압으로 분다. 따라서 B와 C는 고기압, A와 D는 저기압이다.

13  A는 시베리아 기단, B는 오호츠크해 기단, C는 양쯔강 기단, D는 북태평양 기단이다. 시베리아 기단(A)은 겨울에 발달한다. 우리나라가 오호츠크해 기단(B)의 영향을 받으면 서늘하고 습하다. 양쯔강 기단(C)은 온난 건조한 기단으로 우리나라 봄, 가을에 영향을 미친다. 북태평양 기단(D)은 여름에 영향을 주며, 우리나라에 한파는 시베리아 기단(A)의 영향으로 나타난다. 우리나라의 장마 전선은 북쪽에 위치한 찬 기단과 남쪽에 위치한 북태평양 기단(D)의 세력이 비슷하여 한곳에 오래 머무르면서 형성된다.

14 찬 기단이 따뜻한 기단 쪽으로 이동하여 따뜻한 기단 아래로 파고들면서 생기는 전선을 한랭 전선이라고 한다.

15 한랭 전선의 이동 속도가 온난 전선의 이동 속도보다 빠르다. 한랭 전선에서는 좁은 지역에 강한 비가 내리고, 전선이 통과하면 찬 기단의 영향을 받으므로 기온이 하강한다. 온난 전선에서는 지속적인 비가 내리고, 전선이 통과하면 따뜻한 기단의 영향을 받으므로 기온이 상승한다. 온난 전선에서는 따뜻한 기단이 찬 기단 위의 완만한 경사면을 따라 느리게 상승하기 때문에 수평 방향으로 넓게 퍼진 층운형 구름이 발달한다.

16 고기압 중심에서는 지표 부근의 공기가 주변으로 시계 방향으로 불어 나가고 상층에서 공기가 내려오면서 구름이 없는 맑은 날씨가 나타난다.

17 그림은 중심부의 기압이 주변부보다 낮은 저기압이며, 한랭 전선과 온난 전선을 동반한 저기압은 온대 저기압이다.

18 A 지역은 한랭 전선 뒤쪽 지역으로 기온이 낮고 북서풍이 불며 좁은 지역에 강한 비가 내린다. B 지역은 온난 전선 앞쪽 지역으로 층운형 구름이 넓게 발달한다. B 지역은 앞으로 온난 전선이 통과할 것이므로 통과 후에 기온이 상승하고 날씨가 맑아질 것이다.

19 물체가 복사 평형에 도달하는 과정을 알 수 있는 실험이다. 이 실험을 통해 지구가 복사 평형으로 평균 기온이 일정하게 유지되는 이유를 설명할 수 있다. 처음에는 컵이 흡수하는 복사 에너지양이 방출하는 복사 에너지양보다 많아 온도가 높아진다. 시간이 지나면서 알루미늄 컵의 온도가 올라가 흡수하는 복사 에너지양과 방출하는 에너지양이 같아지지만, 흡수하는 복사 에너지양이 변하는 것은 아니다.

20 일정 시간이 지나면 알루미늄 컵이 흡수하는 에너지양과 방출하는 에너지양이 같아지면서 복사 평형에 도달하여 온도가 일정하게 유지된다.