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    게시물ID : science_32897
    작성자 : 깜지 (가입일자:2007-05-12 방문횟수:1118)
    추천 : 3
    조회수 : 631
    IP : 182.230.***.214
    댓글 : 1개
    등록시간 : 2014/03/16 21:27:06
    http://todayhumor.com/?science_32897 모바일
    저장용
    1.모발습도계와 건습계를 통해 유도된 습도값이 차이가 나는 이유

    이것을 알아보기 위해 먼저 모발습도계와 건습구온도계의 작동원리를 먼저 알아볼
    필요성이 있다.
    우선 모발습도계는 모발이 습도에 따라 변형되는것을 이용한 습도계로 주로 여성의 머리카락이나
    동물의 털이 사용된다.
    다시말에 모발이 습기를 품으면 늘어나고 마르면 오그라드는 성질을 이용하여 이용하여 
    그 차이를 측정하여 습도를 나타내는 것이다.
    일반적으로 백인여성의 머리카락을 쓰며 습도가 100%일때 약 2.5%정도 늘어난다고 한다.
    1780년대 스위스의 과학자 H.B소쉬르에 의해 상용화되었으며 취급이 용이하고 
    시상수가 30~60초내외로 상당히 빠른 편이지만
    습도의 증감에따라 모발이 늘어나는 정도가 정비례하지 않고 
    아무래도 인체의 조직을 이용하기때문에 오랜시간 사용하면 그 신축성이 둔화되는 단점 때문에
    요즘에는 거의 쓰이지 않고 실험실에서의 실험기구로만 만나볼 수 있게 되었다.
    습도에 따라 증가하는 모발의 신장률(%)는 다음과 같다.
    습도(%)
    100 / 90 / 80 / 70 / 60 / 50 / 40 / 30 / 20 / 10 / 0
    신장율(%)
    100/ 95.4/ 90.5/ 85.2/ 79.2/ 72.8/ 63.7/ 52.8/ 38.8/ 20.9/ 0
    (표에 맞게 수정바람)

    한편 건습구온도계는 건구라고 불리는 보통의 온도계와 그 옆에 구부를 거즈 등 물을
    빨아올리는 천으로 싸고, 천의 한쪽 끝을 물이 담긴 그릇에 넣어 그릇에서 빨아올린 물이
    끊임없이 온도계의 구부에서 증발하도록 한 습구를 세워 놓은 것으로서 건구와 습구가
    가리키는 눈금 및 그 눈금차를 구하고, 수표를 써서 습도를 측정하도록 되어 있다.
    이때 습구온도계의 온도는 증발에 의한 냉각이 일어나 건구온도계의 온도보다 더
    떨어지게 되며 두 온도계의 온도차를 이용하여 습도를 측정한다.
    다시말해 두 온도계의 온도를 동시에 측정하고 이때 얻어진 측정치로부터 습도환산표를 이용하여
    대기의 상대습도를 측정 할 수 있는 방식이다.
    현재 기상청에서는 이를 이용한 막대,이중관 온도계(Double tube thermometer)를 이용하여
    온도와 상대습도를 측정하는 도구로 사용하고있고. 독일의 후쓰사에서 만들기 시작했으므로
    후쓰(FUESS)온도계라고도 부른다.
    이는 물질의 열팽창을 이용한 온도계중에서도 정확성이 매우 높고 관측시차(시정수)도 비교적
    짧으며 보관도 용이한 편이므로 온도와 상대습도를 측정하는 효율적인 도구가 될 수 있다.

    보다 가정에서 보편적으로 사용하는 건습구온도계는 알코올을 이용한 온도계로 측정하기때문에
    이는 수은온도계보다는 다소 부정확하지만(온도에 정비례해서 팽창하지 않고 고온에서의 측정이
    부정확하다.) 우리가 보편적으로 사용하기에는 큰 무리가 없다고 볼 수 있겠다.

    다시 처음으로 돌아가서 우리가 실험했던 데이터를 참고했을때 모발습도계로 측정한
    습도값은 실외에서 측정한것과 실내에서 측정한 값의 차이가 0.2%내외로 거의 차이가
    없다시피 하였던 반면 건습구온도계로 측정한 값은 1차실험을 제외하고 
    실외보다 실내가 3~11%정도 습도가 증가하는 경향을 보였다.

    원래 이론적으로라면 실내와 실외의 절대습도는 비슷하기때문에 온도가 낮았던 실외보다 
    실내의 상대습도가 더욱 낮아지는것이 정상이지만 실내에 사람들이 많았다는 것을
    고려한다면 그렇게 이상한 현상은 아니라고 할 수 있겠다.

    그렇기때문에 측정값이 거의 변동하지 않았던 모발습도계보다 값이 상이하게 변화한 건습구온도계
    가 더욱 정확한 측기라고 볼 수 있겠고 이는 모발습도계는 인체조직으로 만들어진 습도계라
    시간이 지나면 신축성이 떨어진다는점,그리고 습도의 증감에따라 신축하는 비율이 일정하지 않다는점과
    습도가 100%로 증가하더라도 늘어나는 길이는 고작 2.5%로 비율이 적다는 점 거기다
    오랜시간이 지났을때 그 조직이 파괴될수도 있어서 재대로 기능하지 않을 가능성까지
    고려해보았을때 열팽창을 이용해서 측정하는 온도계인 알코올온도계(혹은 수은온도계)를 이용하는것이
    더욱더 정확하다는 것을 확인할 수 있겠다.
    그래서 모발습도계를 이용하는 것 보다 건습구온도계를 이용한 습도값이 더욱 정확하다는
    사실을 유추할 수 있다.

    요약 : 인체조직을 이용한 모발습도계보다 건습구온도계가 더욱 정확하다.



    2.겨울철은 상대적으로 건조하지만 특히 실내나 집안에서 더욱 건조해지는 이유.

    한반도는 중위도지방에 위치하기 때문에 계절에따라서 각각 다른 기단의 영향을 받게된다.
    이는 지구의 자전축이 23.5도 기울어진 특성으로 인해 나타나는 계절적인 특성으로
    여름철에는 남쪽에 위치한 북태평양기단의 영향을 주로 받게되고
    겨울철에는 북쪽에 위치한 시베리아기단의 영향을 주로 받게된다.
    즉 여름철에는 남쪽에 위치한 태평양(바다)의 영향을 받아 북태평양에서 불어오는
    따뜻하고 습한 공기의 영향을 받게되고
    겨울철에는 북쪽에 위치한 시베리아(대륙)의 영향을 받아 차갑고 건조한 공기의 영향을 받는 것이다.

    하지만 우리가 흔히 아는것과는 달리 상대습도자체는 여름철이나 겨울철이나 
    압도적으로 차이가 나지 않고 평이한 수준을 유지함을 알 수 있다.
    (오히려 3~5월 상대습도가 1월보다 더욱 낮다. 산불이 언제 잘 생기는지 생각해보자)

    그 이유로는 여름에는 절대습도(평균증기압)가 겨울에 비해 압도적으로 높지만
    기온도 같이 높아지게되고
    겨울철에는 절대습도가 객관적으로 보았을때는 아주 낮은 편이지만 기온도 같이 낮아지게
    되기 때문이다
    우리가 알다시피 물의 포화수증기압은 온도가 높아질수록 그 값이 커지게되는 특성이 있는데
    즉 기온이 높을수록 대기중에 포함할 수 있는 최대수증기량은 증가하게된다는 특성을 고려한다면
    이것은 매우 상식적인 생각이다.

    실재로 1981~2010년 8월1일에 강릉에서 측정된 평균증기압은 25.2hpa이지만 평균상대습도는 75.7%이다
    하지만 같은 지역에서 1월1일에 측정된 평균증기압은 3.3hpa로 매우 낮지만 평균상대습도는 
    46.5%로 비록 겨울철이지만 50%에 육박하는 값을 가지는것으로 볼 수 있다.

    하지만 겨울철 특히 실내에서 상대습도가 유독 낮아지는 경우가 자주 있는데
    그것은 위에 서술했다시피 겨울철에는 북서쪽에서 불어오는 시베리아의 건조한 공기의
    영향을 주로 받기 때문에 온도가 낮아서 상대습도가 높은 편이더라도 절대습도는 여름철에
    비해 아주 낮은 상태라는것은 변화가 없다.
    그렇기때문에 우리가 주로 생활하는 실내에서는 온도를 올리기위한 난방장치가 주로 사용되고
    이는 외부에서의 수증기의 유입이 없이 온도만 올리는 꼴이 되므로 절대습도는 그대로인데
    상대습도만 내려가는 현상이 발생하게 된다.
    그렇기때문에 겨울철의 실내습도는(상대습도)는 실외보다 더욱 낮아지게되는 것이다.

    요약 : 여름철의 절대습도와 겨울철의 절대습도는 아주 큰 차이가 나지만 상대습도는
           별 차이가 나지 않는다. 하지만 겨울철의 외부 수증기의 유입없이 실내를 난방하는 현상은
           낮은 절대습도로 인해 상대습도가 더욱 낮아지게 된다.


    3.강릉지방 일평년값 중 상대습도 변화를 그래프로 그려 시간변화(월,년변화)를 제시하고 토의해보자.
     
    2013년 강릉 월별 평균습도   2002~2013년 강릉 평균상대습도     
    1월 : 48.4%                 2002년 : 57.2%
    2월 : 43.1%                 2003년 : 64.1%
    3월 : 50.2%                 2004년 : 54.5%
    4월 : 51.3%                 2005년 : 55%
    5월 : 60.5%                 2006년 : 59%
    6월 : 74.3%                 2007년 : 60.1%
    7월 : 70.3%                 2008년 : 58.1%
    8월 : 61.4%                 2009년 : 59.5%
    9월 : 71.6%                 2010년 : 61.5%
    10월 : 63.8%                2011년 : 60.4%
    11월 : 43.8%                2012년 : 58.8%
    12월 : 45.9%                2013년 : 57%


    (그래프 만들어주셈!!!)

    위에서 보다시피 2013년 강릉 월별 평균 상대습도는 6월이 74.3%로 가장높고 2월이
    43.1%로 가장 낮다

    그리고 년도별 상대습도는 2003년이 64.1%로 가장 높고 2004년이 54.5%로 가장 낮다.

    월별 평균 상대습도 표에서는 6월이 가장 높고 2월이 가장 낮다고 표시되는데
    이는 계절별로 주로 나타나는 날씨 때문으로 보이는데
    강릉지방이 눈이 많이 오는 지역임을 감안하더라도 여름철에 비가 오는 날보다 겨울철에
    눈 또는 비가 오는 날수가 훨씬 적기 때문이고 - 1
    여름철의 절대습도와 상대습도가 겨울보다 높은것은 사실이고 - 2
    그 이유로는 무엇보다 여름철에 장마가 껴 있기 때문이다 - 3

    즉 겨울철보다 여름철의 상대습도가 더 높은 이유는 겨울철이 여름철보다 맑은날이 더 
    많은것은 분명한 사실이고 여름철에는 장마현상으로 인해 비가 오는날이 잦기 때문이다.
    실제로 2013년 2월달에 강릉에 눈이 온 날수는 7일밖에 안 되지만
    동년 7월달에 강릉에 비가 온 날수는 18일이나 된다는것이 이를 증명한다.
    일반적으로 맑은날보다 비오는날이 상대습도가 높은것은 당연하고 이 때문에 
    일조량이 비교적 적은 여름철이 상대습도가 더 높아진다고 생각한다.

    그리고 또 하나의 이유로는 겨울철에는 대륙성 고기압의 영향을 받기때문에
    날씨가 맑다면 그날 상대습도가 20%대까지 떨어지지만
    (2013년 2월9일) 
    북태평양 고기압처럼 바다에서 생성된 해양성고기압은 맑은날씨더라도 다량의 수증기를
    포함하기 때문에 맑은 날씨더라도 습도가 50%이하로는 어지간해선 떨어지지 않는다(8월15일)


    그리고 2002~2013년 강릉의 년평균 상대습도는 54.5~64.1%로 비교적 일정하지만
    그래도 약간의 차이는 보이고있는데 상대습도가 낮은 해는 건조한 해였고
    반대로 높은 해는 비가 많이 오는 해였기 때문이다.

    실제로 확인해보면 상대습도가 가장 높았던 2003년의 강수일수는 164일이나 되지만(2095mm)
                      상대습도가 가장 낮았던 2004년의 강우일수는 137일에서 그쳤다.(1604mm)

    요약 : 일반적으로 겨울철보다 여름철의 강수가 많고 이 때문에 여름철의 상대습도가 더 높다.
           그리고 여름철엔 장마가 있고 기본적으로 여름철에 한반도에 영향을 주는 기단이
           고온다습한 반면 겨울철에는 한랭하고 건조한 기단의 영향을 받기 때문이다.
           이는 특히 맑은 날씨에 더욱 잘 나타나는데 여름철에는 아무리 날씨가 맑아도 습도가
           잘 떨어지지 않는 반면 겨울철에는 날씨가 맑다 싶으면 상대습도가 큰 폭으로 내려가게 된다.
           그리고 연도별로 강우일수를 보았을때 연평균 상대습도가 낮았던 해보다 높았던 해를
           비교해보면 상대습도가 높은 해에서 강우일수가 더 크다는 것을 확인할 수 있어.
           연평균 상대습도는 강우일수와 강수량과 관련이 있는 것으로 알 수 있다.


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