대기환경기사 최대혼합고 — 역전과 반비례·낮과 밤의 변화

안정도는 기온이 고도에 따라 어떻게 변하는지로 판정한다. 환경감률이 건조단열감률보다 작으면 미단열 조건이라 대기가 매우 안정하다. 반대로 지표 온도가 고도에 따라 빠르게 떨어지는 경우에는 주변보다 뜨거운 공기가 계속 상승하므로 불안정하다. 지표 25℃, 1000m 높이 5℃라면 100m마다 2℃씩 떨어지는 셈이므로 건조단열감률 1℃/100m보다 큰 감률이 되어 불안정하다.

Pasquill 안정도는 일사량과 풍속으로 갈린다. 낮에는 일사량이 강하고 풍속이 약할수록 대기가 불안정해진다. 고농도 오존이 나타나는 조건도 같은 방향이다. 강한 일사, 전구물질의 다량 배출, 약한 바람, 복사역전이 갖추어져야 하고, 대기가 불안정하면 오염물질이 위아래로 퍼져 농도가 오히려 낮아진다.

낮과 밤의 열 이동은 방향이 반대이다. 낮에는 지표가 데워져 지표에서 공기로 현열이 이동하고, 밤에는 공기에서 지표로 이동한다. 이 방향을 바꾸어 적은 선지가 틀린다. 국지풍도 시간대에 따라 갈린다. 낮에 부는 산풍은 산비탈이 데워져 상승하는 흐름으로 대기가 불안정해져 난류가 생기고 풍속이 강하다. 곡풍이 산풍보다 강하다고 적으면 세기를 뒤집은 것이다.

역전은 생기는 자리로 이름이 붙는다. 따뜻한 공기가 찬 지면 위를 지나가면서 아래쪽이 접촉냉각되면 이류역전이 생긴다. 연기 모양도 대기 조건과 짝을 이룬다. 원추형(coning)은 중립 대기와 약한 난류에서 나타나고, 아침에 역전층이 풀릴 때는 버블링(bubbling)이 주로 생긴다. 부채형(fanning)은 대기가 매우 안정하고 바람이 약할 때 나타나며, 풍향이 심하게 흔들리는 뱀형과 구분해야 한다.

최대혼합깊이(MMD)는 대기오염물질이 위아래로 섞일 수 있는 최대 높이다. 낮에는 열대류가 강해져 최대가 되고, 야간 역전층에서는 얕아지거나 0에 가까워진다. 그래서 MMD는 역전과 반비례하고 오염도와도 반비례한다. MMD가 높으면 오염물질이 넓게 퍼져 지표 농도가 낮아지고, 낮으면 지표 부근에 갇혀 오염도가 높아진다.