대기의 수직 구조

1. 대기의 기본 개념

대기는 지구를 둘러싸고 있는 기체층으로서 지구의 표면으로부터 대기권의 최외곽인 외기권까지 연속되어 있으며, 약 10만 km에 이르는 넓은 영역을 차지한다. 대기는 주로 질소(N₂)가 약 78%, 산소(O₂)가 약 21%를 차지하며, 이 외에도 아르곤, 이산화탄소, 네온, 헬륨 등의 기체가 매우 적은 양으로 존재한다. 대기는 지구 환경에서 생명 유지를 위해 필수적인 역할을 하며, 기상 현상과 기후, 기후 변동 등 다양한 자연 현상이 일어나는 공간이다. 대기 상층부에는 오존층이 존재하는데, 이 구역은 평균 약 15~35 km 상공에 위치하며 태양의 유해 자외선을 흡수하여 지상의 생명체를 보호한다. 대기의 구성과 구조는 시간과 공간에 따라 일정하지 않으며, 대기 밀도는 고도가 높아질수록 급격히 감소한다. 해수면에서는 약 1.2 kg/m³의 밀도를 가지나, 100 km 상공에서는 0.0001 kg/m³ 수준으로 낮아진다. 대기 온도는 대기권을 따라 변화하는데, 대기 하층인 대류권에서는 지상온도에 따라 달라지고, 11 km 이상의 성층권에서는 온도가 증가하는 성층권이 형성된다. 이온권과 외기권은 더 깊은 우주 공간과 연결되는 공간으로, 우주선…