#82 지구복사 평형과 온실효과

문제 1 · OX 문제

지구가 태양으로부터 흡수하는 에너지양과 우주 공간으로 방출하는 에너지양은 똑같아서 지구의 평균 기온은 일정하게 유지된다. ( )

정답: O

이건 마치 '완벽한 용돈 관리'와 같아요! 통장에 들어온 용돈(흡수)만큼 똑같이 돈을 쓰기(방출) 때문에, 통장 잔고(지구의 온도)가 늘지도 줄지도 않고 항상 똑같이 유지되는 거랍니다.

문제 2 · OX 문제

태양은 지구보다 온도가 훨씬 높기 때문에, 지구가 내뿜는 에너지보다 파장이 긴 형태로 에너지를 방출한다. ( )

정답: X

에너지는 뜨거울수록 성질이 급해서 보폭(파장)이 짧게 다다다다 뛰어나와요! 아주 뜨거운 태양은 짧고 빠른 에너지(가시광선)를 쏘고, 적당히 따뜻한 지구는 느긋하고 파장이 긴 에너지(적외선)를 뿜어낸답니다.

문제 3 · OX 문제

지구의 대기는 태양에서 오는 에너지는 대부분 무사히 통과시켜 주지만, 지구에서 우주로 나가는 에너지는 잘 흡수하는 성질이 있다. ( )

정답: O

지구의 대기는 '들어올 땐 마음대로지만 나갈 땐 아닌' 깐깐한 문지기예요! 밖에서 들어오는 손님(태양 에너지)은 활짝 웃으며 통과시켜 주지만, 안에서 밖으로 나가려는 손님(지구 에너지)은 꽉 붙잡고 안 놔준답니다.

문제 4 · OX 문제

온실 효과는 온실 기체가 태양에서 오는 뜨거운 에너지를 직접 흡수하여 지구를 데우기 때문에 일어나는 현상이다. ( )

정답: X

온실 기체는 태양의 난로 불빛을 직접 쬐어서 따뜻해지는 게 아니에요! 지구가 태양빛을 받아 데워진 후 뿜어내는 '지구의 체온'을 이불처럼 덮어서 흡수한 뒤, 다시 우리에게 뿜어주어 따뜻해지는 거랍니다.

문제 5 · OX 문제

대기가 없는 달은 온실 효과가 일어나지 않기 때문에 지구보다 평균 표면 온도가 낮고 낮과 밤의 기온 차이가 매우 크다. ( )

정답: O

달은 한겨울에 '이불을 아예 안 덮고 자는 맨몸'과 같아요! 해가 비칠 땐 금방 뜨거워졌다가, 해가 지면 열기를 덮어줄 이불(대기)이 없으니 뼛속까지 꽁꽁 얼어붙을 만큼 온도가 뚝 떨어지는 극한의 환경을 겪게 된답니다.

문제 6 · OX 문제

대기가 있는 지구는 대기가 없을 때라고 가정했을 때보다 훨씬 더 낮은 온도에서 에너지가 같아지는 복사 평형을 이룬다. ( )

정답: X

겨울에 얇은 티셔츠만 입었을 때(대기가 없을 때)와 두꺼운 패딩을 입었을 때(대기가 있을 때)를 비교해 보세요! 패딩이 열을 꽉 잡아주니까 내 몸의 온도가 훨씬 더 '높고 따뜻하게' 유지되는 것과 똑같은 원리랍니다.

문제 7 · 빈칸 채우기

지구가 태양으로부터 흡수한 에너지양과 우주로 방출하는 에너지양이 똑같아서 연평균 기온이 일정하게 유지되는 상태를 복사 ( )(이)라고 한다. (2글자)

정답: 평형

양팔 저울의 양쪽 무게가 똑같아서 어느 쪽으로도 기울지 않고 수평을 딱 유지하고 있는 안정적인 상태를 뜻하는 단어예요.

문제 8 · 빈칸 채우기

태양은 표면 온도가 매우 높기 때문에 사람의 눈으로 색깔을 볼 수 있는 빛인 ( ) 영역에서 가장 많은 에너지를 방출한다. (4글자)

정답: 가시광선

빨주노초파남보! 우리 눈(시각)으로 볼(가) 수 있는(시) 빛(광선)이라는 뜻이에요. 아주 뜨거운 난로가 벌겋게 빛을 내는 것처럼 태양도 이 빛을 뿜어낸답니다.

문제 9 · 빈칸 채우기

지구 대기 중의 기체들이 지표에서 우주로 나가는 에너지를 흡수했다가 다시 지표로 뿜어주어 지구의 평균 기온을 높게 유지하는 현상을 ( ) 효과라고 한다. (2글자)

정답: 온실

한겨울에도 딸기나 토마토를 키울 수 있게 해주는 따뜻한 '유리 온실'이나 '비닐하우스'와 똑같은 원리라서 이런 이름이 붙었어요!

문제 10 · 빈칸 채우기

지구의 열을 꽉 붙잡아 지구를 따뜻하게 만드는 온실 기체 중에서, 인간이 석탄이나 석유 같은 화석 연료를 태울 때 대기 중으로 가장 많이 배출되는 기체는 ( )이다. (5글자)

정답: 이산화탄소

우리가 숨을 들이마시고 내쉴 때 뱉어내는 기체이기도 해요. 이 녀석이 공기 중에 너무 많아지면 지구가 덮는 이불이 너무 두꺼워져서 지구가 열병을 앓게 된답니다.

문제 11 · 빈칸 채우기

온실 기체가 지구 표면에서 뿜어져 나오는 열을 이불처럼 흡수한 뒤, 그 에너지의 일부를 우주가 아닌 다시 지표면 쪽으로 돌려보내는 과정을 ( )(이)라고 한다. (3글자)

정답: 재복사

다시 재(再)! '다시 뿜어준다'는 뜻이에요. 이불이 내 몸의 열을 먹금고 있다가 다시 내 몸 쪽으로 후끈후끈하게 열기를 반사해 주는 것과 완벽하게 똑같은 원리랍니다.

문제 12 · 빈칸 채우기

바다나 강물이 증발하여 공기 중에 포함된 기체로, 지구 대기에서 온실 효과를 일으키는 아주 중요한 자연적인 온실 기체 중 하나는 ( )이다. (3글자)

정답: 수증기

라면 물이 끓을 때 위로 모락모락 올라오는 하얀 김의 진짜 정체예요! 눈에 보이지 않게 공기 중에 섞여서 지구의 열을 아주 잘 붙잡아주는 투명 담요 역할을 한답니다.

문제 13 · 단답형

지구가 태양에서 받은 에너지만큼 우주 공간으로 다시 내보내야 평형을 이룰 수 있다. 이때 지구가 우주로 방출하는 파장이 긴 에너지를 무엇이라고 부르는가? (7글자)

정답: 지구복사에너지

태양이 내뿜는 건 '태양 복사 에너지'죠? 그럼 지구가 내뿜는 건 이름이 뭘까요? 단어 앞에 발송인인 '지구'의 이름만 딱 붙여주면 되는 아주 쉬운 용어랍니다.

문제 14 · 단답형

태양으로부터 떨어진 거리는 지구와 비슷해서 받는 에너지는 같지만, 지구와 달리 대기가 텅 비어있어서 온실 효과가 아예 일어나지 않는 우주의 천체는 무엇인가? (1글자)

정답: 달

밤하늘에 토끼가 절구를 찧고 있다는 전설이 있는 그곳이에요! 이불(대기)을 안 덮고 자서 낮에는 불덩이처럼 뜨겁고 밤에는 얼음장처럼 차가워지는 녀석이죠.

문제 15 · 단답형

태양이나 지구 같은 모든 물체들이 자신의 온도에 따라서 전자기파의 형태로 우주 공간을 향해 쭉쭉 뿜어내는 에너지를 통틀어서 무엇이라고 하는가? (5글자)

정답: 복사에너지

난로 근처에 가면 불꽃에 직접 닿지 않아도 얼굴이 화끈화끈해지죠? 공기라는 징검다리를 거치지 않고 난로가 내 얼굴로 직접 쏘아 보내는 열기 광선을 일컫는 명칭이에요.

문제 16 · 단답형

태양 에너지를 주로 구성하는 가시광선과 달리, 표면 온도가 낮은 지구에서 우주로 뿜어낼 때 주로 변환되어 나가는 파장이 긴 전자기파 영역은 무엇인가? (3글자)

정답: 적외선

정육점이나 식당의 따뜻한 보온 조명, 혹은 물리치료실에서 다친 근육에 쬐어주는 뜨끈뜨끈한 열선 조명을 떠올려보세요! 열을 가득 머금고 있는 눈에 보이지 않는 광선이랍니다.

문제 17 · 단답형

대기가 없는 천체에서는 낮에는 에너지를 그대로 받고 밤에는 에너지를 다 뺏겨버리는데, 이로 인해 발생하는 하루 동안의 최고 기온과 최저 기온의 차이를 무엇이라고 하는가? (3글자)

정답: 일교차

아침엔 패딩을 입어야 할 만큼 춥고, 낮에는 반팔을 입어야 할 만큼 덥다면 "오늘 '이것'이 엄청 심하네!"라고 말하죠. 달은 이 차이가 무려 수백 도에 달한답니다.

문제 18 · 단답형

온실 효과를 일으키며 지구 전체를 따뜻하고 포근하게 감싸고 있는 얇은 기체층 껍데기를 통틀어 무엇이라고 부르는가? (2글자)

정답: 대기

지구라는 둥근 침대 위에 포근하게 덮여 있는 '투명한 솜이불' 껍질이에요. 이 이불이 없었으면 우리는 추워서 덜덜 떨며 살아야 했을 거예요.

문제 19 · 보기 선택

복사 평형의 원리에 대한 설명으로 옳은 것을 모두 고르시오.

• ㄱ. 지구가 태양으로부터 흡수하는 에너지양과 우주로 방출하는 에너지양은 항상 같다.
• ㄴ. 복사 평형이 정상적으로 이루어지면 지구의 연평균 기온은 일정하게 유지된다.
• ㄷ. 대기가 텅 비어있는 달은 방출하는 에너지가 없으므로 복사 평형이 아예 이루어지지 않는다.

정답: ㄱ, ㄴ

복사 평형은 '먹은 만큼 뱉어낸다'는 우주의 절대 법칙이에요! 달은 이불(대기)이 없어서 먹자마자 바로 다 뱉어내 버리기 때문에 평형 온도 자체가 아주 낮을 뿐이지, 평형 법칙은 똑같이 지키고 있답니다.

문제 20 · 보기 선택

태양 복사 에너지와 지구 복사 에너지의 특징을 비교한 설명으로 옳은 것을 모두 고르시오.

• ㄱ. 태양 복사 에너지는 지구 복사 에너지보다 파장이 훨씬 긴 적외선 영역이 대부분이다.
• ㄴ. 지구는 태양보다 온도가 낮기 때문에 파장이 긴 적외선 형태로 에너지를 방출한다.
• ㄷ. 두 에너지 모두 중간에 도와주는 매질 없이 전자기파 형태로 우주 공간을 뚫고 이동한다.

정답: ㄴ, ㄷ

아주 뜨거운 용광로(태양)는 눈이 부실 정도로 밝은 빛(파장이 짧은 가시광선)을 내뿜지만, 적당히 따뜻한 손난로(지구)는 눈에 보이지 않는 묵직한 열기(파장이 긴 적외선)만 내뿜는 원리를 기억하세요!

문제 21 · 보기 선택

지구 대기가 일으키는 온실 효과의 원리로 옳은 것을 모두 고르시오.

• ㄱ. 온실 기체는 태양에서 날아오는 에너지를 대기권 밖 우주로 다 튕겨내어 지구를 식혀준다.
• ㄴ. 온실 기체는 지표면이 데워진 후 우주로 내뿜는 지구 복사 에너지를 아주 잘 흡수한다.
• ㄷ. 대기가 흡수한 에너지를 지표면으로 다시 뿜어주는 재복사 과정을 통해 지구의 기온을 높인다.

정답: ㄴ, ㄷ

온실 기체는 태양빛은 '프리패스' 시키고, 지구의 열기는 '검문'하는 똑똑한 문지기예요! 튕겨내는 게 아니라 이불처럼 열기를 꽉 끌어안고 있다가 다시 우리에게 따뜻하게 반사(재복사)해 주는 고마운 역할을 하죠.

문제 22 · 보기 선택

대기가 있는 지구와 대기가 없는 달을 비교한 설명으로 옳은 것을 모두 고르시오.

• ㄱ. 달은 대기가 텅 비어있어 열을 가두는 온실 효과가 전혀 일어나지 않는다.
• ㄴ. 달은 온실 효과가 없기 때문에 지구보다 낮과 밤의 기온 차이(일교차)가 훨씬 극심하게 나타난다.
• ㄷ. 달은 온실 효과의 방해를 받지 않으므로 지구보다 연평균 표면 온도가 훨씬 더 높게 유지된다.

정답: ㄱ, ㄴ

달은 한겨울에 벌거벗고 있는 거나 다름없어요! 이불(대기)이 없으니 햇빛이 비치면 직사광선에 타들어 가듯 뜨겁고, 해가 지면 열을 몽땅 뺏겨서 뼛속까지 얼어붙는답니다. 평균적으로는 이불을 덮은 지구보다 훨씬 춥죠.

문제 23 · 보기 선택

지구 대기 성분 중 온실 효과를 일으키는 '온실 기체'에 해당하는 것을 모두 고르시오.

• ㄱ. 이산화 탄소
• ㄴ. 수증기
• ㄷ. 메테인
• ㄹ. 산소

정답: ㄱ, ㄴ, ㄷ

지구의 담요(온실 기체)를 짜는 진짜 실뭉치들을 골라내야 해요! 이산화 탄소, 바다에서 증발한 수증기, 소의 트림에서 나오는 메테인이 지구를 덥게 만드는 대표적인 담요 재료들이랍니다. 산소는 온실 기체가 아니에요.

문제 24 · 보기 선택

대기의 유무에 따른 복사 평형의 차이를 설명한 것으로 옳은 것을 모두 고르시오.

• ㄱ. 대기가 없으면 태양 에너지를 흡수한 즉시 잡아두지 못하고 곧바로 우주로 다 방출해버린다.
• ㄴ. 대기가 있으면 방출되는 지구 복사 에너지 일부가 대기에 갇히므로 더 높은 온도에서 평형을 이룬다.
• ㄷ. 대기가 있든 없든 어차피 흡수한 만큼 방출하므로 복사 평형이 이루어지는 평균 온도는 똑같다.

정답: ㄱ, ㄴ

얇은 가을옷을 입었을 때와 두꺼운 패딩을 입었을 때 내 체온이 똑같을까요? 당연히 다르죠! 패딩(대기)을 입으면 열이 안 빠져나가니까 내 몸(지구)이 훨씬 더 높은 온도에서 따뜻함을 유지할 수 있답니다.

문제 25 · 객관식

지구의 '복사 평형'이라는 개념에 대한 과학적인 설명으로 가장 적절한 것은?

• ① 지구가 태양으로부터 흡수하는 에너지양보다 우주로 방출하는 에너지양이 더 많아 기온이 떨어지는 현상이다.
• ② 흡수한 태양 복사 에너지와 방출하는 지구 복사 에너지양이 완전히 같아 연평균 기온이 일정하게 유지되는 원리이다.
• ③ 지구 내부의 화산 폭발 에너지가 우주로 방출되는 태양 에너지를 막아내어 온도를 일정하게 맞추는 상태이다.
• ④ 낮과 밤의 기온 차이가 전혀 없이 하루 24시간 내내 완벽하게 동일한 온도를 유지하는 현상이다.

정답: ①

통장 잔고의 마법! 들어온 용돈(흡수 에너지)에서 단 1원의 오차도 없이 똑같은 금액을 지출(방출 에너지)하니까 지갑 속 돈(지구의 연평균 기온)이 1년 내내 일정하게 유지되는 아주 훌륭한 시스템이랍니다.

문제 26 · 객관식

다음 중 태양 복사 에너지와 지구 복사 에너지의 특징을 바르게 비교한 것은?

• ① 태양은 주로 파장이 긴 적외선을 방출하고, 지구는 파장이 짧은 자외선을 방출한다.
• ② 태양 복사 에너지는 지구 복사 에너지보다 전체적인 에너지의 파장이 훨씬 길다.
• ③ 태양은 온도가 매우 높아 주로 파장이 짧은 가시광선을, 지구는 온도가 낮아 파장이 긴 적외선을 방출한다.
• ④ 태양 복사 에너지는 대기에서 모두 튕겨 나가지만, 지구 복사 에너지는 우주로 100% 빠져나간다.

정답: ②

에너지는 뜨거울수록 걸음걸이(파장)가 짧고 잽싸요! 활활 타오르는 태양은 짧고 빠른 가시광선을 쏘아 보내 우리 눈을 부시게 하지만, 적당히 따뜻한 지구는 느릿느릿하고 파장이 긴 적외선이라는 열기만 조용히 뿜어낸답니다.

문제 27 · 객관식

온실 효과를 일으키는 '온실 기체'가 생태계와 기온에 작용하는 특징으로 가장 바른 것은?

• ① 태양에서 쏟아지는 복사 에너지를 100% 흡수하여 지표면에 도달하지 못하게 막는다.
• ② 태양 에너지는 통과시키고, 지표에서 방출하는 파장이 긴 지구 복사 에너지는 잘 흡수하여 재복사한다.
• ③ 우주로 나가려는 모든 에너지를 완벽하게 차단하여 지구를 끓는 물처럼 불태워 버린다.
• ④ 우리가 호흡할 때 꼭 필요한 산소와 대기의 대부분인 질소가 대표적인 온실 기체이다.

정답: ①

온실 기체는 선택적 편애를 하는 얄미운(?) 이불이에요! 밖에서 들어오는 태양의 빛은 투명 유리창처럼 다 통과시켜 주면서, 방바닥(지구)이 데워진 후 밖으로 나가는 열기는 두꺼운 솜이불처럼 꽉 부여잡고 놓아주지 않거든요.

문제 28 · 객관식

대기가 없는 달과 비교할 때, 대기가 있는 지구의 평균 온도가 훨씬 높고 일교차가 상대적으로 작은 가장 핵심적인 과학적 이유는 무엇인가?

• ① 지구가 달보다 태양에 훨씬 더 가깝게 위치해 있어서 에너지를 많이 받기 때문에
• ② 지구의 표면은 넓은 바다로 이루어져 있어 태양빛을 강하게 반사하기 때문에
• ③ 지구의 대기 중 온실 기체가 열을 잡아두는 온실 효과를 일으키기 때문에
• ④ 지구가 달보다 크기가 훨씬 커서 더 많은 복사 에너지를 끌어당기기 때문에

정답: ②

지구와 달은 태양으로부터 거리가 똑같은 쌍둥이 형제예요! 그런데 지구가 훨씬 따뜻한 이유는 오직 하나, 지구는 '대기'라는 이름의 포근하고 두꺼운 오리털 패딩을 입고 있어서 내복(열기)을 뺏기지 않기 때문이랍니다.

문제 29 · 객관식

만약 현재 지구에 덮여있는 '대기'가 마법처럼 싹 사라진다고 가정할 때 일어날 현상으로 가장 적절한 것은?

• ① 열을 가두는 온실 효과가 더 강력해져서 연평균 기온이 치솟을 것이다.
• ② 지표면이 뿜어내는 지구 복사 에너지가 대기에 흡수되지 않고 우주로 바로 빠져나갈 것이다.
• ③ 패딩을 두 겹 껴입은 것처럼 지금보다 더 높은 온도에서 복사 평형이 이루어질 것이다.
• ④ 태양 복사 에너지가 대기에 막혀 지표면에 아예 도달하지 못하게 될 것이다.

정답: ①

한겨울에 따뜻한 이불(대기)을 확 걷어차 버린 끔찍한 상황이에요! 내 몸(지구)에서 나오는 열기를 막아줄 방어막이 사라졌으니, 열기는 하늘(우주)로 속절없이 다 날아가 버리고 지구는 엄청나게 춥고 삭막한 얼음 별이 될 거예요.

문제 30 · 객관식

다음 중 지구의 에너지를 붙잡아 따뜻하게 보온하는 '온실 기체'의 종류에 해당하지 않는 물질은?

• ① 이산화 탄소
• ② 산소
• ③ 수증기
• ④ 메테인

정답: ①

지구의 보온 담요를 짜는 진짜 실뭉치들을 가려내는 문제예요! 공장의 굴뚝에서 나오는 이산화 탄소, 바다의 수증기, 소의 방귀에서 나오는 메테인은 지구를 뜨겁게 덥히지만, 우리가 마시는 맑은 '산소'는 담요 역할을 하지 않는답니다.