#83 지구 열수지와 복사평형

문제 1 · OX 문제

지구가 우주로부터 흡수하는 태양 복사 에너지양과, 지구에서 우주로 방출하는 지구 복사 에너지양은 같아서 연평균 기온이 일정하게 유지된다. ( )

정답: O

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

문제 2 · OX 문제

지구에 들어오는 태양 복사 에너지를 100이라고 할 때, 대기와 지표에 부딪혀 우주 공간으로 반사되어 튕겨 나가는 양은 약 70이다. ( )

정답: X

지구는 거울이 아니에요! 들어오는 햇빛의 30% 정도만 거울처럼 튕겨내고(반사), 나머지 70%는 지구가 꿀꺽 삼켜서(흡수) 따뜻하게 데우는 데 사용한답니다.

문제 3 · OX 문제

복사 평형 상태의 지구 열수지를 살펴보면, 지표면에서 에너지를 흡수하는 양과 방출하는 양은 항상 같다. ( )

정답: O

지구의 열을 기록하는 '가계부'는 아주 정확해요! 지표면뿐만 아니라 대기, 우주 공간 등 어느 곳에서 가계부를 펼쳐봐도 들어온 수입(흡수)과 나간 지출(방출)이 딱 맞아떨어지는 완벽한 0원의 상태랍니다.

문제 4 · OX 문제

온실 효과를 일으키는 온실 기체는 지표면에서 방출되는 지구 복사 에너지보다 태양 복사 에너지를 훨씬 더 잘 흡수한다. ( )

정답: X

온실 기체는 '선택적 편애'를 하는 얄미운(?) 이불이에요! 밖에서 들어오는 태양빛은 투명 유리창처럼 다 통과시켜 주면서, 방바닥(지구)이 데워진 후 밖으로 나가는 열기만 두꺼운 솜이불처럼 꽉 부여잡고 놓아주지 않거든요.

문제 5 · OX 문제

대기 중의 온실 기체 농도가 짙어지면 지표면과 대기가 주고받는 에너지양이 감소하여 지구의 평균 기온이 떨어진다. ( )

정답: X

겨울에 얇은 담요를 덮고 있다가 아주 두꺼운 솜이불로 갈아 덮은 것과 같아요! 이불(온실 기체)이 두꺼워질수록 내 몸(지표면)으로 튕겨 돌아오는 열기가 훨씬 많아져서 더 뜨거워진답니다.

문제 6 · OX 문제

지구에 도달한 태양 복사 에너지 중에서 가장 많은 양인 약 50 정도를 쑥 흡수하는 곳은 대기이다. ( )

정답: X

태양 에너지를 가장 배불리 먹는 대식가는 바로 우리가 발을 딛고 있는 땅(지표면)이에요! 공기(대기)는 20만큼만 살짝 간식으로 먹고, 나머지 50이라는 어마어마한 양은 땅이 꿀꺽 삼켜버린답니다.

문제 7 · 빈칸 채우기

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

정답: 평형

양팔 저울의 양쪽 무게가 1그램의 오차도 없이 똑같아서, 어느 쪽으로도 기울지 않고 수평을 딱 유지하고 있는 아주 안정적인 상태를 뜻하는 단어예요.

문제 8 · 빈칸 채우기

지구에 흡수되지 않고 대기나 지표에 부딪혀 우주 공간으로 그대로 방출되어 되돌아가는 30만큼의 에너지 비율을 지구의 ( )(이)라고 한다. (3글자)

정답: 반사율

거울에 빛을 쏘면 그대로 튕겨 나가죠? 지구도 자기 몸에 닿은 햇빛의 일부를 먹지 않고 거울처럼 우주 밖으로 튕겨내 버리는데, 그 튕겨내는 정도를 뜻하는 명칭이랍니다.

문제 9 · 빈칸 채우기

복사 평형 상태의 지구에서 나타나는 지표, 대기, 우주 공간 사이의 열(에너지)이 들어오고 나가는 출입 관계를 지구 ( )(이)라고 부른다. (3글자)

정답: 열수지

엄마가 쓰시는 '가계부'랑 똑같아요! 지구라는 거대한 집에서 열이라는 돈이 어디서 얼마나 들어오고 어디로 얼마나 나갔는지를 꼼꼼하게 덧셈 뺄셈으로 기록해 둔 장부를 뜻한답니다.

문제 10 · 빈칸 채우기

대기가 지표면에서 방출된 에너지를 흡수했다가, 그 에너지의 상당 부분을 다시 지표면 쪽으로 뿜어주어 지구를 보온하는 과정을 ( )(이)라고 한다. (3글자)

정답: 재복사

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

문제 11 · 빈칸 채우기

지구에 들어오는 태양 복사 에너지를 100이라고 할 때, 대기나 구름이 아닌 50만큼의 가장 많은 태양 에너지를 직접 흡수하는 곳은 ( )이다. (3글자)

정답: 지표면

한여름에 아스팔트 바닥이나 모래사장이 엄청나게 뜨거워지는 이유가 바로 이거예요! 머리 위의 공기보다 땅바닥이 태양의 열기를 훨씬 더 많이 뺏어 먹기 때문이랍니다.

문제 12 · 빈칸 채우기

대기 중의 특정 기체가 지표면의 에너지를 흡수했다가 재복사하여, 대기가 없을 때보다 지구의 평균 기온을 훨씬 높게 유지해 주는 현상을 ( ) 효과라고 한다. (2글자)

정답: 온실

한겨울에도 딸기나 토마토를 따뜻하게 키울 수 있게 해주는 유리벽이나 비닐하우스와 똑같은 원리라서 이런 이름이 붙었어요!

문제 13 · 단답형

지구에 들어오는 전체 태양 복사 에너지를 100이라고 가정할 때, 구름과 지표 등에 의해 반사되어 우주로 아무런 쓸모없이 튕겨 나가는 양은 얼마인가? (2글자)

정답: 30

100개의 햇빛 화살이 날아오면, 지구는 방패를 들어 그중 이 숫자만큼의 화살을 우주로 튕겨내 버린답니다.

문제 14 · 단답형

반사되는 양을 제외하고, 지구가 우주로부터 흡수하는 진짜 태양 복사 에너지의 총량(대기 흡수량 + 지표 흡수량)은 얼마인가? (2글자)

정답: 70

100개의 빵이 떨어졌을 때, 30개는 튕겨내 버렸으니 지구가 배불리 먹은 빵의 진짜 개수는 이것뿐이에요! 이 양만큼 우주로 다시 뱉어내야 평형이 유지된답니다.

문제 15 · 단답형

지구에 들어오는 태양 복사 에너지 100 중에서 50은 지표면에 흡수된다. 그렇다면 대기와 구름이 중간에서 가로채어 흡수하는 양은 얼마인가? (2글자)

정답: 20

땅(50)이 태양 에너지를 듬뿍 먹기 전에, 머리 위에 둥둥 떠 있는 공기와 구름이 "우리도 조금만 먹을게!" 하고 살짝 떼어먹은 간식의 양이랍니다.

문제 16 · 단답형

이산화 탄소, 수증기, 메테인처럼 지표에서 방출된 에너지를 아주 잘 흡수하여 지구를 따뜻하게 감싸는 기체들을 통틀어 무엇이라고 부르는가? (4글자)

정답: 온실기체

지구의 체온이 떨어지지 않게 덮어주는 '투명한 솜이불'의 진짜 재료들이에요! 이 녀석들이 많아지면 이불이 너무 두꺼워져서 지구가 열병을 앓게 된답니다.

문제 17 · 단답형

지표면에서 에너지를 방출할 때 우주로 직접 빠져나가는 일부를 제외하고, 대부분의 에너지가 흡수되는 곳(영역)은 어디인가? (2글자)

정답: 대기

땅이 뿜어내는 열기를 우주로 도망가지 못하게 중간에서 낚아채는 그물망과 같아요! 지표면 바로 위에 층층이 쌓여있는 이 투명한 공기층이 열을 꽉 붙잡아 둔답니다.

문제 18 · 단답형

지구 온난화의 주범으로 꼽히며, 화석 연료를 태울 때 대기 중으로 가장 많이 배출되어 농도가 크게 증가하고 있는 대표적인 온실 기체는 무엇인가? (5글자)

정답: 이산화탄소

우리가 숨을 들이마시고 내쉴 때 뱉어내는 익숙한 기체이기도 해요. 공장의 굴뚝과 자동차 머플러에서 뿜어져 나와 지구의 이불을 쉴 새 없이 두껍게 만들고 있는 범인이랍니다.

문제 19 · 보기 선택

지구의 복사 평형 원리에 대한 설명으로 옳은 것을 모두 고르시오.

• ㄱ. 복사 평형 상태에서 지구의 연평균 기온은 일정하게 유지된다.
• ㄴ. 지구가 우주로부터 흡수하는 에너지양과 우주로 방출하는 에너지양은 항상 같다.
• ㄷ. 복사 평형은 에너지를 많이 받는 지표면에서만 일어나고 대기에서는 일어나지 않는다.

정답: ㄱ, ㄴ

복사 평형은 '먹은 만큼 뱉어낸다'는 우주의 절대 법칙이에요! 땅바닥(지표면)뿐만 아니라 하늘(대기)도 자기가 먹은(흡수) 양만큼 오차 없이 똑같이 뱉어내(방출)야만 전체 평화가 유지된답니다.

문제 20 · 보기 선택

지구에 들어오는 태양 복사 에너지 100의 분배에 대한 설명으로 옳은 것을 모두 고르시오.

• ㄱ. 우주 공간으로 반사되어 돌아가는 양은 30이다.
• ㄴ. 지표면은 전체 태양 에너지 중 가장 많은 50을 흡수한다.
• ㄷ. 대기와 구름은 태양 에너지를 70만큼 흡수한다.

정답: ㄱ, ㄴ

100개의 태양빛 피자가 배달 왔어요! 30조각은 문전박대(반사) 당했고, 공기와 구름이 20조각을 간식으로 뺏아 먹고, 나머지 50조각의 가장 큰 몫을 땅(지표면)이 꿀꺽 삼킨 완벽한 분배의 법칙이랍니다.

문제 21 · 보기 선택

온실 효과가 일어나는 원리에 대한 설명으로 옳은 것을 모두 고르시오.

• ㄱ. 온실 기체는 태양 복사 에너지보다 파장이 긴 지구 복사 에너지를 훨씬 잘 흡수한다.
• ㄴ. 대기는 흡수한 열 에너지를 무조건 우주 공간으로만 100% 방출한다.
• ㄷ. 대기의 재복사 작용 덕분에 지표면의 온도가 높게 유지된다.

정답: ㄱ, ㄷ

대기는 이기적이지 않아요! 자기가 먹은 열기를 우주로 쌩 날려버리기만 하는 게 아니라, 밑에 있는 땅(지표면)이 춥지 않게 다시 열기를 나눠주는 고마운 찜질팩(재복사) 역할을 해준답니다.

문제 22 · 보기 선택

지표면에서 일어나는 열(에너지)의 출입에 대한 설명으로 옳은 것을 모두 고르시오.

• ㄱ. 지표면은 태양 에너지와 대기의 재복사 에너지를 모두 흡수한다.
• ㄴ. 지표면도 흡수한 에너지의 총량과 방출한 에너지의 총량이 같아 평형을 이룬다.
• ㄷ. 지표면이 흡수한 에너지는 대기를 거치지 않고 우주로만 직접 전부 빠져나간다.

정답: ㄱ, ㄴ

지표면은 복받은 곳이에요! 태양한테서 50의 열을 받고, 대기한테서도 재복사 열을 또 받으니까 아주 따뜻하죠. 이렇게 배 터지게 먹은 열기는 우주로 슝 날아가는 게 아니라, 두꺼운 이불(대기)에 대부분 가로막힌답니다.

문제 23 · 보기 선택

온실 기체의 농도가 증가할 때 지구 생태계에 일어나는 현상으로 옳은 것을 모두 고르시오.

• ㄱ. 온실 기체가 늘어나면 지표와 대기가 주고받는 에너지양이 감소한다.
• ㄴ. 재복사되는 에너지가 증가하여 지구 전체의 평균 기온이 상승한다.
• ㄷ. 온실 기체에는 이산화 탄소, 수증기, 메테인 등이 있다.

정답: ㄴ, ㄷ

얇은 가을 이불을 덮다가 아주 두꺼운 극세사 겨울 이불로 바꾼 상황을 상상해 보세요! 이불(온실 기체)이 두꺼워지면 내 몸과 이불 사이에 열기가 훨씬 더 후끈후끈 맴돌게(주고받는 에너지 증가) 되어서 지구가 열이 펄펄 끓게 된답니다.

문제 24 · 보기 선택

지구 열수지 관점에서 우주, 대기, 지표 영역의 균형에 대한 설명으로 옳은 것을 모두 고르시오.

• ㄱ. 우주 공간에서는 지구가 방출하는 복사(70)와 반사(30)를 합쳐 총 100의 에너지가 우주로 나간다.
• ㄴ. 대기 영역은 우주나 지표면과 달리 흡수하는 열과 방출하는 열의 양이 서로 다르다.
• ㄷ. 지표, 대기, 우주 모든 영역에서 각각 복사 에너지의 흡수량과 방출량은 완벽히 일치한다.

정답: ㄱ, ㄷ

지구의 열을 기록하는 장부는 회계사가 쓴 것처럼 1의 오차도 없어요! 땅이든 하늘(대기)이든 우주든, 어느 공간에서 장부를 펼쳐봐도 덧셈과 뺄셈의 결과는 항상 0으로 완벽하게 수평(평형)을 이룬답니다.

문제 25 · 객관식

지구에 들어오는 태양 복사 에너지(100)의 분배와 지구 열수지에 대한 설명으로 가장 옳지 않은 것은?

• ① 우주 공간으로 반사되어 아무 쓸모 없이 되돌아가는 비율은 약 30이다.
• ② 대기와 구름은 태양 복사 에너지를 약 20만큼 중간에서 흡수한다.
• ③ 지표면은 태양 복사 에너지 중 가장 많은 50만큼을 직접 흡수한다.
• ④ 우주로 반사되는 30을 뺀 나머지 70은 대기와 지표에 나뉘어 흡수된다.

정답: ④

머리 위를 둥둥 떠다니는 솜사탕(구름과 대기)은 입이 짧아서 태양 에너지를 20조각만 먹어요! 남은 50조각이라는 어마어마한 양의 피자(에너지)를 다 휩쓸어 먹는 대식가는 바로 우리가 서 있는 땅(지표면)이랍니다.

문제 26 · 객관식

지구 대기에서 일어나는 '온실 효과'의 원리를 가장 적절하게 설명한 것은?

• ① 대기가 태양 복사 에너지를 100% 흡수하여 우주로 하나도 빠져나가지 못하게 막는 현상이다.
• ② 대기가 지표에서 방출된 지구 복사 에너지를 흡수했다가 일부를 지표로 재복사하여 기온을 높이는 현상이다.
• ③ 온실 기체가 스스로 핵융합 반응을 일으켜 펄펄 끓는 열기를 뿜어내어 지구를 달구는 현상이다.
• ④ 대기가 텅 비어있어 태양 에너지를 흡수한 즉시 우주로 모두 뱉어버려 기온이 급감하는 현상이다.

정답: ①

온실 기체는 '지구 전용 극세사 담요'예요! 지구가 하루 종일 태양빛을 받아 따뜻하게 데워진 후 뿜어내는 '체온'을 담요가 포근하게 흡수한 뒤, 다시 지구 쪽으로 반사(재복사)해 주니까 밤에도 춥지 않고 따뜻한 거랍니다.

문제 27 · 객관식

다음 중 인간의 활동으로 '온실 기체'가 과도하게 증가할 때 지구 생태계에 나타나는 현상으로 옳지 않은 것은?

• ① 지표면과 대기가 서로 핑퐁처럼 주고받는 에너지양이 크게 증가한다.
• ② 대기가 지표면으로 돌려보내는 재복사 에너지가 많아진다.
• ③ 지구 전체의 연평균 기온이 올라가는 지구 온난화 현상이 발생한다.
• ④ 대기가 흡수하는 지구 복사 에너지의 양이 이전보다 증가한다.

정답: ④

온실 기체가 많아졌다는 건 지구가 덮고 있는 이불이 점점 더 두꺼워진다는 뜻이에요! 이불이 두꺼우면 내 몸과 이불 사이에 맴도는 열기(주고받는 에너지)가 꽉 차서 땀이 뻘뻘 날 정도로 더워질(기온 상승) 수밖에 없겠죠?

문제 28 · 객관식

지구의 '복사 평형' 원리에 따라 지표면이 에너지를 흡수하고 방출하는 과정을 올바르게 설명한 것은?

• ① 지표면은 태양으로부터 직접 받는 에너지 외에는 그 어떤 에너지도 흡수하지 않는다.
• ② 지표면은 오직 우주 공간으로만 에너지를 방출하며 대기로는 열을 내뿜지 않는다.
• ③ 지표면이 흡수하는 에너지 총량(태양+대기 재복사)과 방출하는 에너지 총량은 완벽히 같다.
• ④ 복사 평형 상태이므로 지표면은 밤이 되면 에너지를 전혀 방출하지 않는다.

정답: ②

땅(지표면)의 열기 가계부도 오차 없이 정확해요! 태양에게서 받은 용돈(50)과 공기(대기)에게서 받은 용돈(재복사)을 모두 합친 총수입만큼, 딱 그만큼의 열을 밖으로 지출(방출)해야만 평화로운 0원(평형) 상태가 유지된답니다.

문제 29 · 객관식

대기가 없는 천체(예: 달)와 비교했을 때, 대기가 풍부한 지구에서 나타나는 가장 뚜렷한 특징은 무엇인가?

• ① 들어오는 복사 에너지가 나가는 에너지보다 항상 많아 온도가 무한정 상승한다.
• ② 열을 보존해 주는 온실 효과 덕분에 평균 기온이 높게 유지되고 일교차가 작다.
• ③ 대기가 태양빛을 100% 반사해 버려서 지표면이 얼음장처럼 차갑게 식는다.
• ④ 대기가 없는 달보다 낮과 밤의 기온 차이가 수백 도 이상 훨씬 더 심하게 난다.

정답: ①

달은 한겨울에 벌거벗고 자는 것과 같아요! 이불(대기)이 없으니 낮엔 햇빛에 화상을 입고 밤엔 얼어 죽죠. 하지만 지구는 포근한 솜이불(온실 효과)을 덮고 있어서 평균 체온도 높고 밤낮 온도 차이도 적은 아주 살기 좋은 곳이랍니다.

문제 30 · 객관식

지구 열수지에 대한 설명으로 옳은 것은?

• ① 우주 공간에서 보면 지구는 100의 에너지를 받아 30만 내보낸다.
• ② 대기는 지표면에서 방출된 에너지를 전혀 흡수하지 못한다.
• ③ 지구 열수지란 복사 평형 상태에서 나타나는 지표, 대기, 우주 간의 열 출입 관계를 의미한다.
• ④ 태양 복사 에너지는 지구 복사 에너지보다 파장이 훨씬 긴 특징을 가진다.

정답: ②

열수지라는 말은 '열(에너지)의 수입과 지출을 적은 장부'라는 뜻이에요! 지구가 태양에게 열을 얼마나 수입하고, 우주로 얼마나 지출했는지 각 구역별로 꼼꼼하게 따져서 평형이 맞는지를 보여주는 아주 중요한 회계 장부랍니다.