[기상직 7급 기상역학] 22년 1회차 기출문제 정답·해설 페이지

연직 좌표계 중 등압 좌표계에 대한 설명으로 옳은 것을 모두 고르면?
ㄱ. 정역학 근사를 이용하여 등고도 좌표계를 등압 좌표계로 바꿀 수 있다.
ㄴ. 수평 기압경도력의 항은 밀도의 함수가 아니다.
ㄷ. 연속 방정식에서 유체의 밀도를 고려하지 않는다.

ㄱ

ㄱ, ㄴ

ㄴ, ㄷ

ㄱ, ㄴ, ㄷ

다음 그림은 북반구 중위도 500hPa의 지위고도(Geopotential height)장을 간략히 표현한 것이다. 준지균 이론을 고려할 때, 실제 바람이 지균풍보다 약하게 관측되는 지점은?

가

나

다

라

열대 태평양 지역의 워커순환(Walker circulation)에 대한 설명으로 옳은 것을 모두 고르면?
ㄱ. 워커순환의 강도는 동서방향의 해면기압경도로 정의할 수 있다.
ㄴ. 라니냐 발생 시 워커순환의 강도는 평년보다 강해진다.
ㄷ. 워커순환의 강도가 평년보다 강할 때 동태평양 연안의 용승 강도도 강하다.
ㄹ. 워커순환의 강도가 평년보다 약해지면 대체적으로 겨울철 한반도 부근의 기온이 평년보다 낮아진다.

ㄱ, ㄴ, ㄷ

ㄱ, ㄴ, ㄹ

ㄴ, ㄷ, ㄹ

ㄱ, ㄴ, ㄷ, ㄹ

전향력에 대한 설명으로 옳지 않은 것은? (단, 곡률효과는 무시한다.)

적도에서 수직상승하는 물체는 전향력에 의해 서쪽으로 휘게 된다.

남반구에서 남쪽으로 이동하는 물체는 전향력에 의해 동쪽으로 휘게 된다.

풍속이 0이 아닌 동일한 크기와 방향의 수평바람에 대해 전향력의 크기가 가장 큰 곳은 극지역이다.

북반구에서 자유낙하하는 물체는 서쪽으로 휘게 된다.

지점 A로부터 북쪽으로 36km 떨어진 관측지점의 온도가 A에 비하여 3℃ 낮게 관측되었다. 북풍이 20m/s로 불고, A에서 복사에 의해 온도가 시간당 1℃ 증가하고 있다고 할 때, A의 온도 증감률을 바르게 계산한 것은?

시간당 5℃ 감소

시간당 4℃ 감소

시간당 3℃ 감소

시간당 2℃ 감소

북반구에서의 온도풍에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

온도의 수평경도가 존재할 때, 지균풍은 반드시 연직 시어를 갖는다.

등압면에서 온도풍의 방향은 수평온도경도 방향에 수직이다.

특정 등압면에서 남북방향 온도경도의 크기가 같다면 온도풍은 고위도로 갈수록 강해진다.

수평바람의 방향이 고도가 높아질수록 반시계방향으로 변한다면, 한랭이류가 있다고 유추할 수 있다.

다음 그림은 단열감률선들과 어느 지점의 실제 기온분포선이다. 이 지점에서 온위(Potential temperature)의 연직 분포에 대한 설명으로 옳은 것은? (단, $\Gamma_d$와 $\Gamma_s$는 각각 건조단열감률선, 포화단열감률선을 의미하며, $\Gamma$는 실제 기온분포선이다.)

고도 증가에 따라 온위가 증가한다.

고도 증가에 따라 온위가 감소한다.

고도에 관계없이 온위가 일정하다.

알 수 없다.

순압대기에서 로스비파(Rossby wave)에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

코리올리 매개변수(Coriolis parameter)가 위도에 따라 변하지 않으면 로스비파는 발생하지 않는다.

고위도로 갈수록 로스비파의 위상속도는 빨라진다.

로스비파의 파장이 짧을수록 위상속도는 느려진다.

로스비파는 분산파이다.

다음 그림은 장기간 평균된 북반구 겨울철 500hPa 지위고도장이다. 이에 대한 설명 중 옳지 않은 것은?

지위고도의 구조가 경도방향으로 뚜렷하게 다른 원인은 대륙과 해양의 분포 때문이다.

아시아 대륙과 아메리카 대륙 동쪽에 기압골이 뚜렷하게 위치하고 있다.

가장 강한 제트스트리크(Jet streak)는 아시아 대륙 동쪽에 위치한 기압골의 결과이다.

지위고도장의 남북 경도의 방향은 기온의 동서 경도의 방향에 의해 결정된다.

다음 그림은 발달하는 종관규모 요란에 대한 온도이류와 상층 지위고도 경향의 관계를 보여주는 동서 방향 연직 단면 모식도이다. A 구역에 대한 설명으로 옳은 것을 모두 고르면?
ㄱ. 하부 대류권에서 한랭이류가 나타난다.
ㄴ. 500hPa 지위고도 경향의 부호는 +이다.
ㄷ. 파선은 기온의 한랭 축을 의미한다.

ㄱ, ㄴ

ㄱ, ㄷ

ㄴ, ㄷ

ㄱ, ㄴ, ㄷ

다음 그림은 전선발생(Frontogenesis)과 관련된 두 가지 주요 과정의 모식도이다. 이에 대한 설명으로 옳은 것을 모두 고르면? (단, 실선과 파선은 각각 유선과 등온선을 의미한다.)
ㄱ. (가)는 수평 늘림 변형에 의한 과정이고, (나)는 수평 시어 변형에 의한 과정이다.
ㄴ. (가)에서 온난역과 한랭역의 위치가 서로 바뀌어도 전선 발생의 결과는 같다.
ㄷ. (나)에 의해 한랭전선에서는 전선 소멸이 나타난다.

ㄱ, ㄴ

ㄱ, ㄷ

ㄴ, ㄷ

ㄱ, ㄴ, ㄷ

다음은 대기 중 난류운동에너지(Turbulent Kinetic Energy, TKE) 방정식이다.
$\frac{\overline{D}(TKE)}{Dt}=MP+BPL+TR-\varepsilon$
이에 대한 설명으로 옳지 않은 것은? (단, $MP$는 기계적 생성, $BPL$은 부력에 의한 생성 및 소실, $TR$은 기압에 의한 재분포, $\varepsilon$은 난류에 의해 최소 규모로 소산되는 변화율이다.)

TKE는 연직 시어 및 부력에 의해 생성된다.

연직 시어에 의한 TKE는 고도가 높아지면서 수평 바람이 변화하면 항상 TKE를 발생시킨다.

대기 질량의 중심이 낮아지는 운동에 의해서 TKE가 감소한다.

$\varepsilon$은 난류가 발생하면 항상 존재한다.

다음 그림은 북반구 어느 영역에서 500hPa과 1000hPa에서의 지위 차이($\Phi_T$)를 간략히 나타낸 것이다. 지점 A에서 예상되는 온도풍의 방향을 가장 바르게 표현한 것은?

↖

↗

↘

↙

열대 지역 상층 대기에서 나타나는 준2년주기진동(Quasi-Biennial Oscillation, QBO)에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

경도 평균(Meridional mean)한 동서 바람의 방향이 준2년 주기로 바뀐다.

고도 23km～30km에서 진동의 진폭이 크게 감쇄한다.

진동의 강제력은 켈빈파(Kelvin wave)와 로스비-중력파이다.

적도 $\beta$평면에서 온도풍 관계로 진동이 설명된다.

다음 중 지균풍과 비지균풍에 대한 설명으로 옳은 것을 모두 고르면? (단, 준지균계의 $f$평면을 가정한다.)
ㄱ. 등압면에서 지균풍($\overrightarrow{V_g}$)은 지위($\Phi$)의 경도를 활용하여 $\overrightarrow{V_g}=\frac{1}{f}\vec{k}\times\nabla_p\Phi$로 표현 가능하다.
ㄴ. 등압면에서 비지균풍($\overrightarrow{V_a}$)은 지균풍의 가속성분을 활용하여 $\overrightarrow{V_a}=\frac{1}{f}\vec{k}\times\frac{D_g\overrightarrow{V_g}}{Dt}$로 표현 가능하다.
ㄷ. 종관규모에서는 지균풍에 대한 비지균풍의 비율이 로스비수(Rossby number)보다 훨씬 큰 것으로 알려져 있다.

ㄱ

ㄱ, ㄴ

ㄴ, ㄷ

ㄱ, ㄴ, ㄷ

다음은 어느 지점에서 연직으로 수평바람을 관측한 자료이다. 한랭이류가 존재하는 층은?
고도
풍향
풍속
1000hPa
270°
2m/s
850hPa
225°
8m/s
750hPa
270°
25m/s
500hPa
315°
35m/s

1000hPa～850hPa

850hPa～750hPa

850hPa～500hPa

750hPa～500hPa

다음은 동서방향의 지균류만 있을 때 북반구 중위도를 중심으로 남북진동하는 공기덩이를 지배하는 방정식이다.
$\frac{Dv}{Dt}=\frac{D^2}{Dt^2}(\delta y)=-f\left(f-\frac{\partial u_g}{\partial y}\right)\delta y=-f\frac{\partial M}{\partial y}\delta y$
이에 대한 설명으로 옳지 않은 것은? (단, $\delta y$는 공기덩이의 남북변위, $M$은 절대운동량이다.)

$\delta y$의 일반해는 지균 절대소용돌이도의 부호에 따라 바뀐다.

지균 절대소용돌이도가 양수이면 관성 안정 상태이다.

지균 절대소용돌이도가 음수이면 남북 진동한 공기덩이는 제자리로 돌아온다.

지균 절대소용돌이도가 관성 안정이더라도 대칭 불안정일 수 있다.

엘니뇨 시기 열대 지역의 대기와 해양의 변화 특징으로 옳지 않은 것은?

열대 태평양 지역의 무역풍이 약화된다.

중태평양 지역의 방출장파복사(OLR)는 감소하고, 서태평양 지역의 방출장파복사는 증가한다.

동태평양과 서태평양의 해수면 높이 차이가 커진다.

서태평양 해수면의 온난역이 동쪽으로 확장된다.

다음 중 대기 대순환과 관련된 로렌츠(Lorenz) 에너지 순환 과정에서 평균 가용잠재에너지(Mean available potential energy)를 에디 가용잠재에너지(Eddy available potential energy)로 전환시키는 과정은? (단, 중위도 $\beta$평면에서의 준지균류를 가정한다.)

지표면과 내부 마찰

에디 내에서의 연직 운동

적도 지역의 비단열 가열과 극 지역의 비단열 냉각

경압 에디에 의한 따뜻한 공기의 극 방향 수송과 차가운 공기의 적도 방향 수송

분산파에 대한 설명으로 옳은 것을 모두 고르면?
ㄱ. 위상속도가 파수(Wavenumber)와 함께 변하는 파이다.
ㄴ. 진동수와 파수와의 관련성을 보인 것을 분산 관계라고 한다.
ㄷ. 파군(Wave group)이 전파함에 따라 파군의 모양이 일정하게 유지되는 특성을 가지고 있다.
ㄹ. 경압불안정에 의해 생성되는 종관규모의 대기요란은 분산파의 한 종류이다.

ㄱ, ㄴ, ㄷ

ㄱ, ㄴ, ㄹ

ㄴ, ㄷ, ㄹ

ㄱ, ㄴ, ㄷ, ㄹ

다음은 지면 근처에서 대기의 정적 안정도가 중립일 경우 고도에 따른 수평 바람 크기를 추정한 식이다.
$\overline{U}(z)=(u_*/k)\ln(z/z_0)$
이에 대한 설명으로 옳지 않은 것은? (단, $u_*$는 마찰 속도, $k$는 von Karman 상수, $z$는 지면에서부터 고도, $z_0$는 거칠기 길이이다.)

행성경계층 하부 약 10%까지인 지표층에서만 유효하다.

지면 근처에서는 연직 난류속이 기압경도력 및 전향력보다 훨씬 크다.

지면 근처에서 국지적인 혼합길이(Mixing length)가 고도에 비례하는 성질을 이용한다.

잔디밭보다 평평한 모래 바닥에서 $z_0$값이 더 크다.

북반구 위도 30°에서 동쪽으로 로켓을 1000m/s의 속력으로 쏘았다. 이 로켓이 일정한 속력을 유지하며 동쪽으로 1000km 날아갔을 때, 전향력에 의해 남쪽으로 편향된 거리는? (단, $\Omega = 7.2\times10^{-5}s^{-1}$이며, 곡률효과는 무시한다.)

18km

36km

72km

144km

역학적 대류권계면 접힘(Tropopause folding)은 중위도 지역에서 지상 저기압계의 발생과 발달에 중요한 영향을 미친다. 이러한 현상에 의한 지상 저기압의 발생 및 발달 과정을 순서대로 바르게 연결한 것은?
ㄱ. 상층 파동 발달
ㄴ. 지상 경압불안정 지역으로 저기압성 순환 형성
ㄷ. 안정한 공기가 등온위면을 따라 대류권계면 아래로 이류
ㄹ. 위치소용돌이도 보존에 의해 절대소용돌이도 증가
ㅁ. 온난이류의 북상과 한랭이류의 남하로 지상 저기압의 발생 및 발달

ㄱ-ㄴ-ㄷ-ㄹ-ㅁ

ㄴ-ㄱ-ㄹ-ㄷ-ㅁ

ㄷ-ㄹ-ㄱ-ㄴ-ㅁ

ㄹ-ㄴ-ㄱ-ㄷ-ㅁ

산악파(Mountain wave)에 대한 설명으로 옳은 것을 모두 고르면?
ㄱ. 수평 파수가 스코러 매개변수(Scorer parameter)보다 작을 경우 연직으로 전파될 수 있다.
ㄴ. 안정한 대기에서 고도가 증가할수록 안정도가 크게 감소하는 경우 풍하측에서 풍하파(Lee wave)가 발생할 수 있다.
ㄷ. 프루드수(Froude number)가 1보다 작은 흐름이 산악을 넘으면서 1보다 커지면 풍하측에 매우 강한 바람이 발생할 수 있다.

ㄱ, ㄴ

ㄱ, ㄷ

ㄴ, ㄷ

ㄱ, ㄴ, ㄷ

다음은 준지균 지위경향 방정식이다.
$\left[\nabla^2+\frac{\partial}{\partial p}\left(\frac{f_0^2}{\sigma}\frac{\partial}{\partial p}\right)\right]\chi$
$=-f_0\overrightarrow{V_g}\cdot\nabla\left(\frac{1}{f_0}\nabla^2\Phi+f\right)-\frac{\partial}{\partial p}\left[-\frac{f_0^2}{\sigma}\overrightarrow{V_g}\cdot\nabla\left(-\frac{\partial\Phi}{\partial p}\right)\right]$

$\chi\equiv\frac{\partial\Phi}{\partial t}$: 지위경향(Geopotential tendency),
$f_0$: 코리올리 상수, $\Phi$: 지위(Geopotential),
$\sigma$: 정적 안정도 상수, $\overrightarrow{V_g}$: 지균풍
어느 한 지점에서 연직으로 관측된 온도이류 분포가 다음 그림과 같을 때, 위 식을 활용하여 관측 결과를 해석한 것으로 가장 옳은 것은? (단, 이 지점에서 $\sigma$값은 양의 상수이며, 소용돌이도 이류는 무시한다.)

800hPa～200hPa에서 고도에 따라 온난이류가 감소하므로 해당 층에서의 지위고도가 상승할 것이다.

1000hPa～800hPa에서 고도에 따라 온난이류가 증가하므로 해당 층에서의 지위고도가 상승할 것이다.

1000hPa～200hPa에서 온난이류가 존재하므로 해당 층에서의 지위고도가 모두 상승할 것이다.

800hPa에서 온난이류가 가장 크므로 800hPa에서의 지위고도 증가도 가장 클 것이다.