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다음 중 지구 전향 가속도 (coriolis acceler-tion)의… | [기상기사 필기] 05년 3회차 기출문제 상세 페이지

1[기상기사 필기] 05년 3회차
다음 중 지구 전향 가속도 (coriolis acceler-tion)의 동서 방향의 성분은 어느 것인가? (단, u,v,w는 각각 동쪽, 북쪽 및 연직방향의 속도성분이고, ø는 위도, Ω는 지구의 자전각속도이다.)
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2Ωsinønv
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-2Ωsinønv
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2Ωcosøsv
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-2Ωcosøsv
해설

동서 방향 전향 가속도 중 북쪽 속도 v만 포함된 항은 2Ω sin φ v이며, 이는 북쪽으로 이동하는 공기덩이가 동쪽으로 편향됨을 의미한다.

지구 전향 가속도(Coriolis acceleration)의 벡터 표현은 a⃗C=−2Ω⃗×v⃗\vec{a}_C = -2\vec{\Omega} \times \vec{v}이며, 지구 자전 각속도 벡터는 Ω⃗=Ω(0,cos⁡ϕ,sin⁡ϕ)\vec{\Omega} = \Omega(0, \cos\phi, \sin\phi)로 표현된다(동쪽, 북쪽, 연직 방향).

동서 방향 성분(x 방향)은 외적의 첫 번째 성분이므로
−2[Ωyvz−Ωzvy]=−2[Ωcos⁡ϕ⋅w−Ωsin⁡ϕ⋅v]-2[\Omega_y v_z - \Omega_z v_y] = -2[\Omega\cos\phi \cdot w - \Omega\sin\phi \cdot v]이다.
이를 정리하면 동서 방향 전향 가속도는
2Ωsin⁡ϕ⋅v−2Ωcos⁡ϕ⋅w2\Omega\sin\phi \cdot v - 2\Omega\cos\phi \cdot w가 된다.

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