육지와 바다 중 어느 곳이 빨리 뜨거워질까?

여름철에 해수욕장에 가보면, 발을 딛기가 어려울 정도로 뜨거운 모래에 비해 물은 상대적으로 차가운 것을 느낄 수 있을 것이다.  그러면 육지가 바다보다 태양에 의해 더 빨리 가열된다는 것인데, 이러한 차이는 무엇 때문일까?  가장 궁극적인 원인은 육지와 바다 사이의 비열 차 때문이다.  육지의 비열이 바다, 즉 물의 비열보다 작고 지표면에 노출된 부분도 적기 때문에 육지의 열용량이 바다의 열용량에 비해 작다.  여기서 열용량이란 비열 x 질량으로 나타내는 값으로써, 질량이 같다면 비열이 클수록 열용량이 커지고, 비열이 같을 때는 질량이 커질수록 열용량이 커지게 된다.  열용량이 크면 같은 온도에 도달하는 데 더 많은 시간이 소요된다.  이는 물을 끓일 때의 예로 쉽게 알 수 있다.  물은 비열이 1 cal/gºC이다.  이러한 물의 질량을 달리하여 질량이 100g인 물과 200g인 물을 가열하면, 100g의 물이 더 빨리 끓고 200g인 것은 나중에 끓게 된다.  그러므로 바다에 비해 열용량이 작은 육지가 바다보다 빨리 뜨거워지고 빨리 식게 되는 것이다.  이러한 현상은 해륙풍과 계절풍 같은 대기 순환의 원인이 된다.  해륙풍은 해안가에서 밤과 낮에 따라 바람의 방향이 바뀌는 것이다.  낮에는 육지가 빨리 가열되므로 저기압이 되고 상대적으로 온도가 낮은 바다는 고기압이 된다.  따라서 낮에는 바다에서 육지로 바람이 불게 되는데 이를 해풍이라 한다.  반대로 밤에는 육지가 바다보다 빨리 냉각되어 고기압이 되고, 육지보다 상대적으로 온도가 높은 바다는 저기압이 되어 바람은 육지에서 바다로 불게 된다.  이를 육풍이라고 하며, 해풍과 육풍을 합하여 해륙풍이라고 부르는 것이다.  계절풍은 계절에 따라 바람의 방향이 바뀌는 것으로 여름에는 바다에서 육지로 겨울에는 육지에서 바다로 바람이 불어가게 된다.  기온에 영향을 주는 것에는 어떤 것들이 있을까?  기온에 영향을 주는 요인에는 해륙분포, 해류, 해발고도, 지리적 위치 및 구름의 양 (알베도의 변화), 위도 등이 있다.  해륙 분포에 따른 기온의 차이는 바다에서의 온도변화가 육지보다 훨씬 작다.  해륙 분포에 따른 온도 변화의 가장 큰 이유는 첫째, 지표의 경우 태양에너지를 주로 흡수하고 반사하는 양은 극소량에 불과하지만, 해양에서는 태양에너지의 흡수도 일어나지만 그 에너지의 일부가 수심 수 미터까지 통과하기 때문이다.  따라서 거의 대부분이 흡수되는 육지에 비해 바다의 온도변화가 작게 나타난다.  둘째, 비열의 차이 즉, 열용량의 차이 때문이다.  셋째, 물이 증발되는 과정에서 사용되는 증발열 때문이다.  물이 증발할 때는 주위의 열을 빼앗게 되는데 이는 육지의 냉각에 필요한 에너지보다 훨씬 크다.  캐나다의 밴쿠버와 윈니퍼 그의 온도를 비교한 것이다.  육지가 많은 북반구와 바다가 많은 남반구의 평균 연교차를 비교한 것으로 북반구가 훨씬 크다는 것을 알 수 있다.  해류의 영향으로 인해 난류가 영향을 미치는 곳은 그렇지 않은 곳에 비해 상대적으로 따뜻하게 된다.  북위 50 º 근처에 위치하는 영국은 위도가 비슷한 다른 지역에 비해 기온이 높다.  이는 멕시코 만류가 영국까지 북상하기 때문이다.  우리나라와는 달리 겨울에 비가 많이 오는데, 이는 바닷물과 지상 기온 사이에 차이가 커져 증발이 많이 되는 때가 겨울철이기 때문이다.  해발고도에 따른 기온의 차이는 위도가 비슷한 인천과 대관령을 비교한 것으로 두 지점의 6월의 기온의 차이를 보면, 해발고도가 높은 지점인 대관령이 해발고도가 낮은 인천보다 기온이 낮음을 알 수 있다.  대륙의 동해안과 서해안의 기온 변화를 통해 지리적 위치에 따른 기온 변화를 알 수 있다.  일반적으로 대륙의 동해안에 위치한 지역은 연교차가 크고, 여름에 비가 많이 내리는 반면, 서해안에 위치한 지역은 연교차가 작고, 겨울에 비가 많이 내리게 된다.  구름의 양에  따른 알베도의 변화도 기온의 변화에 영향을 준다.  구름이 거의 없는 맑은 날은 일교차가 큰 데 비해 구름의 양이 많은 흐린 날에는 일교차가 작음을 알 수 있다.  또한, 구름이 많은 지역과 맑은 지역의 일 년 동안의 기온의 변화를 비교해 보아도 비슷한 경향을 나타내므로, 구름이 많은 지역은 연교차가 작고, 맑은 지역은 연교차가 크다는 것을 알 수 있다.  이는 구름의 양이 많으면 알베도가 커져 지표로 입사되는 태양에너지가 감소하므로 지표면의 온도가 높게 올라가지 못하기 때문이다.  마지막으로 위도에 따른 기온의 변화를 알아보자.  위도가 달라지면, 태양의 남중고도가 달라지고, 그 결과 입사되는 태양에너지가 감소 또는 증가하게 된다.  태양의 남중고도가 높은 저위도 지방은 남중고도가 낮은 고위도에 비해 입사되는 태양에너지가 많기 때문에 비교적 온난한 기후를 갖게 된다.  반면 고위도 지방은 한랭한 기후를 나타나게 된다.  하루 중 오후 2시경에 기온이 가장 높아지는 이유는 무엇일까?  우리가 흔히 이야기하는 기온은 지표면에서 방출하는 온도를 의미한다.  즉, 태양에너지를 지표면이 흡수하여 이를 방출할 때, 공기를 가열하게 되는데 이것이 기온을 상승시키기도 하고, 냉각시키기도 한다.  맑은 날 태양복사에너지와 지구복사에너지(지표면 복사)를 비교해 보면 이처럼 나타난다.  태양복사에너지가 가장 많은 시간은 태양의 고도가 가장 높은 낮 12시(정오)이다.  그러나 지구 복사에너지가 가장 많은 시간은 오후 2시경이다.  기온의 변화는 지구복사에너지의 분포와 같게 나타난다.  태양에서 오는 에너지의 양이 가장 많은 시간이 아니라 지표면에서 방출하는 에너지의 양이 가장 많은 시간에 기온이 가장 높게 나타나는 것이다.  자료출처:쉽게 배우는 기상학[교육과학사]