복사평형과 온실효과 나가서 지구 온난화에 대해서 설명하기 위해 만들었다.
<2024.04.14추가>
대기30%반사 체크 버튼 추가
학생들이 대기가 있어도 태양복사E 가 100% 지구로 들어온다는 오개념을 가질 수 있을 것 같아서 대기 30%반사 기능을 추가했다. 대기가 진해지면 반사율이 더 많아 질 것 같은데, 이론적 해석이 없어서, 그냥 대기만 있으면 30% 반사한다고 가정하고 설명하도록 했다.
가상실험은 아래 링크에서 실행하면 된다.
https://sciencej.cafe24.com/html5/greenhouseeffect/greenhouseeffect.html
<수업시간 활용 방법>
1. 우주에서 지구로 들어오는 태양복사 에너지와 지구에서 우주로 나가는 지구복사에너지는 항상 같다.
- 대기가 있든 없든, 대기의 양이 많든 적든 상관 없이 우주와 지구 관계에서 보면 지구로 들어오는 에너지와 나가는 에너지는 항상 같다. 즉 복사평형이 이루어 진다.
2. 대기가 없다면 아주 간단하다. (대기(온실기체) 체크표시 끄고 관찰)
- 지구로 들어온 에너지 만큼 바로 우주로 나가면서 복사평형이 이루어 진다.
3. 대기가 있으면 지표면에서 방출되는 복사에너지의 일부가 대기에 흡수되었다가, 일부는 다시 지표면으로 들어 온다.
- 지표면이 받는 에너지의 양이 대기로 인해 증가한다.
- 물론 지표면은 받은 에너지 만큼을 다시 대기중으로 방출한다.
- 따라서 지표면만 놓고 보면 흡수하는 에너지와 방출하는 에너지가 같아서 마찬가지로 복사평형을 이룬다.
하지만 지표면 온도는 대기가 없을 때 보다 올라간다.
4. 대기 양조절 - 슬라이드바로 대기의 양을 조절하면
- 대기 특히 온실기체가 많아질수록 지표면이 흡수하는 에너지의 양이 많아지기 때문에 지구 온도가 올라간다.
(사실 지표면 뿐만 아니라 대기가 흡수하는 양도 중요한데, 너무 많은 걸 넣으면 오히려 복잡해 져서 이해하기 어렵기 때문에 지표면 기준으로 만들어 보았습니다.)
5. 대기 존재 여부, 대기(온실기체)양을 조절해 보면서 복사평형에 대한 개념을 잡도록 지도한다.
특히 대기가리기를 체크해서 대기가 안보이게 하고, 대기에서 어떤 일이 벌어지는지 모르지만, 중요한건 태양복사에너지와 지구복사에너지가 같아 복사평형이 이루어진다는 것을 설명 해 주면 좋다.
6.추가 : 대기 30%반사에 체크해서 실제 태양복사E가 지구로 다 들어오는 것이 아니라는 것을 보여 줄 수 있다.
중요한 것은 결국 지구로 들어온 태양복사E만큼 지구에서 우주로 방출된다는 것만 확실히 알려 주면 된다.
p.s. 열수지를 다루고 싶었지만 너무 복잡해 진다.
가상실험은 학생들이 쉽게 이해하게 하는게 목표이기 때문에 결국 복잡한 열수지는 넣지 않았다. 대신 간단한 방법으로 복사평형에 대해 이해하고, 온실기체로 인해 지구온난화가 생기는 이유를 이해하는데 중점을 두었다.
출처 : 비상교과서
참고자료
복사평형 가상실험 - (열평형,지구온난화 포함)
복사평형 가상실험 프로그램입니다. 온실효과가 포함된 복사평형 가상실험2 를 추가로 올려 놓습니다. 이걸 사용하면 지구온난화에 대해서도 설명이 가능합니다. 설치 없이 웹상에서 바로 실행
sciencelove.com
