[대기] 굴뚝 연기

Q. 굴뚝에서 배출되어지는 연기의 모양과 대기상태를 설명한 것 중 환상형에 관하여 맞는 것은?

① 상층이 불안정하고 하층이 안정할 경우에 나타나며, 연기가 서서히 확산된다.

② 전체 대기층이 중립일 경우에 나타나며, 연기모양의 요동이 적은 형태이다.

③ 전체 대기층이 강한 안정 시에 나타나며, 지상에는 오염물질의 영향이 매우 크다.

④ 전체 대기층이 불안정할 경우에 나타나며, 연기의 모양이 상하로 요동이 심하며, 순간적으로 지상에 고농도가 될 수 있다.

 

답: 4번 

 

Q. 굴뚝연기의 모양 중 원추형에 관한 설명으로 알맞는 것은?

① 대기안정도가 불안정한 조건에서 발생된다.

② 복사역전층 내에 배출원이 존재할 때 발생한다.

③ 굴뚝 배출원에 의한 지표오염도가 가장 높은 plume 형태이다.

④ 구름이 많이 낀 날에 주로 관찰된다.

 

답: 4번 

 

Q. 맑은 여름날 해가 뜬 후부터 오후 최고기온이 나타나는 시간까지의 연기의 분산형을 가장 바르게 순서대로 나타낸 것은?:

부채형 → 훈증형 → 원추형 → 환상형

 

Q. 다음의 대기 상태와 연기의 형태에 관한 설명 중 옳지 않은 것을 고르시오.

① 환상형은 대기가 불안정 상태

② 원추형은 대기가 중립 안정 상태

③ 구속형은 지표 역전층 형성

④ 지붕형은 하층에 역전층 형성

⑤ 훈증형은 굴뚝 높이 이상에서 역전층 형성

 

답: 3번 

구속형은 상층, 하층 동시에 역전층이 형성 

 

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● 연기의 형태(plum)

 

① 환상형, 파상형, 밧줄형 Looping

 

 

- 전체 대기층이 불안정할 경우에 나타남

- 연기의 모양이 상하로 요동이 심하며, 순간적으로 지상에 고농도가 될 수 있다.

- 대기가 불안정하여 난류가 심할 때 발생하며 굴뚝부근의 지표면에서 국지적이고 일시적인 고농도현상이 발생하기도 하는 굴뚝에서 부터 배출되는 연기형태

- 실제기온감률이 단열감률보다 클 때 볼 수 있고 날씨가 맑고 따뜻할 때 나타나며 연기는 상하로 수직운동을 하기 때문에 대기오염물질이 빨리 희석되어 지표면까지 이동하는 굴뚝연기형태

- 상하층 공기의 혼합이 왕성하여 오염물질을 잘 확산시킨다

- 지표면이 가열되고 바람이 약하고 맑은 한 낮에 잘 일어나고 풍속이 매우 강해 혼합이 크게 일어날 때 발생되기도 한다

 

② 원추형, 추형, Coning : 중립조건일 때 발생, Ri=0

 

 

- 바람이 다소 강하거나 구름이 많이 낀 경우 대기상태는 중립을 유지하게 되는데 이 때 굴뚝에서 배출되는 연기의 형태

- 밤낮 구분없이 생긴다

- 연기가 수직이동보다 수평이동이 크기 때문에 오염물질이 멀리까지 퍼져 나가고 지표면 가까이에 영향이 적다

- 오염의 단면분포가 전형적인 가우시안 분포를 나타낸다

 

③ 부채형, fanning :　강안정(기온역전)

 

 

- 기온역전층: 대기 중 오염물질의 확산과 이동이 억제됨

- 고기압 구역에서 하늘이 맑고 바람이 약한 매우 안정한 상태(복사역전)일 때 아침과 새벽(일출전)에 잘 발생한다

- 상하의 확산 폭이 적어 연기의 수직방향 분산이 억제된다

- 굴뚝 부근 지표에 미치는 오염도는 적을 수 있으나 굴뚝이 낮으면 오염을 일으킬 수 있따

- 풍향이 자주 바뀌면 뱀이 기어가는 모양을 보이기도 한다

- 역전 상태에서 흐르는 연기의 형태로서, 연기는 수평으로는 일부 혼합되나 수직으로는 거의 혼합이 없다. 공기는 안정되어 있고 수직으로의 환류는 억압받고 있기 때문이다.

 

④ 지붕형, lofting, 처마형, 상승형

 

 

- 굴뚝의 높이보다는 더 낮게 지표 가까이에 역전층이 이루어져 있다

- 상층은이 불안정상태, 하층은 안정할때 발생 

- 연기모양은 일반적으로 나타나는 과도기적 현상이다 

- 주로 고기압 지역에서 하늘이 맑고 바람이 약한 경우에 초저녁으로부터 아침에 걸쳐 발생하기 쉽다.

 

⑤ 훈증형, fumigation

 

 

- 야간에 형성된 복사역전층은 일출 후 지표면이 가열되면 지표면에서부터 역전이 해소되어 하층은 대류가 활발하여 불안정해지고 상층은 안정한 상태로 남아있는 경우이다

- 지표부근은 일시적으로 고농도가 발생할 수 있으나 30분 이상 지속되지 않는다

- 하늘이 맑고 바람이 약한 날 아침에 약 30분 정도 발생한다 

- 대기오염을 가장 크게 일으키는 연기의 모양

 

⑥ 구속형, trapping

 

- 고기압지역에서 상층은 침강역전, 하층은 복사역전이 동시에 발생하는 경우

- 연기의 상하부분 모두 역전인 경우에 발생하는 굴뚝연기의 분산형태