무료 체험 지구 에너지 수지와 복사 평형
지구과학 · 고1-고2

지구 에너지 수지와 복사 평형

E_in = E_out

태양 상수·알베도·온실가스 농도를 조절하며 지구의 복사 평형 온도와 온실효과를 시뮬레이션합니다.

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학습 목표

  1. 지구 에너지 수지와 복사 평형의 원리를 이해한다
  2. 알베도와 온실효과가 지구 온도에 미치는 영향을 설명할 수 있다
  3. 슈테판-볼츠만 법칙을 적용하여 평형 온도를 계산한다
  4. 기후 시나리오(RCP)에 따른 온도 변화를 예측한다

실험 변인

독립변인태양 상수W/m² (1200–1500)
독립변인알베도 (0.05–0.8)
독립변인CO₂ 농도ppm (150–1200)
종속변인평형 온도K (200–350)

사전학습 자료

지구 에너지 수지

지구는 태양에서 에너지를 받고(E_in), 적외선으로 방출합니다(E_out).

E_in = S(1-α)/4

평형 상태: E_in = E_out → 온도 일정 유지

온실효과

온실가스(CO₂, CH₄ 등)가 적외선을 흡수·재방출하여 지구를 따뜻하게 합니다.

온실효과 없는 지구: 약 -18°C 현재 지구 평균: 약 15°C → 온실효과 ΔT ≈ 33°C

실험 절차

  1. 태양 상수를 조절하며 입사 에너지 변화를 관찰한다
  2. 알베도를 변화시키며 반사/흡수 에너지를 비교한다
  3. CO₂ 농도를 증가시키며 온실효과 ΔT를 관찰한다
  4. 시나리오 모드로 산업혁명 전~RCP 8.5를 비교한다

시뮬레이터 체험

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학습 확인 문제

Q1 복사 평형 상태란?

정답: 흡수 에너지 = 방출 에너지

복사 평형은 지구가 흡수하는 에너지와 방출하는 에너지가 같아 온도가 일정한 상태입니다.

Q2 온실효과 없이 지구의 평균 온도는?

정답: 약 -18°C

온실효과가 없으면 지구 평균 온도는 약 255K(-18°C)로, 생물이 살기 어렵습니다.

Q3 빙하가 녹으면 알베도는 어떻게 변하는가?

정답: 감소

빙하(알베도 높음)가 녹으면 어두운 바다/땅이 드러나 알베도↓ → 흡수↑ → 온도↑ 양성 피드백

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