이 계산기는 무엇을 하나요?
지구 어디서나 활용할 수 있는 지구과학·물리 계산 도구입니다. 현재 위치의 기온, 대기압, 고도와 함께 목적지의 고도를 입력하면, 표준 대기 모델을 이용해 그 목적지에서 예상되는 기온과 대기압을 계산해 줍니다. 지구상 어떤 지역에서도 사용할 수 있으며, 출발 지점보다 높은 곳이든 낮은 곳이든 모두 계산할 수 있습니다.
사용 방법
먼저 현재 기온을 입력하고(°C 또는 K 선택), 현재 대기압(hPa, Pa, kPa, atm, mmHg)과 현재 고도(m, km, ft)를 넣습니다. 그런 다음 원하는 단위로 목적지 고도를 입력하세요. 계산기는 내부적으로 모든 값을 SI 단위로 변환한 뒤 기온 감률 공식과 기압 공식을 적용해, 목적지 기온을 °C(및 K)로, 목적지 기압을 선택한 압력 단위(및 Pa)로 보여 줍니다.
공식 설명
대류권에서는 기온이 표준 환경 기온 감률에 따라 떨어집니다. 그 값은 \(L = 0.0065\ \text{K/m}\)(즉 1000 m당 6.5 °C)입니다. 고도 변화량을 \(\Delta h\)(목적지 고도 빼기 현재 고도)라고 하면, 목적지 기온은 다음과 같이 구합니다:
$$T_1 = T_0 - L\,\Delta h$$
여기서 \(T_0\)는 켈빈(K) 단위로 표현한 현재 기온입니다.
기압은 현재 고도를 기준으로 한 기압 공식을 따릅니다:
$$P_1 = P_0 \left(\frac{T_1}{T_0}\right)^{gM/(RL)}$$
\(g = 9.80665\ \text{m/s}^2\), \(M = 0.0289644\ \text{kg/mol}\), \(R = 8.31447\ \text{J/(mol}\cdot\text{K)}\), \(L = 0.0065\)를 대입하면 지수는 약 \(5.25579\)가 됩니다. 기압 비율을 계산하려면 절대온도(켈빈)가 필요하므로, 계산 전에 \(T_0\)를 켈빈으로 변환합니다.
계산 예시
현재: 15 °C, 1013.25 hPa, 0 m. 목적지: 1000 m. 그러면 \(T_0 = 288.15\ \text{K}\), \(P_0 = 101325\ \text{Pa}\), \(\Delta h = 1000\ \text{m}\)입니다. 기온: $$T_1 = 288.15 - 6.5 = 281.65\ \text{K} = \mathbf{8.5\ \degree C}$$ 기압 비율 \(281.65/288.15 = 0.977442\)이고, 이를 5.25579 제곱하면 \(0.886993\)이 되므로 $$P_1 = 101325 \times 0.886993 \approx 89875\ \text{Pa} = \mathbf{898.75\ hPa}$$ 이 값들은 고도 1 km에서의 표준 대기 값과 일치합니다.
자주 묻는 질문
목적지가 더 낮은 곳이어도 계산되나요? 네. \(\Delta h\)가 음수가 되면 공식대로 기온은 올라가고 기압은 높아집니다.
얼마나 정확한가요? 이 계산기는 대류권(약 11 km 이하)에서 유효한 표준 대기 기반 추정값을 제공합니다. 습도, 실제 기상 상황, 지역별 기온 감률 변화는 고려하지 않으므로 일기예보가 아닌 물리적 추정치로 받아들이시기 바랍니다.
왜 켈빈으로 변환하나요? 기온 감률 항은 온도 '차이'를 다루므로 °C로 계산하든 K로 계산하든 결과가 같습니다. 하지만 기압 비율 \(T_1/T_0\)는 절대온도(켈빈)를 사용할 때에만 물리적으로 의미가 있습니다.
