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이슬점(露點, dew point)은 대기의 온도가 낮아져서 수증기가 응결하기 시작할 때의 온도를 말한다. 수증기의 압력이 포화 증기압과 같아지는 온도를 이른다. 노점(露點)이라고도 한다.
개요
이슬점은 일정한 압력하에서 온도를 내려서 공기가 포화되는 순간의 온도를 말한다. 노점이라고도 한다. 즉, 공기가 포화되어 수증기가 응결할 때의 온도를 말하거나, 불포화 상태의 공기가 냉각될 때 포화되어 응결이 시작되는 온도이다. 공기를 서서히 냉각시켜 어떤 온도에 다다르면 공기 중의 수증기가 응결하여 이슬이 생긴다. 이때의 온도를 이슬점이라고 한다. 이슬점은 수증기의 양에 의해 결정되므로 공기 속에 있는 수증기의 양을 나타내는 기준이 된다. 처음의 기온이 같더라도 상대습도가 다르면 이슬점은 달라진다. 이른 아침에 비가 오지 않았는데도 지면(地面)에 있는 돌 따위의 표면이 젖어 있는 것은 야간복사에 의해서 돌의 온도가 이슬점 이하로 떨어져서, 수증기가 돌의 표면에 응결하기 때문이다.
한편, 상공으로 갈수록 기압이 낮아지므로 공기의 부피가 커져 수증기압이 감소한다. 따라서 이슬점이 낮아지는데 그 비율이 100m당 약 0.2℃ 내려가며 공기의 온도와 이슬점의 온도가 같아지는 순간 공기 안의 수증기가 액화된다. 연소과정에서 생성된 연소생성물의 노점온도는 혼합가스 중 수증기 성분의 부분압력에 대한 포화온도를 말한다. 높이 올라갈수록 이슬점이 감소하는 이유는 기압이 변하기 때문인데, 기압이 떨어지면 공기의 부피가 커져 수증기압이 줄어들어 수증기가 쉽게 이슬로 변할 수 없게 된다. 이슬점은 건습구(乾濕球)온도계를 사용해서 구할 수 있으나, 직접 이슬점습도계에 의해서 측정하는 경우도 있다. 이슬점온도계는 대기의 이슬점온도를 재는 측기로서 금속의 표면을 서서히 냉각시켜 이슬이나 서리가 생길 때의 온도를 측정할 수 있도록 한 온도계이다.[1][2]
특징
온도와 상대습도에 따른 이슬점의 변화(출처: Wikimedia Commons)
이슬점은 불포화 상태의 공기가 냉각될 때, 포화 상태에 도달하여 수증기의 응결이 시작되는 온도다. 한자어로 노점(露點)이라고도 한다. 이슬점에서의 현재 수증기량은 포화 수증기량이다. 응결량은 현재 수증기량에서 냉각된 온도에서의 포화 수증기량을 빼면 된다. 여름철 더위에 따른 불쾌감을 가늠하는데 상대 습도보다 중요한 수치인데, 이는 사람의 체온이 일정한 만큼 땀이 증발하는 정도는 기온에 따라 달라지는 상대 습도가 아닌 대기 중의 수증기량에 관계되기 때문이다. 또한 수증기가 응축되면서 발생하는 열 때문에 이슬점 이하로는 기온이 내려가기 힘든 만큼, 이슬점이 높을수록 밤에도 기온이 떨어지지 않아 열대야를 유발하게 되는데 이렇게 되면 실내의 열이 밤에도 식지 않아 더위로 인한 불쾌감이 더 심해지며, 냉방의 필요성이 더 높아지게 된다.
보통 이슬점이 섭씨 20도를 넘으면 더위로 인한 불쾌감을 느끼게 되는데, 섭씨 10도 전후에서 비가 내리면 싸늘함을 느끼지만, 섭씨 20도 이상에서는 비가 와도 후덥지근하고 끈적끈적함을 느낀다. 봄, 가을에는 비가 오는 날 옷을 평소보다 따뜻하게 입고 다녀야 하지만 여름에는 그렇지 않은 이유가 이 때문이다. 에어컨과 제습기 둘 다 히트펌프를 이용해 공기를 냉각해 공기 중에 있는 수증기를 응축시켜 빼내는 원리는 마찬가지이기 때문에 둘 다 가동하면 공기 중의 수증기량이 줄어드는 만큼 이슬점이 낮아져 사람이 느끼는 높은 습도로 인한 불쾌감을 없애주는 데는 도움이 된다.
그러나 에어컨은 공기를 냉각하면서 빼낸 열을 그대로 실외로 배출하기 때문에 이슬점은 낮추지만 기온도 같이 떨어지기 때문에 상대 습도는 낮추지 못해 빨래 건조나 곰팡이 방지 등에는 별 도움이 되지 못하며, 반대로 제습기는 공기를 냉각하면서 빼낸 열로 공기를 재가열해서 내보내기 때문에 기온이 상승, 이슬점과 함께 상대 습도도 떨어뜨려 빨래 건조 등에는 제습기를 사용하는 게 적합하다. 중동에서 이슬점이 35°C까지 올라간 기록이 있다.[3]
이슬점온도
이슬점온도(Dewpoint temperature)는 수증기가 포함된 공기를 냉각시키다가 포화상태가 되어 응결이 발생해 이슬이 맺히는 온도를 말한다. 혹은 현재의 수증기압이 포화수증기압이 되는 기온이라고도 할 수 있다. 이슬점 또는 노점온도라고도 하며, 이슬점 온도가 0℃ 이하일 때는 서릿점이라 부른다. 어떤 공기의 이슬점 온도는 애초 포함한 수증기량에 따라 하나의 값을 갖기 때문에 공기 중의 습도를 나타내는 변수로도 사용될 수 있다. 습윤한 공기일수록 이슬점온도가 높고 건조한 공기일수록 이슬점온도가 낮게 된다. 상대습도가 100%라면 현재 기온이 즉 이슬점온도와 같다.
관련 현상
이슬점온도는 공기 중에 있는 수증기의 응결 여부를 결정하기 때문에 안개의 형성과 매우 밀접하다. 가령, 밤 동안 복사냉각에 의해 지면이 많이 차가워진 경우 지면에 접한 공기가 이슬점 온도 이하로 냉각되면서 이슬이 맺힐 수 있다. 혹은 밑부분 공기층이 충분히 냉각되면 복사안개가 발생할 수 있다. 또는 차가운 지면으로 온습한 공기가 이류하게 되면 지면에 접한 공기가 냉각되어 안개를 발생하기도 한다.
겨울철에 흔히 볼 수 있는 결로현상도 이슬점 온도와 관련이 있다. 실내 온도에 비해 바깥 기온이 매우 낮을 때 실내 벽면의 온도가 실내 공기의 이슬점 온도보다 낮게 차가워질 수 있는데 그럴 경우 그 벽면에 접한 공기에서 응결이 발생하여 이슬이 맺히는 것이다.
이슬점온도의 측정
이슬점온도는 이슬점온도계로 직접 측정할 수 있는데, 이의 원리는 측정용 금속의 온도를 낮추면서 금속표면에 이슬이 맺히는지를 육안 또는 레이저를 이용해 판정하는 것이다. 간접적으로는 다른 장치를 이용해 습도와 기압을 측정한 다음 포화수증기압-기온 관계식을 이용해 계산할 수도 있다.[4]
이슬점감률
이슬점감률(dew point lapse rate)은 건조한 공기가 상승하면 단열팽창으로 부피가 증가하여 수증기압이 낮아지기 때문에 이슬점이 낮아지는 것을 말한다. 온도가 높아질수록 증발이 활발히 일어나 대기가 함유할 수 있는 수증기의 양은 많아지고 온도가 낮아지면 그 반대현상이 나타난다. 온도가 T(℃)인 불포화공기 A의 온도를 낮추면 포화에 이르게 되는데 이때의 온도(Td)를 이슬점이라 한다. 이슬점은 현재 수증기압(Pd)에 따라 달라지며, 현재 수증기압이 낮아지면 이슬점도 낮아지게 된다.
지표면 부근의 포화되지 않은 공기덩어리가 상승하면 기압의 감소로 인해 공기덩어리는 단열팽창하고 수증기량의 변화 없이도 수증기압은 감소하게 된다. 수증기압이 감소하면 이슬점도 감소하게 되는데 건조 공기의 경우는 100m 상승할 때마다 약 0.2(℃)씩 감소하게 되고 습윤 공기의 경우는 100m 상승할 때마다 약 0.5(℃)씩 감소한다. 이것을 이슬점 감률이라 한다. 습윤 공기는 단열팽창이 일어나는 과정에서 상대습도가 100%가 되므로 습윤 공기의 이슬점 감률은 습윤단열감률과 같다. 공기가 이슬점에 도달하면 상대습도는 100%가 되고 수증기에서 물방울로 응결이 시작된다.[5]
동영상
각주
참고자료
같이 보기
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