2023 기상직 7급 기상역학 문제 정답 (2차) - 2023.9.23.

 

기상역학정답(2024-06-12 / 628.4KB / 60회)

 

 2023년도 기상직 7급 공채 제2차 시험 가형 1 쪽 기상역학 문 1. 로스비수(Rossby number,  )에 대한 설명으로 옳은 것만을 모두 고르면? ㄱ. 가 0.1일 때 지균 근사를 만족한다. ㄴ. 수평속도규모와 길이규모가 일정할 때, 는 고위도로 갈수록 작아진다. ㄷ. 는 코리올리 힘에 대한 관성력의 크기비와 같다. ① ㄱ, ㄴ ② ㄴ, ㄷ ③ ㄱ, ㄷ ④ ㄱ, ㄴ, ㄷ 문 2. 다음은 안정 성층 대기에서 건조한 공기 덩이의 단열 연직 운동을 지배하는 방정식이다. 연직 변위가 주어진 공기 덩이의 연직 운동에 대한 설명 중 옳은 것만을 모두 고르면? (단, 는 공기 덩이의 연직 변위, 와 는 각각 공기 덩이의 밀도와 기압, 는 중력가속도이다.)              ㄱ. 공기 덩이의 밀도가 주변 공기보다 작으면 공기 덩이는 상승한다. ㄴ. 높이에 따른 온위의 증가율이 커질수록 공기 덩이의 상하 진동은 빨라진다. ㄷ. 공기 덩이와 주변 공기의 온도차가 클수록 공기 덩이의 상하 진동은 빨라진다. ① ㄱ, ㄴ ② ㄴ, ㄷ ③ ㄱ, ㄷ ④ ㄱ, ㄴ, ㄷ 문 3. 북반구에서의 비기압적(antibaric)인 경도류를 나타낸 것은? ① ② ③ ④ 문 4. 북반구 위도 45도에서 로켓이 4000 m s -1의 일정한 속력으로 동쪽을 향해 1000 km만큼 날아갔을 때, 전향력에 의해 편향된 수평거리와 방향으로 가장 옳은 것은? (단, 지구자전각속도 Ω = ×  s -1이고, 코리올리 매개변수의 변화와 곡률효과 및 연직운동은 무시한다.) ① 9 km, 남쪽 ② 9 km, 북쪽 ③ 18 km, 남쪽 ④ 18 km, 북쪽 문 5. 다음은 건조공기에 대한 측고(thickness) 공식이다. 이에 대한 설명으로 옳지 않은 것은? ≡       ln ① 정적대기와 이상기체를 가정하여 만든 식이다. ② 측고가 크다는 것은 두 기층 간의 평균 기온이 높다는 것이다. ③ 지오포텐셜 고도가 증가함에 따라 기압은 지수적으로 감소한다. ④ 등온대기를 가정하면 측고는 규모고도(scale height)에 반비례한다. 문 6. 온도풍에 대한 설명으로 옳은 것은? ① 온도풍은 수평 온도경도에 반비례한다. ② 수평 온도경도가 일정한 경우 온도풍은 고위도로 갈수록 강해진다. ③ 온도풍은 주어진 층에서 상부와 하부 지오포텐셜 차이의 수평 경도에 비례한다. ④ 남반구에서 온도풍은 찬 공기를 왼쪽에 두고 분다. 문 7. 다음은 겨울철 북미지역 300 hPa 상층제트 부근에서의 등풍속선 (단위: KT) 분포를 나타낸 그림이다. 이에 대한 설명으로 옳은 것만을 모두 고르면? ㄱ. 비지균풍은 굵은 검은색 화살표 방향으로, 지균풍은 굵은 회색 화살표 방향으로 분다. ㄴ. A 지역에는 상층 수렴, B 지역에는 상층 발산이 존재한다. ㄷ. 제트 입구 지역에는 간접순환, 제트 출구 지역에는 직접 순환이 형성된다. ① ㄴ ② ㄷ ③ ㄱ, ㄴ ④ ㄴ, ㄷ 2023년도 기상직 7급 공채 제2차 시험 가형 2 쪽 문 8. 북반구 중위도에서의 자유 순압 로스비파에 대한 설명으로 옳은 것은? ① 로스비파가 평균류에 대해 동쪽으로 전파되는 원인은 베타 효과 때문이다. ② 로스비파의 파장이 클수록 평균류에 대해 서쪽으로 이동 하려는 경향이 커진다. ③ 기압골(trough) 서쪽에서는 북풍을 따라 코리올리 매개변수가 커진다. ④ 기압마루(ridge) 서쪽에서는 남풍을 따라 상대 소용돌이도가 증가한다. 문 9. 다음은 구면 좌표계에서의 동서방향 운동방정식이다. 각 항을 규모분석 했을 때, (가)～(다)의 크기가 큰 순서대로 바르게 나열된 것은? (단, 중위도 종관규모 대기운동에서 전형적인 수평속도규모는 10 ms -1, 연직속도규모는 1 cms -1, 길이규모는 106 m, 수평기압변화규모는 103 m 2 s -2이고, , , , 는 각각 지구자전각속도, 위도, 지구반지름, 동서방향 점성력이다.)     sin   cos      tan        (가) 10-3 (나) 10-8 10-5 (다) 10-12 ① (가)-(나)-(다) ② (나)-(가)-(다) ③ (다)-(가)-(나) ④ (다)-(나)-(가) 문 10. 북반구에서 연직상방으로 전파되는 관성중력파의 속도, 기압, 온도 섭동 사이 관계를  단면으로 올바르게 표현한 것은? (단, 연직파수   , 진동수   이고, 가는 화살표는 동서-연직 섭동 바람, 굵은 화살표는 위상속도, ⊗는 북향 섭동 바람, ⊙는 남향 섭동 바람을 각각 의미한다.) ① ② ③ ④ 문 11. 다음과 같은 기압()과 밀도()의 조건에서 (가)～(다)에 들어갈 말을 바르게 연결한 것은? (단, 바람은 지균풍이라고 가정한다.) A 지점에서는 소용돌이도 방정식의 솔레노이드 항에 의해 (가) 의 소용돌이도가 발생한다. 이로 인해 등밀도선이 회전하게 되고, 결국 대기의 (나) 이 (다) 된다. (가) (나) (다) ① 양 순압성 강화 ② 음 순압성 약화 ③ 음 경압성 강화 ④ 양 경압성 약화 문 12. 다음은 중위도 경압불안정과 관련된 준지균 이층 모형에 의한 경압파의 섭동 구조를 나타낸 것이다. A 지역에 대한 설명으로 옳지 않은 것은? (단, 북반구를 가정한다.) ① 하강기류가 발생한다. ② Q 벡터의 발산이 나타난다. ③ 500 hPa에서 섭동 연직 바람장과 섭동 지위장의 위상차는 4분의 1 파장만큼이다. ④ 섭동 남북 바람 ′과 평균기온의 남북방향경도   에 대해 ′  는 음수이다. 2023년도 기상직 7급 공채 제2차 시험 가형 3 쪽 문 13. 다음은 오일러(Euler) 평균 관점에서 묘사된 로렌츠(Lorenz) 에너지 순환의 모식도이다. (ㄱ)～(ㄹ) 과정에 대한 설명으로 옳은 것은? (단, 는 가용위치에너지(APE), 는 운동에너지 (KE), 은 비단열적 에너지 생성, ε은 운동에너지 소산을 의미하며 각 기호의 상단바는 동서방향으로의 평균, 프라임′은 동서방향 에디, ∙ 는 에서 로의 에너지의 변환을 의미한다.) ① ㈀ : 저위도에서 생성된 각운동량이 중위도 지역으로 수송된다. ② ㈁ : 에디 내에서의 남북 운동을 통하여 에디 APE가 에디 KE로 전환된다. ③ ㈂ : 중위도 날씨 시스템에서 발생한 에디가 평균류를 강화시킨다. ④ ㈃ : 적도 지역에서의 평균 해들리 순환을 유지하는 역할을 한다. 문 14. 다음은 준지균 운동량 방정식이다. 이에 대한 설명으로 옳은 것만을 모두 고르면?     ×  ×   ㄱ. 원시방정식계의 운동량 방정식에 중위도 베타평면 근사를 적용하여 유도되었다. ㄴ. 원시방정식계의 수평방향 운동량 방정식에서 정역학 균형을 제거한 결과로 해석할 수 있다. ㄷ. 우변 첫 번째 항은 비지균풍에 의한 코리올리 효과를 의미한다. ㄹ. 로스비수( )에 대해,   ∼ 이다. ① ㄱ, ㄴ, ㄷ ② ㄱ, ㄴ, ㄹ ③ ㄱ, ㄷ, ㄹ ④ ㄴ, ㄷ, ㄹ 문 15. 대기경계층에서의 마찰수렴에 의하여 유도된 2차 순환에 대한 설명으로 옳지 않은 것은? ① 2차 순환의 깊이는 경압대기보다 순압대기에서 얕다. ② 2차 순환을 통해 경계층 내의 영향이 자유 대기로 전달되는 과정을 에크만 펌핑이라고 한다. ③ 회전류를 가진 회전 유체에서만 발생한다. ④ 안정적으로 성층화된 경압대기에서 2차 순환은 정적 안정도에 비례해서 높이에 따라 감소한다. 문 16. 다음은 열대 계절안진동인 매든-줄리안 진동(MJO)의 공간적인 전파 특성을 보여주는 경도-고도 단면도를 위에서부터 시간 순서대로 나열한 것이다. 이에 대한 설명으로 옳지 않은 것은? (단, 각 그림은 약 10일 간격이며, 화살표는 동서순환을, 음영은 해면기압의 편차가 0보다 작음을 의미한다.) ① 30∼60일 주기를 가지며 인도양에서부터 서태평양까지 약 15 m s -1의 속도로 동진한다. ② 대류가 강하게 발달한 지역에서는 해면기압의 음의 편차가 나타나며, 대류권계면 고도도 증가한다. ③ 대류가 발달한 지역의 동쪽 방향에는 대류권 하층의 동풍과 대류권 상층의 서풍이 존재하는데, 이는 적도 켈빈파와 관련이 있다. ④ 대류가 발달하는 지역을 중심으로 대류권 하층의 바람은 수렴하고, 대류권 상층의 바람은 발산한다. 문 17. 순압 대기에서 반경 200 km인 원형의 공기 덩이가 처음에는 운동이 없이 적도에 있다고 가정하자. 이 공기 덩이가 면적을 일정하게 유지하면서 등압면을 따라 북위 30도 지역으로 이동하였을 때, 원둘레에 대한 순환의 평균접선속도의 크기와 방향을 바르게 연결한 것은? (단, 지구자전각속도 Ω = 7×10-5 s -1 라고 가정한다.) ① 7 m s -1, 저기압성 순환 ② 7 m s -1, 고기압성 순환 ③ 14 m s -1, 저기압성 순환 ④ 14 m s -1, 고기압성 순환 2023년도 기상직 7급 공채 제2차 시험 가형 4 쪽 문 18. 북반구에서 순압 대기를 가정하였을 때, 공기 덩이의 절대 소용돌이도가 보존되는 수평 궤적만을 모두 고르면? (단, 는 동서방향, 는 남북방향을 의미한다.) ① 가, 나 ② 다, 라 ③ 가, 라 ④ 나, 다 문 19. 다음은 순수 관성진동(pure inertial oscillation)에 대한 운동 방정식이다. 이에 대한 설명으로 옳은 것만을 모두 고르면? (단,     는 각각 남북방향 바람, 남북변위, 동서방향 지균풍, 코리올리 매개변수를 의미한다.)         ㄱ.    인 경우, 북반구와 남반구 모두에서 파는 진동한다. ㄴ. 북반구에서    인 경우, 파는 진동한다. ㄷ. 남반구에서    인 경우, 파는 진동한다. ① ㄱ, ㄴ ② ㄱ, ㄷ ③ ㄴ, ㄷ ④ ㄱ, ㄴ, ㄷ 문 20. 파동별 분산 관계식이 옳은 것만을 모두 고르면? 파동 분산 관계식 ㄱ. 음파   ±  ㄴ. 내부중력파   ±      ㄷ. 로스비파        : 진동수 : 동서평균바람 : 건조공기 기체상수  : 평균기온 : 동서파수 : 남북파수 : 연직파수  : 부력진동수 : 비열비 : 위도에 따른 코리올리 매개변수의 변화 ① ㄱ ② ㄱ, ㄴ ③ ㄴ, ㄷ ④ ㄱ, ㄴ, ㄷ 문 21. 다음은 자유 적도파에 대한 분산 선도이다. 각각의 영역에 해당하는 파동의 이름으로 옳지 않은 것은? (단,  와  는 각각 무차원화된 동서파수와 주파수, n은 남북파수와 관련된 정수이다.) ① 동진 중력파(eastward gravity wave) ② 켈빈파(Kelvin wave) ③ 로스비파(Rossby wave) ④ 혼합 로스비-중력파(mixed Rossby-gravity wave) 문 22. 다음은 준지균 이론으로부터 정의되는 Q 벡터를 표현한 식이다. 300 hPa에서의 유선과 등온도선이 그림과 같이 주어졌을 때, (가)～(다)에 들어갈 말을 바르게 연결한 것은?  ≡          ·∇        ·∇ A 지점은 Q 벡터가 (가) 하는 지역이고, 이로 인해 (나) 운동이 유도되며, 남북방향의 온도경도는 (다) 된다. (가) (나) (다) ① 수렴 상승 약화 ② 발산 하강 약화 ③ 수렴 상승 강화 ④ 발산 하강 강화 2023년도 기상직 7급 공채 제2차 시험 가형 5 쪽 문 23. 변형된 오일러 평균(TEM) 방정식에서 정의된 위도-고도 평면에서의 EP속(Eliassen-Palm flux)에 대한 설명으로 옳은 것만을 모두 고르면? (단, 준지균 베타평면을 가정한다.) ㄱ. 연직방향 EP속은 에디에 의한 남북방향의 열수송이 있음을 의미한다. ㄴ. 남북방향 EP속은 에디에 의한 동서방향 운동량의 남북방향 수송이 있음을 의미한다. ㄷ. 위치소용돌이도속은 EP속 벡터의 발산에 비례한다. ① ㄱ, ㄴ ② ㄱ, ㄷ ③ ㄴ, ㄷ ④ ㄱ, ㄴ, ㄷ 문 24. 다음은 회전계에서 (가)와 같이 초기에는 높이 섭동(′)만을 가진 유체가 최종적으로 (나)와 같은 높이 섭동(′)과 남북 방향 속도 섭동(′)에 도달한 모습을 나타낸다. 이에 대한 설명 으로 옳은 것만을 모두 고르면? (가) (나) ㄱ. 천수파 계에서의 지균 조절 과정에 의해 지균 평형상태에 도달하였다. ㄴ. 정상상태 해의 수평규모는 로스비 변형 반경()이다. ㄷ. 지균 조절 과정 동안 단위길이당 방출된 위치에너지의 3분의 1만 운동에너지로 전환된다. ① ㄱ, ㄴ ② ㄱ, ㄷ ③ ㄴ, ㄷ ④ ㄱ, ㄴ, ㄷ 문 25. 준지균 이층 모형으로부터 동서방향으로 전파하는 경압파의 중립안정도 곡선은 다음과 같이 표현된다. 이에 대한 설명으로 옳은 것만을 모두 고르면?                (단,   ≡     이며, 는 수평파수, 는 온도풍, 코리올리 매개변수 ≡ , 는 등압좌표계에서의 정적 안정도, 는 이층 모형에서 층간 기압 간격이다.) ㄱ. 가 0이라면 순압파의 성질을 따른다. ㄴ. 다른 조건이 일정하다면, 베타효과가 커질수록 불안정파를 만들어 내기 위한  의 최솟값은 작아진다. ㄷ. 불안정파를 만드는 의 최솟값은   이  일 때 나타난다. ① ㄷ ② ㄱ, ㄴ ③ ㄱ, ㄷ ④ ㄱ, ㄴ, ㄷ