기압계에 대해서

기압계에 대해서

대기의 압력을 측정하는 측정기를 말합니다.

대기의 압력은 수평면의 단위 면적상의 대기의 무게에 의해 작용하는 "힘"으로 정의되며, 지상에서의 기압은 단위면적상의 수직으로 취한 공기 기둥 내의 공기의 무게와 동일합니다.

기압의 단위는 헥토파스칼(hPa)을 사용합니다.

해수면상에서의 기압은 대략 1000hPa전후로, 이것은 1cm2당 1kg의 무게가 실려있는 것에 해당합니다.

기압 단위로 파스칼이 아닌 헥토(백배) 파스칼을 사용하는 것은 1992년 11월까지 사용해 온 밀리바(mb)과 수치를 같게 하기 위해서입니다.

즉, 1mb=1hPa이며, mb로 나타낸 과거의 자료를 사용할 때도 단위만 바꿀 뿐 환산할 필요가 없습니다.

기압은 태풍의 중심 부근이나 토네이도 속 등 특별한 기상 상태의 경우를 제외하고 넓은 범위에서 그 값이 거의 일정하기 때문에 공간 대표성이 큰 요소입니다.

또한 바람과 날씨 분포와의 관계가 깊어 일기예보에서 가장 기본적인 기상 요소로 취급되고 있습니다.

이 때문에, 전국의 기상대·측후소·기상 관측소에서는, 기압계 및 그 외의 계측기를 조합한 지상 기상 관측 장치를 이용해, 기상 관측이 행해지고 있습니다.

기압계 이외의 계측기는 관측 노장이나 청사 옥상 등의 실외에 설치하는 반면, 기압계 및 신호 변환부는 관측실 내에 설치되어 있습니다.

이것은, 직사광선에 의한 온도 변화나 상하의 온도차가 적고, 진동이나 충격을 받을 우려가 없는 장소에서, 미소한 변화를 파악하기 때문입니다.

또한, 다른 장소의 기압과 비교하기 위해 설치 장소의 해수면상의 높이를 구하여 해수면 상의 기압으로 환산한 해면 교정기압으로 관측하는 것이 바람직하다고 되어 있습니다.

과거 '바로미터'가 선행 지표의 의미로 사용된 것은 저기압의 접근과 같은 날씨의 악화에 앞서 기압 변화가 일어나는 것에서 유래한 것으로 알려져 있습니다.

압력의 단위가 bar이고, 그 미터로 바로미터(barometer)가 되어, 기압계를 말하는 것이었습니다.

기압계는 기압을 측정하는 동시에 저기압의 접근을 알 수 있는 기계였습니다.

기압이 낮아지면 날씨가 나빠질 가능성이 높다.

즉, 기압계는 "날씨의 바로미터"였다는 것입니다.

또한 기압계의 원리를 응용하여 만들어진 것이 기압계이며, 단시간이나마 기상 예상을 할 수 있게 되었기 때문에 선박 등에 보급되었습니다.

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기상 관측 장치의 종류

기압을 측정하는계 측기로는 진공을 기준으로 절대압을 측정하는 것과 압력에 의해 탄성체가 변형되는 것을 이용하여 상대압을 측정하는 것 두 가지로 분류할 수 있습니다.

이 외에도 액체의 끓는 점과 기압의 관계를 사용한 것도 있습니다.

또한 기상 관측용은 아니지만, 기준기 교정용으로 매우 높은 정밀도로 절대압을 발생시킬 수 있는 공기식 중추형 압력계도 사용되고 있습니다.

절대압을 측정하는 가장 기본적인 수은기압계는 장기간의 안정성이 있고 정밀도가 높다는 뛰어난 이점을 가지고 있지만 설치와 판독을 신중하게 할 필요가 있다는 점, 기압을 구하는데 복잡한 보정이 필요한 점, 고가인 점 등으로 인해 현재는 다른 기압계의 교정용 기준기로 사용되는 경우가 많아지고 있습니다.

상대적인 측정 방법인 아네로이드형 기압계는 소형 경량으로 취급도 수은 기압계에 비해 쉽고, 비교적 진동에 강하기 때문에 다소 정확도는 떨어지지만 오랫동안 일반적인 기상 관측용으로 사용되고 있습니다.

최근에는 후술하는 전기식 기압계 등이 이를 대체하고 있는 중입니다.

최근 수은 기압계·아네로이드형 기압계와는 전혀 다른 원리를 응용한 다양한 기압계가 개발되고 있습니다.

이것들에는 얇은 금속제 원통 속을 진공으로 하거나 또는 수정을 이용하여 이것에 강제적으로 진동을 주면 그 진동수가 압력에 의해 변화하는 것을 이용한 기압계, 단결정 실리콘 등의 탄성체로 진공의 공간(다이어 램)을 만들어, 아네로이드형 기압계의 공기와 마찬가지로 이 공간의 용적이 기압에 의해 변화하는 것을 이용하여 기압을 구하는 기압계 등이 있습니다.

이 기압계에서는 기압이 전기적으로 진동수(주파수) 또는 정전용량 등의 변화에 따라 검출하는 방식을 취하고 있으며, 검출방법에 따라 진동식 기압계 또는 전기식 기압계라고 합니다.

모두 기압을 전기량의 변화로 검출하기 때문에 기압을 수치로 표시하거나 기록하는 처리를 쉽게 할 수 있습니다.또, 기기에의 진동이나 충격에도 비교적 강하고, 감부 부근의 온도를 따로 측정하는 것에 의해서 온도 보상도 용이하게 할 수 있다고 하는 이점을 가지고 있습니다.

이 밖에 소자의 제조방법에 따라 장기간에 걸쳐 경시변화가 적고, 변화가 있어도 보정가능이라는 뛰어난 점을 가지고 있기 때문에 절대적인 측정은 할 수 없지만 통상적인 기압관측용으로 향후 발전가능성이 크다고 할 수 있습니다.기상청에서는 1982년부터는 원통 진동식 기압계를, 1995년부터는 실리콘을 이용한 전기식 기압계를 채용하고 있습니다.

또한 기준기로서 포르탄형 수은 기압계를 사용하고 있는 것입니다.

전국의 기상대·측후소·기상 관측소에 설치된 지상 기상 관측 장치에서는, 전기식 기압계가 사용되고 있습니다.

최근에는 전기식 기압계 분야에서 다양한 용도에 따른 제품 개발이 진행되고 있습니다.

일반적인 아날로그 타입에 대해 디지털 출력이 가능한 디지털 대기압 센서는 직접 PC 등으로 접속이 가능하며 전송된 기록 데이터를 그대로 PC로 처리할 수 있습니다.

게다가 기록 데이터는 표계산 소프트를 이용해 통계 분석할 수도 있습니다.

항공, 기상 관측 기관을 비롯하여 측정 정밀도와 장기 안정성이 요구되는 공업 분야에서의 기압 측정, 레이저 간섭 측정, 엔진 테스트 벤치의 배기가스 분석, 기상 스테이션에서의 관측 등에 적용 가능합니다.

이 외 , 디지털 표시 기능이 장착되어 저소비 전력, 방적 구조 타입, 광범위 측정 타입 등 , 여러가지 이용 목적에 따른 제품 개발이 진행되고 있습니다.

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기상 관측에서의 데이터 활용

기압계 관측 데이터는, 원래 주의보·경보나 일기예보 발표등의 기상 분야에서 이용되어 왔습니다만, 장치의 전자화·경량화등의 진전에 수반해, 기후 변동 파악이나 산업 활동의 조사·연구등 , 이공학·의학·공업등의 분야에서도 이용이 진행되고 있습니다.

기상 정보를 수집하여 일기 예보를 실시하는 경우, 기압계는 반드시 필요한 도구입니다.

기상 예보 시의 저기압과 고기압 등의 관측에는 기압계는 빠뜨리지 않고, 기압 변화 상황을 응용한 날씨 예상이 되고 있습니다.

특히 여름철 우리나라에는 태풍이 도래합니다만, 이 경우에도 중심 기압에 근거한 태풍의 세력 예상이 기압계 측정에 의해 가능합니다.

전술한 바와 같이 공업 관련 회사에서도 최신 기술을 응용한 기압 측정 요구가 존재하고 있으며, 그 밖에도 항공사에서는 항공기의 운항 상황과 항로 결정을 목적으로 기상 관측이 이루어지고 있으며, 기압계를 비롯한 관측 장비는 필수입니다.

개인 이용에 눈을 돌리면 등산 애호자에게는 기압계를 가지고 있는 사람이 많이 존재합니다.

산악기상은 빠르게 변하기 때문에 항상 기상상황에 관심을 둔 등산행동을 하지 않으면 갑작스러운 날씨변화에 따른 대형사고로 이어질 수 있습니다.

또한 기압계는 고도계로서의 역할을 하기 때문에 현재 위치 파악에 이용되는 등 산악인과 등산을 평소 하고 있는 분은 기압을 측정하면서 정상을 향하게 됩니다.

특히 높은 산일수록 기압의 변화에 의해 고산병 등을 일으킬 수 있기 때문에 기압의 측정은 매우 중요한 요소가 됩니다.

기압과 신체의 관계에 대해서도 최근에는 관심을 가지고 있습니다.

기압 변화가 컨디션에 영향을 미치고 있다고 느끼는 분들이 적지 않게 존재합니다.

특히 7-8 월의 장마철에는 몸 상태가 좋지 않다고 호소하는 분이 늘어난다고 합니다.

발표된 통계분석 및 연구논문에 따르면 저기압이 인간의 건강에 미치는 영향이 긍정적이기 때문에 몸이 불편해지는 원인은 저기압일 것으로 보입니다.

현재는 기압계의 정밀도 등도 향상하고 있으며, 스마트폰 등에서도 기압계가 탑재되어 있는 기종도 나와 있어, 개인도 부담없이 측정할 수 있게 되어 있습니다.

스스로 기압을 측정하여 가급적 몸 상태가 나빠지지 않도록 대책을 세우고 있는 분도 있지 않을까요.

기압계를 사용함으로써 쉽게 대책을 세울 수 있기 때문에, 앞으로는 기압 측정 앱 등을 활용한 컨디션 관리 방법이 보급되어 가는 것이 아닐까요.

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