[검량사 2023년 29번]

중심기압이 953 hPa 인 해상의 해수면은 표준해수면보다 약 몇 cm 상승하는가? (단, 해수의 밀도는 1,025 kg/m3이고, 중력가속도는 9.8 m/s2이다.)
검량에 관한 일반적 지식
  1. ①30 cm
  2. ②40 cm
  3. ③50 cm
  4. ④60 cm

선지를 골라 바로 채점해 보세요.

정답 ④ — 표준기압(1013.25 hPa1013.25\text{ hPa})과 중심기압(953 hPa953\text{ hPa})의 차이에 의한 압력차 ΔP\Delta P는 약 6,000 Pa6,000\text{ Pa}이며, 이를 정수압 공식 Δh=ΔPρg\Delta h = \frac{\Delta P}{\rho g}에 대입하면 약 0.60 m0.60\text{ m}(60 cm60\text{ cm}) 상승합니다.

선지별 오답 이유

  • ① 기압차 약 30 hPa30\text{ hPa}에 해당하는 해수면 변화량이므로 계산값과 일치하지 않습니다.
  • ② 기압차 약 40 hPa40\text{ hPa}에 해당하는 높이로, 중심기압과의 차이를 과소평가한 수치입니다.
  • ③ 기압차 약 50 hPa50\text{ hPa}에 대응하는 수치로, 주어진 조건의 계산 결과보다 작습니다.
  • ④ 표준기압(1013 hPa1013\text{ hPa})과 중심기압(953 hPa953\text{ hPa})의 차이인 60 hPa60\text{ hPa}(6,000 Pa6,000\text{ Pa})을 해수 밀도 및 중력가속도의 곱(10,045 N/m310,045\text{ N/m}^3)으로 나누면 약 0.597 m0.597\text{ m}, 즉 약 60 cm60\text{ cm}가 도출되어 옳습니다.

관련 개념

기압 저하에 따른 해수면 상승 효과는 역기압계 효과(inverse barometer effect)로 설명됩니다.
표준대기압과 저기압 중심 간의 압력 차에 의한 정수압 변화는 수식 ΔP=ρgΔh\Delta P = \rho g \Delta h를 만족합니다.
따라서 해수면 상승 높이는 기압차를 해수의 비중량으로 나눈 Δh=ΔPρg\Delta h = \frac{\Delta P}{\rho g}로 계산할 수 있으며, 통상 기압이 1 hPa1\text{ hPa} 낮아질 때 해수면은 약 1 cm1\text{ cm} 상승합니다.

출처: 한국산업인력공단, Q-Net 자료실 · 공공누리 제1유형 · AI 해설 · 자동 검증 통과

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