내부경계층 (internal boundary layer)
한 줄 정의: 지표 성질이 갑자기 바뀐 지점부터 새로 자라나는 경계층 내부의 층입니다.
쉽게 풀면
바다에서 육지로, 또는 논에서 도시로 바람이 넘어가면 지표의 거칠기와 온도가 갑자기 바뀝니다. 그러면 그 경계에서부터 새로운 지표의 영향을 받은 공기층이 아래쪽에서 점점 두껍게 자라나는데, 이것이 내부경계층입니다. 바람이 더 멀리 갈수록 이 층은 위로 두꺼워집니다.
왜 중요한가
관측탑이 내부경계층 안에 있는지 밖에 있는지에 따라 측정한 플럭스가 어느 지표를 대표하는지가 달라지므로, 관측 설계와 자료 해석에서 반드시 따져야 합니다. 해안이나 도시 가장자리의 확산 예측에서도 오염물질이 갇히는 높이를 결정하는 요소입니다.
논문에서는 이렇게 쓰입니다
"해안선에서 내륙으로 3km 지점의 관측탑은 해풍 유입 시 내부경계층 상단보다 낮은 고도에서 자료를 수집하였다."
관측 고도가 새 지표의 영향권 안에 있음을 확인하는, 플럭스 관측의 대표성 검토 문장입니다.
조금 더 깊게 보면
두께는 대체로 풍하 거리의 0.5제곱 안팎에 비례해 자라며, 지표 거칠기 변화가 클수록 빠르게 성장합니다. 기계적 거칠기 변화로 생기는 역학적 내부경계층과 지표 온도 변화로 생기는 열적 내부경계층을 구분하며, 차가운 바다에서 따뜻한 육지로 넘어가는 경우에는 대류성 내부경계층이 발달해 훈증형 확산을 일으킵니다. 관측 대표성을 판단할 때는 그보다 더 얕은 평형층 개념을 함께 사용합니다.
주의할 점
경계층 전체의 성장(혼합층 고도 상승)과 달리, 내부경계층은 수평 이동 거리에 따라 자라는 공간적 구조입니다. 또 혼입대처럼 위쪽 공기가 섞여 드는 층과는 형성 원인이 다릅니다.