잔류층 (residual layer)

한 줄 정의: 해가 진 뒤 낮의 혼합층이 남긴, 성질이 그대로 보존된 중립층입니다.

쉽게 풀면

낮에 잘 섞였던 두꺼운 혼합층은 해가 지면 아래쪽부터 식어 얕은 안정층으로 바뀝니다. 그런데 그 위쪽은 지면과 닿지 않아 낮의 성질을 거의 그대로 간직한 채 남습니다. 이 남은 부분이 잔류층으로, 난류는 약해졌지만 온위와 오염물질 농도는 낮의 값과 비슷합니다.

왜 중요한가

낮에 배출된 오염물질이 밤새 잔류층에 갇혀 있다가 다음 날 아침 혼합층이 커지면서 한꺼번에 지표로 내려오는 현상을 설명합니다. 그래서 도시 대기질의 아침 농도 급등을 해석할 때 반드시 등장하는 개념입니다.

논문에서는 이렇게 쓰입니다

"야간 잔류층에 축적된 오존이 다음 날 아침 혼합층 성장과 함께 지표로 하향 혼합되어 농도 상승을 유발하였다."

밤 사이 저장과 아침 재유입이라는 경계층의 하루 순환을 설명하는 대기질 연구의 전형입니다.

조금 더 깊게 보면

잔류층은 온위 기울기가 거의 0에 가까운 중립 성층이며, 그 아래에는 야간 안정경계층이, 위에는 낮 혼합층의 상부에 있던 역전층이 뚜껑처럼 남습니다. 난류는 대체로 사라지지만, 시어가 강해지면 야간 하층제트 부근에서 간헐적인 난류가 다시 나타나기도 합니다. 아침에 지표 가열로 새 혼합층이 자라 잔류층 전체를 먹어 치우면 혼합층 고도가 급격히 뛰어오릅니다.

주의할 점

안정경계층은 지면 냉각의 영향을 직접 받는 아래쪽 얕은 층이고, 잔류층은 그 위에서 낮의 기억을 간직한 층이라 성격이 다릅니다. 또 잔류층은 밤 동안 새로 만들어지는 층이 아니라 낮 혼합층이 남긴 흔적이라는 점을 놓치기 쉽습니다.