비습 (specific humidity)
한 줄 정의: 수증기를 포함한 습윤공기 1kg 속에 들어 있는 수증기의 질량입니다.
쉽게 풀면
비습은 공기 전체 1kg 가운데 수증기가 몇 g인지를 나타냅니다. 혼합비가 '건조공기 기준'이라면 비습은 '습윤공기 전체 기준'이라는 점만 다릅니다. 수증기의 실제 양을 재는 값이므로 기온이 변해도 응결이나 증발이 없으면 값이 유지됩니다.
왜 중요한가
위성 자료, 재분석 자료, 기후모델 출력에서 수증기를 표현하는 표준 변수가 대개 비습이어서, 수증기 수송량이나 잠열 플럭스를 계산할 때 바로 쓰입니다. 온난화에 따른 대기 수증기량 증가를 진단할 때도 연직 적분된 비습이 자주 인용됩니다.
논문에서는 이렇게 쓰입니다
"재분석 자료의 850hPa 비습 편차는 장마 기간 수증기 유입 경로와 잘 일치하였다."
특정 기압면의 비습 분포로 수증기가 어디에서 들어왔는지를 진단하는 전형적인 사용 방식입니다.
조금 더 깊게 보면
비습 q는 혼합비 r와 q=r/(1+r)의 관계이며, 대기 중 r가 0.02 이하이므로 두 값의 차이는 보통 2% 안쪽입니다. 수평 바람과 곱해 연직 적분하면 수증기 플럭스가 되고, 그 발산은 강수에서 증발을 뺀 양과 균형을 이룹니다. 클라우지우스-클라페이롱 관계에 따라 기온이 1K 오를 때 포화 비습은 약 7% 증가하므로, 온난화 실험에서 비습 증가율이 이 값과 얼마나 맞는지를 자주 확인합니다.
주의할 점
비습과 혼합비는 정의의 분모만 다를 뿐 뜻이 매우 비슷하므로, 수치를 비교할 때 어느 쪽인지 반드시 확인해야 합니다. 또 비습이 크다고 곧바로 습하게 느껴지는 것은 아니며, 체감 습도는 상대습도에 더 가깝습니다.