안녕하세요. 김두환 과학전문가입니다.
먼저 온도라는 개념을 이해하시면 좋습니다. 온도라는것은 정확한 개념은 입자, 분자들의 평균 운동에너지입니다. 기체, 액체, 고체는 분자들로 구성되어있습니다. 이 분자들이 얼마나 활발하게 움직이는지가 온도라고 생각하시면됩니다. 언뜻봐도 기체가 가장 활발하고 그다음 액체, 고체 순입니다. 우리가 물을 끓게되면 수증기(기체)가 되죠. 온도가 가장 높은 상태입니다. 그리고 물을 얼리면 얼음(고체)이 되죠. 온도가 가장 낮은 상태입니다.
본론으로 돌아와 뜨거운 공기는 차가운 공기보다 활발하게 움직이고 있습니다. 그 말은 활발하게 움직이게 되면 분자 사이 간격이 멀어지게 되는것이죠. 그리고 상대적으로 차가운 공기는 뜨거운 공기보다 덜 활발합니다. 분자 사이 간격이 좁습니다. 그러면 분자들이 서로 붙어있는 경우가 분자들이 멀리 떨어져 있는 경우보다 밀도가 크고 무거워집니다. 그래서 중력에 의해 뜨거운 공기는 상승하고 찬공기는 하강하죠.
우리 지면은 지열에의해 낮동안 뜨겁습니다. 하늘로 갈 수록 기온이 떨어지죠. 그러면 지면과 맞닿은 공기는 뜨겁게 달궈지고 하늘에 있는 공기는 차가워집니다. 뜨겁게 달궈진 공기는 밀도가 작아져 하늘로 오르고 하늘에 있는 찬공기는 지면으로 내려옵니다. 또 찬공기가 달궈지고, 뜨거운 공기는 차가운 하늘에서 식어 내려옵니다. 이를 반복하는 것이 대류현상입니다.
