정답
(ㄱ) 바람이 강해지면 경계층 저항이 감소하여(확산 저항의 합이 감소) 증산율이 증가한다. (ㄴ) 잎 온도 상승으로 포화 수증기압이 커져 잎 내부 수증기압이 증가하고, 대기 중 수증기압은 일정하므로 수증기압 차가 커져 증산율이 일시적으로 증가한다.
출제 의도
증산을 확산 현상으로 보고 ‘수증기압 차(구동력)’와 ‘기공·경계층 저항(저항)’의 관점에서 풍속과 온도 변화가 증산율에 미치는 영향을 설명할 수 있는지를 평가한다.
풀이 과정
증산율은 잎 내부 물 수증기압과 잎을 둘러싼 대기 중 물 수증기압의 차(수증기압 차)가 클수록 커지고, 기공 저항과 경계층 저항의 합이 클수록(확산 저항이 클수록) 작아진다.
풍속이 증가하면 잎 표면에 정체되어 있던 공기층(경계층)이 얇아져 대기와의 기체 교환이 잘 일어난다. 따라서 대기와 잎 사이의 확산 경로가 짧아져 경계층 저항이 감소한다.
문제 조건에서 기공이 열린 상태로 크기 변화가 없다고 했으므로, 풍속 변화가 직접적으로 기공 크기를 바꾸어 기공 저항을 변화시키는 것으로 보지 않는다. 결과적으로 풍속 증가는 ‘경계층 저항 감소 → 전체 확산 저항 감소 → 증산율 증가’로 이어진다.
다음으로 대기의 온도는 평형상태를 이루고 있다가 강한 빛에 의해 잎 내부 온도가 상승한다고 했다. 이때 잎 내부의 물 수증기압은 잎 온도에서의 포화 수증기압과 같으므로, 잎 온도가 올라가면 잎 내부 포화 수증기압이 증가한다.
반면 “대기 중 수분 함량은 일정”하므로 대기 중 물 수증기압은 거의 일정하게 유지된다. 따라서 잎 내부 수증기압(=포화 수증기압)이 증가하는 만큼 ‘잎 내부 수증기압 − 대기 중 수증기압’의 차가 커진다.
증산율은 이 수증기압 차에 비례하므로, 잎 온도 상승 직후에는 구동력이 커져 증산율이 일시적으로 증가한다. (이후에는 잎의 냉각, 기공 반응 등으로 다시 변화할 수 있으나, 문제에서는 “일시적으로 증가”까지를 묻는다.)
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