사막의 밤은 왜 유독히 추울까 Why do deserts get so cold at night?

Why do deserts get so cold at night?

By Harry Baker - Staff Writer 


Temperatures in the Sahara can drop an average of 75 degrees Fahrenheit (42 degrees Celsius) overnight.


If you're taking a day trip to the Sahara Desert in North Africa, you're going to want to bring a lot of water and plenty of sunscreen. But if you're planning to stay the night, then you better bring a snug sleeping bag, too. 


The milky way shines in the night sky over the Sahara Desert. (Image credit: Shutterstock)


   사하라 사막의 기온은 밤새 평균 화씨 75도(섭씨 43도)까지 떨어질 수 있다.


만약 여러분이 북아프리카의 사하라 사막으로 하루 여행을 간다면, 여러분은 많은 물과 많은 자외선 차단제를 가지고 가고 싶을 것이다. 만약 하룻밤을 묵을 계획이라면, 편안한 침낭도 가져가는 것이지만


NASA에 따르면, 사하라 사막의 기온은 일단 해가 지면, 낮에는 평균 섭씨 100도에서 밤에는 평균 섭씨 25도까지 곤두박질칠 수 있다고 한다.





그렇다면, 왜 사하라 사막과 같은 건조한 사막에서 급격한 온도 변화가 일어날까요? 그리고 토종 동물들과 식물들은 어떻게 그런 야생의 극단을 견뎌 낼까?


열과 습도

건조한 사막, 즉 지구 땅의 약 35%를 덮고 있는 건조한 지역이 그렇게 덥고, 그 후에 너무 추워지는 이유는 두 가지 주요 요소, 즉 모래와 습도의 조합 때문이다.


보온병과 달리, 모래는 열을 잘 유지하지 못한다. 캘리포니아 패서디나에 있는 NASA 제트추진연구소의 2008년 보고서에 따르면 태양으로부터 나오는 열과 빛이 모래 사막에 닿으면 사막의 최상층에 있는 모래 알갱이가 열을 흡수하여 공기 중으로 방출한다고 한다. 낮 동안, 태양 에너지의 모래 방사선은 공기를 과열시키고 온도를 치솟게 한다. 그러나 밤에는 모래의 대부분의 열이 공기 중으로 빠르게 발산되고 다시 데울 햇빛이 없어 모래와 모래 주변이 이전보다 더 차가워진다



하지만, 이 현상만으로는 온도가 그렇게 급격히 떨어지는 것을 설명할 수 없다. 


극명한 기온 변화의 주된 이유는 사막의 공기가 극도로 건조하기 때문이다. 칠레의 사하라 사막이나 아타카마 사막과 같은 건조한 사막에서는 공기 중의 수증기의 양인 습도가 사실상 제로이고, 모래와 달리 물은 열을 저장할 수 있는 엄청난 용량을 가지고 있다.



월드 아틀라스에 따르면 공기 중의 수증기는 보이지 않는 거대한 담요처럼 땅 가까이 열을 가두어 대기 중으로 흩어지는 것을 막는다. 높은 습도를 가진 공기는 가열하는데 더 많은 에너지를 필요로 하는데, 이것은 그 에너지가 소멸되고 주변이 식는 데 더 많은 시간이 걸린다는 것을 의미한다. 그러므로 사막의 습도가 부족하면 건조한 곳들은 빨리 더워지지만 빠르게 식을 수 있다.





극한의 온도에 적응

이러한 급격한 기온 변화에도 불구하고, 사막 동물들은 사막의 극심한 온도 변화에 잘 적응하고 있다.



"이것은 동물들에게는 비교적 작은 문제일 것이다," 라고 사막 동물을 전문으로 하는 애리조나 주립 대학의 환경 생리학자 데일 드나르도 씨가 말한다. "더 큰 문제은 생존하기에 충분한 음식과 물을 얻는 것이다,.


황기철 콘페이퍼 에디터

Ki Chul Hwang Conpaper editor 

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That's because temperatures in the Sahara can plummet once the sun sets, from an average high of 100 degrees Fahrenheit (38 degrees Celsius) during the day to an average low of 25 degrees Fahrenheit (minus 4 degrees Celsius) during the night, according to NASA.


So, why does this dramatic temperature shift happen in arid deserts like the Sahara? And how do native animals and plants deal with such wild extremes? 



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Heat and humidity

The reason that arid deserts — dry regions covering about 35% of Earth's land — get so hot, and subsequently so cold, is a combination of two key factors: sand and humidity.


Unlike a thermos, sand doesn't retain heat very well. When heat and light from the sun hit a sandy desert, sand grains in the desert's top layer absorb and also release heat back into the air, according to a 2008 report from NASA's Jet Propulsion Laboratory in Pasadena, California. During the day, sand's radiation of the sun's energy superheats the air and causes temperatures to soar. But, at night most of the heat in the sand quickly radiates into the air and there is no sunlight to reheat it, leaving the sand and its surroundings colder than before.





However, this phenomenon alone doesn't account for such a drastic drop in temperature. After all, when the sun goes down on a tropical beach, you don't need to don a winter coat.


The main reason for the stark temperature change is that desert air is extremely dry. In arid deserts like the Sahara and the Atacama Desert in Chile, the humidity — the amount of water vapor in the air — is practically zero, and unlike sand, water has a huge capacity to store heat.


Water vapor in the air traps heat close to the ground like a giant invisible blanket and stops it from dissipating into the atmosphere, according to World Atlas. Air with high humidity also requires more energy to heat up, meaning it also takes more time for that energy to dissipate and for the surroundings to cool down. Therefore, a lack of humidity in deserts allows these arid places to quickly heat up but also rapidly cool. 



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Adapting to extreme temperatures 

Despite these rapid temperature swings, desert animals are well adapted for the desert's extreme temperature changes. 


"It tends to be a relatively small problem for them," said Dale DeNardo, an environmental physiologist at Arizona State University who specializes in desert animals. "The bigger challenge is getting enough food and water to survive."





Reptiles, the most abundant and diverse animal group in the desert, are well adapted to extreme temperature variation because they are cold blooded, or ectothermic, which means they do not need to invest energy in maintaining a constant body temperature. In other words, reptiles can use this energy elsewhere, like hunting. Many reptiles also benefit from being small, which allows them to find shady nooks during the day or warmer rocks at night. "There's a lot of different places to go to be warmer or cooler, especially when you're small," DeNardo told Live Science.


However, large warm blooded, or endothermic mammals, like camels, are too big to hide away from the sun and can't let their body temperature drop. Rather, camels survive by maintaining a constant body temperature in both hot and cold conditions. They do this by having lots of insulation in the form of fat and thick fur, which prevents them from gaining too much heat during the day and losing too much at night, DeNardo said.


In contrast, desert birds use evaporative cooling — where they use water to transfer heat away from their bodies, like how humans sweat and dogs pant — through a range of different methods (some vultures urinate on their legs to cool down). But their ability to fly long distances between water sources or to scavenge food, means they don't have to worry as much about conserving water like other desert animals. "I call it cheating because they don't really experience the limitations of a desert," DeNardo said.