생각하는 청소년을 위한 대기과학의 역사

1장 하늘의 신호를 읽다 11
신화와 점성술에서 관찰의 과학으로 12
북유럽, 하늘의 소리에 담긴 신들의 이야기 13
고대 중국, 바람과 비를 다스리는 존재들 15
일본과 한국, 자연에 뜻을 묻다 17
이집트, 별이 알린 나일강의 시간 19
바빌로니아, 점토판에 새긴 하늘의 신호 21
날씨를 설명하려 한 그리스 철학자들 23
아리스토텔레스의 기상학 25
날씨의 징후를 모은 테오프라스토스 27
고대 도시에서 읽은 바람의 방향 29
로마 지리학자가 본 더운 땅과 추운 땅 31
생각의 가지 33

2장 신앙의 하늘에서 기록의 하늘로 35
중세 사람들은 날씨를 어떻게 남겼나 36
이슬람 세계에서 이어진 고대의 지식 37
이븐 알하이삼, 빛이 꺾이는 길을 살피다 39
이븐 시나, 비와 눈을 상태 변화로 설명하다 40
정밀한 관측과 하늘의 조건 42
날씨를 글로 남기다 44
13세기, 하늘이 다시 설명되다 46
스콜라 철학과 자연의 원인 49
항해자들이 읽고 기록한 바람 50
보이지 않는 바람을 표시하다 52
생각의 가지 55

3장 공기의 무게를 재다 57
대기는 어떻게 숫자로 표현되었을까? 58
공기의 무게 58
대기압의 발견, 토리첼리 61
산으로 올라가며 하늘의 무게를 재다 64
게리케가 보여 준 공기의 힘 67
새로운 기압계의 등장 70
풍속계의 발명 83
생각의 가지 87

4장 공기 속 보이지 않는 물을 재다 89
이슬과 서리에서 상대 습도까지 90
이슬과 서리의 신화 91
공기 속 수증기를 찾아서 95
소쉬르, 알프스에서 공기를 재다 96
공기 속 수증기의 몫, 돌턴 100
이슬점 101
상대 습도의 정착 104
공기 속 물을 모으다 106
생각의 가지 109

5장 구름은 무엇을 말하는가 111
신화의 하늘에서 하워드의 구름 분류까지 112
고대인들이 생각한 구름 112
켈트 신화 속 안개 115
구름을 물질로 보기 시작하다 116
하워드, 구름을 분류하다 117
괴테가 구름 분류에 빠진 이유 121
구름을 관찰한 화가들 122
하늘의 변화가 남긴 풍경과 사건들 125
신기한 구름들 132
생각의 가지 143

6장 바람에 이름과 숫자를 붙이다 145
지역풍과 지구 대기 순환까지 146
바람은 신의 숨결이었다 147
바람은 항해자의 생존 기술 148
무역풍과 편서풍, 대서양 항로를 열다 150
몬순, 계절이 된 바람 152
해륙풍, 바다와 육지가 주고받는 바람 156
산곡풍, 산과 계곡이 만드는 바람 158
푄, 산을 넘으며 따뜻해지는 바람 160
지역마다 이름이 다른 바람 162
보퍼트, 바람을 분류하다 164
등압선과 바람 166
산타아나 바람, 산을 넘어 불어오다 170
카타바틱 바람, 차가운 공기가 흘러내리다 173
하르마탄 바람, 사막의 먼지를 싣고 오다 175
페렐 순환과 극 순환 177
생각의 가지 181

7장 회전하는 폭풍의 과학 183
태풍과 토네이도 연구의 역사 184
고대의 태풍 기록 185
중세의 태풍 기록 187
일본의 태풍 기록 189
대항해 시대의 태풍 기록 191
같은 폭풍, 다른 이름 193
레드필드와 회전하는 폭풍 195
20세기 태풍 연구 198
역사를 바꾼 열대 저기압 200
고대와 중세의 토네이도 204
토네이도, 기록 속에서 형태를 갖추다 205
미국, 토네이도의 실험실이 되다 207
토네이도, 구조를 이해하고 등급을 매기다 209
미국 역사에 남은 최악의 토네이도 213
생각의 가지 217

8장 비가 내리고 눈이 쌓이기까지 219
비·눈·우박의 탄생과 원리 220
신의 뜻에서 자연의 원리로 221
비와 눈을 이성으로 설명하다 222
구름 속 물방울은 어떻게 비가 될까? 223
육각형에 숨은 질서 227
눈 결정의 예술과 과학 228
폭풍이 키운 얼음, 우박 231
역사에 기록된 홍수 232
역사에 기록된 눈 폭풍 240
얼음덩어리가 남긴 재난 247
생각의 가지 251

9장 내일의 날씨를 예측하다 253
하늘 읽기에서 수치 예보까지 254
고대의 날씨 예측 255
중세의 기상 지식 256
측정으로 나아간 근대 초기의 날씨 연구 258
날씨를 표에 담다, 로버트 훅의 기상 기록 260
과학 관측을 뒷받침한 윌리엄 데니슨 262
전신이 바꾼 기상학 265
일기 예보의 아버지, 로버트 피츠로이 268
날씨 예측을 물리학 문제로 바꾼 빌헬름 비야크네스 273
날씨를 방정식으로 계산한 루이스 프라이 리처드슨 274
기단과 전선 개념의 탄생 277
생각의 가지 281

10장 전쟁의 승패를 가른 날씨 283
기후가 바꾼 전략과 역사 284
밀집된 도시에서 번진 역병, 아테네 역병과 전쟁의 흐름 285
계절이 정한 전쟁, 알프스를 넘은 한니발 287
물 부족이 전세를 뒤흔든 십자군과 하틴 전투 288
풍성해진 초원과 몽골 제국의 팽창 291
태풍이 가로막은 원정, 일본 침공과 가미카제 292
1315년, 멈추지 않은 비가 부른 대기근 294
추위가 이어진 시대, 소빙기 297
중세의 캠페인 시즌과 아쟁쿠르의 진흙 298
바람과 바다가 전쟁을 이끈 시대 301
안개 속에서 살아남은 대륙군, 롱아일랜드 전투 303
추위에 무너진 나폴레옹의 러시아 원정 305
비와 진흙, 워털루 전투 307
예보가 선택한 하루, 디데이와 노르망디 상륙 작전 309
안개와 구름이 흔든 시간표, 마켓 가든 작전 312
고온 다습한 전장, 베트남 전쟁 315
생각의 가지 317

11장 오지에서 만난 기후 319
극한 환경의 날씨와 관측 320
비가 드문 땅, 사막 기후 321
얼음과 영구 동토의 세계, 극지 기후 326
숲이 비를 되돌려 보내는 곳, 적도 339
높이가 만든 기후, 고산 오지 344
바다가 온도를 조절하는 곳, 대양과 섬의 기후 351
오지 관측으로 지구를 읽다 368
생각의 가지 369

12장 숫자로 보는 놀라운 날씨 371
기온, 비, 바람, 번개로 만나는 지구의 극한 372
기온이 보여 주는 극한 372
비가 너무 많거나 적은 곳 381
바람과 불이 만든 극한 386
하늘을 가로지른 전기 389
생각의 가지 393

13장 하늘을 과학으로 읽다 395
빙하기의 흔적에서 슈퍼컴퓨터까지 396
기후 변화 연구의 시작 397
빙하기를 둘러싼 과학의 여정 400
기후를 지도에 담다, 쾨펜의 기후 분류 405
대기 대순환과 제트 기류 410
바다가 흔들리면 대륙이 흔들린다, 엘니뇨와 라니냐 413
폰 노이만과 수치 예보의 탄생 418
위성 시대의 개막 422
기상 관측 기술의 진화 425
기후 변화가 바꾸는 재난의 얼굴 428
생각의 가지 431

14장 인간이 바꾼 대기 433
온실 효과에서 기후 모델까지 434
도시가 만든 기후, 열섬 현상 435
푸리에와 온실 효과의 출발 438
푸리에의 생각을 계산으로 넓힌 푸이에 442
기체의 열복사 흡수를 측정한 존 틴들 444
뒤늦게 되찾은 이름, 유니스 푸트 446
이산화 탄소와 기온의 관계, 스반테 아레니우스 449
대순환 모델(GCM)의 탄생 452
기후를 물리학으로 만든 사람들, 마나베와 하셀만 454
지구를 식힌 거대한 분화, 피나투보 화산 456
21세기, 인공 지능이 하늘을 계산하다 458
생각의 가지 461

이집트의 달력도 이런 자연의 흐름과 연결되어 있었습니다. 고대 이집트의 한 해는 크게 범람기, 성장기, 수확기로 나뉘었어요. 강물이 불어나고, 물이 빠진 뒤 곡식이 자라며, 마침내 수확이 이루어지는 순서가 시간의 기준이 된 거예요. 하늘의 별과 강의 변화, 농사의 과정이 하나의 주기 안에서 이해되었지요.

중세 유럽에서 바람의 방향을 보여 준 대표적인 장치는 바로 풍향계였습니다. 금속으로 만든 수탉, 화살, 깃발 모양의 장치는 건물 꼭대기에서 바람이 불어오는 방향을 알려 주었어요. 특히 교회 첨탑은 마을에서 눈에 잘 띄는 높은 장소였기 때문에, 풍향계가 설치되기에 알맞은 자리였지요.