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제 목천둥번개의 원리는 뭘까?

  • 작성자전***자
  • 작성일2017-06-30
  • 조회수10831
  • 첨부파일
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장마가 시작되면서 곳곳에 천둥번개 소식이 들려오고 있는데요,
가뭄을 해갈하는 데 도움이 되는 반가운 비소식이지만,
우르릉쾅쾅 시끄러운 천둥번개를 달갑지 않아하는 분들도 계실 것 같습니다.

그러나,
번개는 인류와 가장 오랫동안 함께한 전기이기도 합니다!
천둥과 번개는 어떻게 생기는 걸까요?


프랑스 남부 소흐그(Sorgue) 지역에서 촬영된 하트 번개 (출처:Insight)


폭풍이 몰아치면 먹구름 속에서 물방울과 작은 얼음들이 부딪치며 마찰을 일으킵니다. 
이 마찰로 얼음이 물에게 전자를 빼앗긴 채 상승하는데요. 
이때  전하가 분리되어 있는 구름, 뇌운(번개구름)이 만들어집니다. 

그 결과 구름 위쪽은 양전하를, 구름 아래쪽은 음전하를 띠는데,
둘이 만나 순간적으로 강력한 전기를 만드는 것을 번개라고 합니다. 


음전하를 띄는 구름 아래쪽에서 양전하를 띠는 지면으로 번개가 내리치는 모습

번개는 뇌방전 동안 발생하는 매우 밝은 불빛을 가리키는 말입니다.

그.런.데.

뇌방전이라는 말이 많이 생소하죠?

시험기간에 하얗게 불태워서 방전된 두뇌의 상태를 말하는 것이 아니라~

낙뢰의 뢰(뇌)와 같은 한자(雷)를 써서,
뇌방전(雷放電), 즉 운의 전하가 방전하는 현상을 말합니다.

뇌방전의 종류에는 뇌운에서 대지로 전하를 방출하는 낙뢰
운 내부에서 일어나는 운내방전
뇌운과 다른 뇌운사이에서 일어나는 운간방전
그리고 뇌운과 주위 대기 사이에서 일어나는 대기방전으로 구분됩니다!


뇌방전의 종류

그런데 말입니다, 낙뢰와 번개는 같은 말일까요? 

엄밀히 말하자면 의미가 다릅니다. 
낙뢰는 번개구름 안의 전하가 땅으로 떨어져 방전하는 현상을,
번개는 뇌방전 동안에 발생하는 매우 밝은 불빛, 그 전체를 가리키는 말입니다. 

땅으로 떨어지는 번개는 낙뢰이지만,
구름과 구름 사이로 뻗어나가는 번개는 낙뢰가 아닌 것이죠!
이제 여러분, 번개와 낙뢰를 구별할 수 있겠죠? 


프랑스 에펠탑을 강력하게 내리친 낙뢰


번개구름과 번개구름 사이에서 일어나는 운간방전 (출처:Wikimedia Commons)


천둥은 어떻게 그렇게 큰 소리를 내는 걸까요?


(출처:Flickr)

뇌방전이 발생하면 전하가 이동하는 방전통로(번개줄기)에는 
태양 표면의 온도보다 약 4배 이상 뜨거운 2만 7000도씨 정도의 열이 발생합니다. 

이때 방전통로의 압력이 상승하여 
변 공기가 급속히 팽창하면서 충격파음이 발생하는데!!
이 커다란 소리가 바로 천둥입니다.

즉, 뇌방전시 방전통로의 높은 에너지가 소멸되는 과정에서 
빛과 소리의 형태로 변환되는데
이 때의 불빛이 번개이고, 소리가 천둥인 것이죠.



한국전기연구원(KERI)에서는 
번개가 칠 경우 30-30 낙뢰 안전규칙을 지킬 것을 당부합니다. 

30-30 규칙은 매우 간단합니다.
번개를 본 이후에 천둥소리가 들릴 때까지 시간을 세면 되는데요.

번쩍 빛을 본 이후에 30초 이내로 천둥소리가 들린다면
즉시 건물이나 자동차와 같은 안전한 장소로 이동해야합니다!

물론.. 오픈카를 타는 비상식적인 행동을 하는 분은 없겠죠?? 



천둥번개의 원인과, 낙뢰와 번개의 차이, 낙뢰 안전규칙 등을 살펴봤는데요!
모두모두 번개로부터 안전한 여름 보내시길 바랍니다!

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