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아직 한창 겨울이지만, 벌써 해가 길어지려고 하네요?
안녕하세요. 이용준 전문가입니다.낮의 길이는 지구의 공전과 관련이 있습니다. 지구는 자전축이 기울어진 상태에서 공전하므로 매일 밤낮의 길이와 태양이 뜨고 지는 위치가 바뀝니다. 지구의 공전으로 인해 태양이 천구 상을 지나가는 길을 황도라고 합니다. 황도는 지구의 적도의 연장선인 천구의 적도와 23.5° 기울어져 있습니다. 태양이 황도를 따라 움직이는 동안 천구의 적도에서 북쪽(적위 +)으로 가장 멀리 떨어진 지점을 하지점, 반대로 남쪽(적위 -)으로 가장 멀리 떨어진 지점을 동지점이라고 합니다. 태양이 하지점에 있을 때에는 가장 북쪽에서 뜨고 낮의 길이도 가장 깁니다. 반대로 동지점에 있을 때에는 가장 남쪽에서 뜨고 낮의 길이가 가장 짧습니다. 일반적으로 하지는 6월 20일~22일에, 동지는 12월 20일~22일이 됩니다. 현재는 동지를 지난 시점이어서 하지까지는 낮의 길이가 계속 길어집니다.2024년의 경우는 윤년이어서 하지는 6월 21일, 동지는 12월 21일이었고, 2025년은 하지는 6월 21일, 동지는 12월 22일입니다.도움이 되셨기를 바랍니다. 감사합니다.
학문 / 지구과학·천문우주
25.01.11
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별의 스펙트럼에서 청색이동과 적색이동이 의미하는 바는 무엇인가요?
안녕하세요. 이용준 전문가입니다.질문하신 내용은 도플러효과에 관한 것입니다. 도플러효과는 파동을 발생하는 물체와 그 파동을 관측하는 관측자와의 거리 변화에 따른 파동의 파장 변화를 말합니다.파원에서 일정한 파장의 파동이 발생하고, 관측자의 위치가 고정되어 있다면 관측자가 관측하는 파동의 파장 간격은 일정하게 나타납니다.파원과 관측자 사이의 거리가 가까워지면, 파원이 관측자 쪽으로 이동하거나 관측자가 파원 쪽으로 이동하는 경우 하나의 파동 뒤에 오는 파동은 원래의 파장보다 짧게 관측됩니다. 반대로 파원과 관측자 사이의 거리가 증가하면 파장은 유원래보다 길게 나타납니다. 빛의 경우는 붉은색보다 푸른색의 파장이 짧으므로 파장이 짧아지면 푸른색으로, 길어지면 붉은색 쪽으로 이동한다고 하며, 이를 청색 편이(blue shift) 또는 적색 편이(red shift)라고 합니다. 이를 통해 외계 행성의 존재, 외부 은하의 운동을 관측하는 것입니다.도움이 되셨기를 바랍니다. 감사합니다.
학문 / 지구과학·천문우주
25.01.11
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태양은 어떻게 그 많은 빛을 만들어 낼수 있나요?
안녕하세요. 이용준 전문가입니다.태양이 에너지를 생성하는 것은 중심핵에서 일어나는 수소핵 융합 반응에 의한 것입니다. 수소핵 융합 반응은 수소 원자 4개 합쳐져 헬륨 원자 1개를 만드는 반응입니다. 이 과정에서 질량의 일부가 손실되며 그에 해당하는 만큼의 에너지가 발생합니다. 과학자들은 태양이 태어난 지 50억 년 되었으며, 현재 에너지 발생량을 고려한다면 앞으로도 50억 년을 더 살 수 있다고 합니다. 지구에서도 핵융합 반응을 위한 연구가 진행되고 있으며, 가장 앞선 연구 시설은 현재까지는 우리나라 대전에 있는 K-STAR입니다. 도움이 되셨기를 바랍니다. 감사합니다.
학문 / 지구과학·천문우주
25.01.10
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지구가 공전한다는 증거는 어떻게 될까요?
안녕하세요. 이용준 전문가입니다.지구가 공전한다는 증거는 여러 가지가 있습니다.첫째는 태양의 연주 운동입니다. 태양이 1년 동안 별자리 사이를 이동하여 제자리에 돌아오는 것이 지구가 태양 주위를 공전한다는 증거입니다. 그러나 이는 태양이 지구 주위를 공전한다고 해도 설명이 됩니다.둘째는 연주시차입니다. 비교적 가까이 있는 별을 관측하면 6개월 간격으로 특정 위치를 왕복하는 것처럼 보입니다. 이것은 지구가 태양 주위를 공전하는 동안 별을 관측하는 방향이 달라지기 때문에 나타나는 현상입니다.셋째는 광행차입니다. 비가 수직으로 내릴 때 가만히 서있을 때는 우산을 똑바로 들고 있습니다. 그러나 우산을 들고 움직이면 우산을 앞쪽으로 기울여야 합니다. 이것은 비의 속도와 사람이 움직이는 속도가 더해지기 때문입니다. 별빛도 마찬가지 입니다. 지구 공전궤도의 수직 방향에 있는 별빛은 공전궤도면에 수직으로 옵니다. 만일 지구가 공전하지 않는다면 망원경을 수직으로 세워서 관측할 수 있습니다. 그러나 실제로는 지구의 공전 방향으로 망원경을 기울여서 관측합니다. 별빛의 속도와 지구의 공전 속도를 고려하여 일정 각도만큼 기울이는 것입니다. 도움이 되셨기를 바랍니다. 감사합니다.
학문 / 지구과학·천문우주
25.01.10
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태풍과 허리케인의 발생 빈도와 강도가 대기 중 온실가스 농도와 관련이 있나요?
안녕하세요. 이용준 전문가입니다.태풍과 허리케인은 모두 열대성 저기압입니다. 열대성 저기압은 열대 지방의 해상에서 수증기의 잠열을 에너지원으로 하여 발생합니다. 지구 대기에 온실 가스가 증가하면 기온은 더 상승할 것이고, 수증기의 증발은 더 활발해질 것입니다. 따라서 태풍 등 열대성 저기압의 발생 빈도는 증가할 수 있습니다. 열대성 저기압은 열대 해상에서 발생한 후 고위도로 이동합니다. 지구 온난화에 의해 해수의 표면 온도가 상승하면 열대성 저기압의 에너지원이 충분한 상태가 되므로 온난화 이전보다 더 고위도까지 이동할 수 있으며, 그 강도도 증가할 수 있습니다.도움이 되셨기를 바랍니다. 감사합니다.
학문 / 지구과학·천문우주
25.01.10
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해와 달이 다른 시간대에 보이는 이유는 무엇인가요?
안녕하세요. 이용준 전문가입니다.태양의 겉보기 움직임은 지구의 자전에 의해 일어납니다. 지구는 자전축을 중심으로 약 24시간에 1회 자전합니다. 따라서 태양은 정해진 시간에 뜨고 지는 것입니다. 다만 지구 자전축이 기울어진 상태에서 자전과 공전을 하므로 매일 뜨는 시각과 지는 시각이 달라집니다. 그렇지만 남쪽에 오는 시각은 거의 일정합니다.달의 움직임은 지구의 자전과 공전, 그리고 달의 공전이 결합니되어 나타납니다. 만일 지구와 달이 공전하지 않고 지구만 자전한다면 달은 12시간 정해진 시각에 보일 것입니다. 그러나 달은 지구 둘레를 약 27.3일에 1회 공전, 즉 하루에 약 13도 공전합니다. 지구가 자전하는 동안 달은 지구가 자전하는 방향으로 공전하므로 지구가 1회 자전하더라도 달은 훨씬 동쪽으로 이동한 상태가 됩니다. 달이 제자리에 돌아오기까지는 약 50분이 더 걸려야 합니다. 이것 때문에 달이 뜨는 시각이 매일 약 50분씩 늦어지는 이유입니다.도움이 되셨기를 바랍니다. 감사합니다.
학문 / 지구과학·천문우주
25.01.10
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지구도 자석과 같이 남극 북극으로 나눠져 있는데요. 남극과 북극의 위치도 시간에 따라서 조금씩 바뀌나요?
안녕하세요. 이용준 전문가입니다.지구의 북극과 남극을 이야기하려면 진북과 자북이라는 두 용어를 정확하게 알아야 합니다. 현재 우리가 일반적으로 말하는 북극은 진북을 말합니다. 진북은 지구의 자전축이 지표면과 만나는 곳을 말하며, 자전축이 연장된 선상에 북극성이 있다고 합니다.(정확하게 일치하지는 않습니다.)자북은 지구의 자기장에 의해 만들어지는 자기력의 북극을 말합니다. 지구의 자기장은 외핵의 대류에 의해 발생하며 이 대류에 따라 자북극은 일정한 곳에 위치하지 않고 조금씩 이동을 합니다. 심한 경우는 자기장이 완전히 반대로 되는 때도 있으며, 이를 지자기 역전이라고 합니다. 진북과 자북은 대체로 일치하지 않습니다.질문에서 말한 북극성이 북극에 위치하지 않았던 상황은 세차운동에 따른 결과입니다. 지구의 진북은 그대로 이지만 지구가 자전하는 동안 팽이가 수직축을 중심으로 회전축이 돌아가는 것처럼 지구의 자전축도 연직 방향에 대해 조금씩 시계방향(북에서 보았을 때)으로 회전을 합니다. 이 자전축이 회전하는 주기는 약 26000년입니다. 다시 말해서 현재는 북극의 연장선에 북극성이 있지만 시간이 지남에 따라 북극성은 북극의 연장선에서 점점 멀어지게 되는 것입니다. 현재는 지구가 태양에 가까운 위치(근일점)에 있을 때 북반구는 겨울이지만, 13000년 전에는 현재와 반대로 여름이었습니다.도움이 되셨기를 바랍니다. 감사합니다.
학문 / 지구과학·천문우주
25.01.09
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대기 중에서 대류권과 성층권의 경계인 트로포포즈가 무엇이며, 이것의 높이가 변화하는 이유가 궁금해요.
안녕하세요. 이용준 전문가입니다.트로포포즈(tropopause, 대류권 계면)는 대류권(troposphere)과 성층권(stratosphere)의 경계면을 말합니다. 대기권은 고도에 따른 기온변화를 기준으로 아래에서부터 대류권, 성층권, 중간권, 열권으로 구분합니다. 대류권과 중간권은 고도가 높아질수록 기온이 하강하고, 성층권과 열권은 반대로 고도가 높아질수록 기온이 상승합니다. 대류권과 중간권은 가벼운 공기가 아래에, 무거운 공기가 위에 있어 불안정한 상태이므로 대류 현상이 발생합니다. 성층권과 열권은 가벼운 공기가 위에 있어 매우 아정하므로 대류가 일어나지 않습니다.지표에서 중간권까지는 지구 표면에 의해 가열되므로 고도가 높아짐에 따라 기온이 하강해야 하나, 성층권 중간에 오존층이 있어 태양으로부터 오는 자외선을 흡수하여 기온이 상승합니다.대류권의 대류 현상이 그 위쪽의 성층권에 영향을 미치지 못하므로 두 층 사이는 경계부, 즉 트로포포즈가 생기는 것입니다.도움이 되셨기를 바랍니다. 감사합니다.
학문 / 지구과학·천문우주
25.01.09
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배행기가 상공 10km에서 비행하는 이유는 므엇인가요?
안녕하세요. 이용준 전문가입니다.상공 10km는 대류권과 성층권의 경계 부분(대류권 계면)에 해당합니다. 대기권은 고도에 따른 기온 변화를 기준으로 지표로부터 대류권, 성층권, 중간권, 열권으로 구분됩니다. 대류권은 이름에서 알 수 있듯이 대류가 일어나는 구간입니다. 대류가 일어난다는 것은 대기가 불안정한 상태라는 의미이며, 빠른 속도로 날아가는 비행기에는 큰 장애물이 됩니다. 성층권은 대기가 안정하여 대류가 일어나지 않습니다. 비행기가 성층권을 이용하면 좋겠지만 위로 올라갈수록 대기가 희박해져 연료 소비가 증가합니다. 따라서 비행의 안전성, 연료 효율 등을 고려하여 가장 적절한 고도인 대류권 계면을 이용하는 것입니다. 참고로 대류권 계면의 높이는 위도에 따라, 계절에 따라 달라지면, 저위도로 갈수록, 기온이 높을수록 높아집니다.도움이 되셨기를 바랍니다. 감사합니다.
학문 / 지구과학·천문우주
25.01.08
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지진의 규모와 진도는 어떻게 측정되고 구분되나요?
안녕하세요. 이용준 전문가입니다.지진이 발생했을 때 지진의 정도를 나타내는 용어로 규모(magnitude)와 진도(intensity)가 사용됩니다. 먼저 규모는 실제 지진의 세기를 나타내는 단위로, 진원지와의 거리에 관계 없이 해당 지진이 가지는 절대적인 강도를 나타내는 단위입니다. 규모의 종류에는 리히터 규모 등 여러가지가 있으나 우리나라에서는 보통 리히터 규모를 사용합니다. 리히터 규모(M)와 에너지(E)는 로그와 관련된 수식(logE =11.8+1.5M)으로 표현할 수 있습니다. 수식에 숫자를 대입해보면 규모 0.1은 약 1.4배의 에너지 차이를 나타냅니다. 규모가 1 차이에 따른 에너지는 10^1.5, 즉 32배에 해당하고, 2 차이는 1000배, 3차이는 32000배에 해당합니다. 일반적으로 규모를 나타낼 때에는 아라비아 숫자로 소숫점 첫째 자리까지 표현합니다.진도는 지진이 발생한 장소에서의 땅이 흔들린 정도를 나타내는 상대적인 척도를 말합니다. 즉 지진에 의한 피해 정도를 나타냅니다. 진도는 흔들린 정도에 따라 로마 숫자로 Ⅰ부터 XII까지 표현합니다. 예를 들어 일본에서 규모 7의 지진이 발생했다고 했을 때, 이 지진의 규모는 7이지만, 진도는 진앙지 근처에서는 크게 나오더라도 우리나라에서는 진도가 0인 것입니다. 도움이 되셨기를 바랍니다. 감사합니다.
학문 / 지구과학·천문우주
25.01.08
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