안녕하세요 김두환 전문가입니다.
지구과학·천문우주
Q. 이글루가 단열이 잘 되는 이유는 무엇인가요?
안녕하세요. 김두환 과학전문가입니다.사실 얼음은 상당한 단열효과가있습니다. 이글루의 벽이 얼음이라 차가워 보이지만 이글루의 외부의 냉기가 이글루로 들어오지 못합니다. 그래서 내부의 온도를 따뜻하게만 만들어 줄 수 있으며, 내부의 온도가 외부로 나가지 않고 보존되 따뜻하게 하룻밤을 보낼 수 있죠. 또한, 이글루의 벽은 얼음이기 때문에 얼음에 물을 조금씩 묻혀주면 물이 얼음이 되면서 열을 방출하는데, 이러한 열로도 따뜻함을 유지할 수 있는것이죠.
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Q. 비가 생성되어 하늘에서 땅까지 내리는 높이는 어느정도 될까요?
안녕하세요. 김두환 과학전문가입니다.보통 비가 내리는 구름이 위치한 높이는 고도 2~7km정도에 위치합니다. 높은 위치에서 빗방울이 떨어져 내리는 속력은 종단속력은(낙하할 때 공기저항을 받아 일정해지는 속력) 9m/s 정도가 됩니다.
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Q. 얼음이 물에 뜨는 이유는 무엇일까요?
안녕하세요. 김두환 과학전문가입니다.대부분의 물질은 액체에서 고체로 되면서 부피가 줄어듭니다. 하지만, 물의 경우는 특별합니다. 물이 얼음이 되면서 부피가 커집니다. 혹시, 페트병에 물을 넣어 얼린경험이 있으시다면 바로 알아채실겁니다. 페트병에 물이 얼어있으면 빵빵하게 돼버리는데, 얼음이 물보다 부피가 크기 때문이죠. 물 분자는 액체 상태에서 자유롭게 있다가 어는점이 되면서 배열을 이룹니다. 이 때 6각 배열로 정렬하면서 얼음(고체)이 되는데, 6각 배열은 기존 물 분자 6개가 있던 공간보다 큰 공간을 차지합니다. 또한 6각 구조 내부로는 물 분자가 위치하지 않게 되죠. 이러한 원리로 얼음이 되면서 부피가 커진거죠. 그리고 물의 질량은 여전히 얼음의 질량과 동일합니다. 즉, 물의 밀도가 얼음의 밀도보다 크기 때문에 얼음이 물 위에 뜨는 이유입니다. 마치 풍선이 되듯이 팽창한다 생각하시면됩니다.
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Q. 북극 얼음이 많이 녹았다는데 어느 정도 인가요?
안녕하세요. 김두환 과학전문가입니다.지구 온난화로 남극과 북극의 눈과 얼음이 계속해서 녹고 있습니다. 북극의 경우 대륙이 없고 빙하로 이루어져있습니다. 남극은 대륙 위에 눈과 얼음이 뒤덮고 있죠. 북극의 빙하가 녹게 될 경우 해수면의 상승은 없다고 보시는게 맞습니다. 왜냐하면 물 위에 얼음이 둥둥 떠있다가 얼음이 녹아도 수위가 안 올라가는 이유와 같습니다. 물은 얼음이 되면서 부피가 커지는데, 그 부피가 커지는 만큼 수면 위로 뜨기 때문이죠. 하지만 남극의 경우는 다릅니다. 남극은 대륙이며 대륙위에 눈과 얼음이 뒤덮고 있죠. 이 눈과 얼음이 녹으면서 바다로 유입되면 해수면의 상승이 일어날 수 있습니다. 하지만 지구 전체 면적의 70퍼 정도가 바다이며 일부 남극의 얼음이 전부 녹지 않는 이상 해수위의 상승은 미미합니다.눈과 얼음이 녹아 바다로 유입되고 태양 에너지를 받아 수온이 상승하게 되면 해수위가 상승하는 또 다른 조건입니다. 바닷물에 열이 가해지면 운동성이 활발해져 부피가 팽창하기 때문입니다.그러나, 온난화로 인해 영구동토층이 녹아 온난화를 가속시킬 위험도 존재합니다.영구동토층은 보통 북극의 고위도에 위치하며, 1년 내내 얼어 붙어 있는 퇴적물, 토양, 기반암 등을 의미합니다. 영구동토층의 면적은 지구 육지 표면적의 14%이며 약 2100만 km² 입니다. 이 영구동토층은 탄소, 메탄 가스를 포함하고 있으며 녹게되면 탄소와 메탄가스가 대기로 나올 수 있습니다. 즉, 지구온난화를 가속하는 요인이 될 수 있습니다. 그래서 시한폭탄이라는 표현을 하고있죠. 온난화로 지구가 따뜻해지면서 영구동토층이 녹을 수 있는데, 영구동토층이 녹으면서 온실가스인 탄소, 메탄가스가 대기로 흘러나오니 온난화가 더욱 가속화될 수 있죠.모든 빙하가 녹는다면 해수위가 60~80m 정도 올라간다는 추산이 있습니다. 만약, 모든 빙하가 녹아 섬이나 침수지역이 발생한다면, 자연 현상으로 막기에는 어려운 부분이며 과감히 침수지역을 포기하고 이전하는 작업을 수행해야 할 것입니다. 또한 육지, 섬이 줄어드는 만큼 인구 밀도는 높아질것으로 예상됩니다.
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Q. 비는 어떻게 오는 걸까요???
안녕하세요. 김두환 과학전문가입니다.공기중에 수증기량이 많은 상태에서 상승기류를 만나면 공기가 하늘로 올라갑니다. 수증기를 포함한 공기가 하늘로 올라가면 부피가 팽창하고 온도가 떨어지게 되는데 이 때 온도가 떨어지면서 수증기가 물로 바뀌죠. 그러면서 구름이 형성됩니다. 이 구름에 있는 아주 작은 물방울이 있는데, 구름 속 수증기량과 물의 양이 많을 때 작은 물방울들이 서로 병합하게 됩니다. 그러면서 조금씩 크기가 커져 지상으로 떨어지게 되죠. 이것이 비가 내리는 원리입니다.현재는 장마철이라 비가 지속적으로 내리고 있지만, 8월이 되면 다시 맑은날을 볼 수 있을듯하네요.