안녕하세요 송종민 전문가입니다. 많은 질문 바랍니다.
Q. 수소차는 최고 친환경 에너지라 하는데 왜 상용화에 장애는 뭔가요?
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.전기차처럼 무거운 배터리가 없어 버스나 화물차, 청 소차 등 대형 상용차에 적합합니다.전문가들은 2030년까지 국제 수소차 시장이 60%가까이 성장해 431억 달러를 넘을 것으로 내다보고 있습니다.문제는 여전히 비싼 수소 비용과 부족한 충전 인프라입니다.같은 성능의 전기차보다 비싼 가격을 낮추는 것과 비 교적 부족한 내구성을 높이는 것도 수소차의 과제로꼽힙니다.
Q. 달의 지각은 어떻게 구성 되어 있나요??
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.달의 지형은 '바다' (mare)라고 불리는 저지대와 이와 구분되는 고지대로 구분된다. 바다는 상대적으로 검고 회색을 띄는, 주로 현무암질로 된 용암 대지이고, 고지대는 밝은 색이며 충돌구(impact crater)가 빽빽하게 분포한다. 고지대는 약 45억년전에, 바다는 약 35억년 전에 생성된 것으로 추정된다. 달에 대기가 없기 때문에 충돌구가 쉽게 만들어지지만 풍화작용과 화산, 지질활동 등을 겪지 않아 오래 유지된다.아폴로11호 (Apollo 11)가 설치한 지진계를 이용한 지진파 연구로 알아낸 달의 내부는 지각, 맨틀, 핵으로 구성되어 있다(그림 6 참조). 철로 된 고체 핵의 반지름은 250km정도이며 그 위에는 액체 핵이 약 50 - 100 km 사이에 분포하는 것으로 추정된다. 60 - 150 km 두께의 지각을 빼면, 나머지 두꺼운 층은 맨틀층이다. 지구의 핵과 마찬가지로 내핵은 고체이고 외핵은 액체로 추정된다. 작은 핵에 비해 맨틀은 두꺼운데, 부분적으로 녹아 있는 하부 맨틀과 중부 맨틀, 상부 맨틀로 구분한다.
Q. 대기 순환이 어떤 과정을 거쳐 이루어지나요?
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.지구를 둘러싸고 있는 공기의 운동은 규모에 따라서 여러 가지로 나눌 수 있다. 그 중 가장 규모가 큰 대기의 흐름이 대기대순환이다. 대기의 운동 및 대기 중의 여러 현상은 각종 에너지의 생성·소멸·전환 등에 기인한다. 특히 대순환의 유지 및 강도는 이들 에너지의 크기에 좌우된다. 대기대순환을 일으키는 근본 인자는 태양에너지이다. 적도지방의 더운 공기가 상승하고 극지방의 찬 공기가 하강하는 대류에 의해 순환이 시작되며, 이 순환에 의하여 에너지가 이동하게 된다.일반적으로 열대지방은 입사되는 복사량이 방출되는 복사량보다 많고, 중위도와 고위도에서는 입사량보다 방출량이 많다. 단기간의 국지적인 평균값은 평형을 이루지 못하지만, 출입하는 복사량은 장시간에 걸친 전체 계(系)에서 보면 평형을 이룬다. 그 이유는 바람이나 해류에 의해서 저위도 지방으로부터 고위도 지방으로 열 수송이 있기 때문이다. 저위도대는 남은 복사량의 일부를 고위도로 수송하고 고위도지방에서는 열 수송을 받아 부족한 열량을 얻게 된다. 따라서 한대지방에서 온도가 계속 하강하거나, 적도 부근에서 계속 상승되지 않는다. 위도권을 횡단할 때 외계로 방출되는 장파복사에너지의 위도에 대한 변화는 입사되는 단파복사에너지의 위도에 대한 변화보다 훨씬 적다. 지구 전체에 걸치는 규모의 대순환에는 알류샨저기압, 아이슬란드저기압 및 아열대고기압 등과 같은 반영구적인 고기압·저기압이 이에 속한다.
Q. 지구는 시속 몇킬로미터로 자전, 공전을 하는것인가요?
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.지구에서 태양까지 거리는 약 150,000,000km이다. 지구의 공전궤도가 원과 가까우므로 원의 둘레, 즉 1년 동안 지구가 태양을 도는 거리는 2×π×150,000,000＝942,000,000km이다. 이를 속도로 계산하면 지구의 공전속도는 초속 약 29km이다.케플러의 법칙에 따라 태양에 가까워질수록 지구는 태양주위를 빨리 돌고 태양에서 멀어질수록 태양주위를 보다 느리게 회전하므로, 지구의 공전속도는 초속 26~33km이다.한 바퀴 도는 데 무슨 24시간씩이나 걸리지?'라고 생각하는 사람도 있을 것이다. 그러나 지구의 회전 속도를 적도 위에 서 있는 사람의 입장에서 생각해 보면 실로 엄청나다. 한번 계산해 볼까?적도의 길이는 약 40,000km에 달한다. 그러므로 적도 위의 한 점은 하루에 약 40,000km의 거리를 움직이는 셈이다. 이를 24시간으로 나누면, 지구는 시속 약 1,700km의 속도로 돌고 있다는 결론이 나온다. 즉, 적도에 서 있는 사람은 시속 1,700km의 속도로 달리고 있는 것과 같다. 이는 일반 항공기보다 빠른 속도이다.
Q. 비가 오지않게 인공 강우 방지 로켓을 쐈다던데 어떤 원리로 가능한가요?
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.비에 대한 이러한 관심은 마침내 날씨를 조절하고자하는 욕망으로까지 발전하였다. 중세기 영국에서는 마을에 있는 모든 교회의 종을 동시에 울려서, 대기를 흔들어 비가 내리게 하도록 시도하기도 했다. 19세기 후반에 이르러서는 공기를 충분히 냉각시키기 위해 액화탄산가스(L-CO2)를 공중에 살포하거나, 로켓을 이용해 폭발물을 구름 높이까지 쏴 올려서 인공적으로 비를 내리는 것(인공강우)을 시도하기도 했다.과학적으로 살펴보면, 인공강우(人工降雨)는 응결핵 또는 빙정핵이 적어 구름방울이 빗방울로 성장하지 못하는 구름에 ‘응결핵’ 즉 ‘비 씨앗’을 뿌려 구름입자가 인공적으로 뭉치도록 하는 것이다. 구름 입자 속에 빗방울을 만드는 응결핵이 적어 구름 속 수분이 빗방울로 자라지 못할 때, 인공비 씨앗을 던져주면 수분이 폭발적으로 달라붙어 빗방울이 되어 지상으로 떨어진다.일반적으로 온도가 0도 이하인 한랭구름에는 빙정핵으로 아이오딘화은(요오드화은, AgI)이, 그리고 냉각물질로 드라이아이스가 활용된다.인공강우 실험이 성공한 것은 1946년에 이르러서이다. 미국 GE(General Electric)사의 쉐퍼(Schaefer)는 연구실에서 냉각상자에 드라이아이스 조각을 떨어뜨렸을 때 작은 얼음결정이 형성되는 것을 목격하고, 항공기를 이용하여 과냉각수적(영하로 내려간 상태에서 얼지 않고 있는 물방울)이 포함된 양떼구름에 드라이아이스를 살포하여 인공적으로 비를 내리는데 최초로 성공했다. 1947년 보네거트(Benard Vonnegut)는 아이오딘화은이 얼음결정과 비슷한 결정구조를 가지고 있는 것에 착안하여 인공강우 실험을 수행하였다. 그는 아이오딘화은을 태워서 발생하는 연기를 과냉각수적에 넣어주면 그 증기는 냉각되어 빙정핵의 역할을 하여 비를 내리게 할 것이라고 생각하였다. 마침내 그는 아이오딘화은 연소기를 개발하여 인공강우 항공실험에 성공하였다.