안녕하세요 송종민 전문가입니다. 많은 질문 바랍니다.
Q. 태양열의 원리가, 궁금합니다.
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.태양에서 방사되는 전자기파로부터 얻어지는 복사열을 의미한다. 태양은 내부에서의 핵융합 반응으로 인해 높은 열에너지(thermal energy)를 가지고 있는데, 이로 인해 끊임없이 많은 복사파를 외부로 방출하고 있다. 지구는 태양으로부터 오는 전자기파 복사를 통해 열에너지를 얻게 된다. 태양열을 통해 얻어지는 열에너지를 태양열 에너지(Solar thermal energy)라고 한다.인간의 태양열 이용 현대적인 태양열 기술이 발명되기 오래 전부터 사람들은 태양열을 이용해왔다. 고대 중국인들은 거주공간의 태양 에너지를 극대화하기 위해 건축물을 남향으로 설계하기도 하였고, 고대 그리스에서는 볼록렌즈를 이용하여 태양빛을 집광하여 불을 붙이기도 하였다. 또한 초기 우크라이나 이민자들은 지붕 처마와 창문을 사용하여 겨울에 태양으로부터 최대의 열에너지를 이끌어 내고자 하였고 반대로 여름에는 최악의 과열을 피하고자 했다. 물론 과거의 태양열 이용 방식들은 수동적인 활용의 차원에 그쳤으나 확실히 태양열의 존재를 알고 있었고, 나름의 방식대로 태양열을 사용해왔다. 오늘날 사람들은 기술적인 발전을 통해 태양 에너지를 보다 적극적으로 이용할 수 있게 되었다.태양열 발전 태양열 발전의 기본 원리는 기본적으로 발전기 또는 엔진과 같은 열역학적 시스템을 통해 태양 복사를 열에너지로 전환하는 것이다. 넓은 영역의 태양빛을 좁은 영역으로 집중시켜서 열에너지를 축적한다. 이렇게 만들어진 열에너지를 다시 전기를 생성하는데 이용할 수 있는 기계적 에너지로 변환시킨다. 즉, 집열기를 통해 태양열을 모아 물을 데우고, 이를 통해 증기터빈을 돌려서 전기를 얻는다. 이러한 방법은 화석연료를 이용한 일반적인 발전방식에서 열원에 해당하는 것이 태양 에너지로 바뀐 것일 뿐 구조적으로는 거의 같은 형태의 발전방식이라고 볼 수 있다. 이러한 태양열 발전은 태양광 발전과는 명확히 구분되는 방식으로, 태양광 발전은 태양빛을 바로 전기에너지로 전환하는 형태이다.
Q. 박쥐들은 초음파를 이용해 어떻게 앞을 보나요?
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.초음파를 외부로 보내면 초음피가 부딪히고 돌아오는 것을 파악해서 구조와 외형 지형지물을 파악할 수 있습니다.
Q. 토치에 사용되는 압전소자는 건전지가 없나요??
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.가스조절기로 열어서 가스가 나오게 한 후 누르면 압전소자를 누르면 순간적으로 전기가 발생하고,전류와 전압에 의해 온도가 상승하면 가스에 불이 붙게 되는데요.이런 압전소자에서 전기가 발생하는 부분을 가스토치입구 근처에 두어서 불이 바깥에서 붙도록 되어 있습니다.압전소자라는 부분을 눌러주면 되는데, 압전소자는 손으로 누르는 압력에 의해 물질의 구조가 바뀌고, 그로 인해 순간적으로 전기가 발생되며, 순간적인 전류와 전압에 의해 온도가 상승되며, 가스에 불이 붙게 되는 것이죠.
Q. 실제 빙하는 표면이 어떤 모습인가요?
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.얼음과 눈이 뭉쳐서 오랜세월 굳어진 결정체 입니다. 투명하고 매끈한 표면의 얼음 보다는 거칠고 이물질도 많은 상태 입니다. 햇빛에 반사되면 에메랄드 색으로 보입니다.
Q. 엘리뇨나 라니냐로 인해 우리나라 기후는 어떤 영향을 미치나요?
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.내년 1월과 2월도 기온이 평년기온(영하 0.9도와 영상 1.2도)보다 낮을 확률이 20%로 같았다. 1월의 경우 기온이 평년기온과 비슷할 확률이 50%로 높을 확률(30%)보다 높았지만 2월은 12월과 마찬가지로 두 확률이 같았다.기상청 기후예측모델뿐 아니라 미국과 영국 등의 11개 기상청 예측모델도 올겨울 우리나라 기온이 평년기온보다 높을 확률이 크다고 예측했다.우선 5월 시작한 엘니뇨가 '포근한 겨울'을 전망케 하는 요인으로 꼽힌다. 엘니뇨는 열대 동태평양 감시구역 해수면 온도가 3개월 이동평균으로 평년보다 0.5도 이상 높은 상황이 5개월 이상 지속되는 현상을 말한다.엘니뇨가 발생하면 서태평양 대류 활동이 예년보다 줄어들고 이 지역 강수량이 줄고 바다에서 대기로 잠열도 덜 방출된다. 또 필리핀해 쪽 대기 하층에는 고기압성 순환, 상층엔 저기압성 순환이 형성, 일본 동쪽에 고기압성 순환을 발달시킨다. 북반구에서는 고기압 가장자리를 타고 시계방향으로 바람이 불게돼 일본 동쪽에 고기압이 발달하고 우리나라로는 비교적 따뜻한 남풍이 불게 된다. 이와 함께 서인도양 해수면 온도는 높고, 동인도양 해수면 온도는 낮은 상황도 포근한 겨울을 전망케 하는 요인이다. 일본 동쪽에 고기압이 발달하기 때문이다.이외 요인은 '북대서양 쌍극자 패턴' 발현이다.북대서양 북쪽은 해수면 온도가 낮고 남쪽이 높을 경우 유럽에 고기압, 시베리아에 저기압, 동아시아 쪽엔 고기압이 형성된다.우리나라가 고기압 영향권에 들면 맑은 날이 이어지며 햇볕이 많이 내리쬐기 때문에 기온이 상승한다.