안녕하세요 송종민 전문가입니다. 많은 질문 바랍니다.
Q. 태풍이나 토네이드가 발생이 되는 원인이 과학적으로 어떻게 되는건지 궁금합니다.
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.태풍(颱風[2], typhoon)은 북서태평양[3]에서 발생하는 강력한 열대성 저기압의 통칭, 또는 이 저기압대의 이동에 따른 자연재해를 이른다. 보퍼트 풍력 계급 12등급에 속하는 맹렬한 바람을 뜻하기도 한다.[4] 국지적 난기류를 동반하는 적란운의 한 종류로, 그 가운데에서도 가장 크기가 큰 기상현상이다. 가끔 적란운의 특징인 천둥, 번개, 용오름, 우박을 동반하기도 하지만, 일반적인 적란운과 달리, 상층에 온난핵을 동반하고 한랭 이류의 개입 없이 저위도에서 활동하는 열대성 저기압의 특성상 눈벽 부근(대류밴드)에서 운정고도가 높게 발달하는 적란운을 제외하면 천둥, 번개는 거의 발생하지 않는다.[5] 하지만, 나무가 뽑혀 나갈 정도의 강풍과 함께 소나기를 능가하는 집중호우가 쏟아진다. 북반구에서는 진행 방향의 오른쪽 반원이 위험 반원이며 남반구에서는 진행 방향의 왼쪽 반원이 위험 반원이다. 그 반대를 가항 반원(안전 반원)이라 하는데, 위험 반원보다 세력이 약하다. 물론 상대적으로 약한 것이니 가항 반원이라고 해서 무조건 안전한 것만은 아니다.주로 한여름부터 초가을인 7월, 8월, 9월에 태풍이 자주 발생한다. 한반도에 내습하는 태풍들은 거의 대부분 이 기간에 집중되어 있으며, 간혹 간접 영향까지는 6월과 10월에 영향을 주는 경우도 일어난다. 심지어 10월은 직접 영향도 있고 상륙도 하기도 한다.[6][7] 여름철에 뜨거운 열을 받은 해양 표면의 물이 증발하고 대류에 의해 상승하다가 응결하는데, 방출하는 잠열[8]에 의해 다시 주변 수증기들을 가열하면서 대류권 계면까지 상승시킨다. 이때 강한 상승기류로 인해 강력한 저기압이 발생한다.토네이도(용오름)좁고 강력한 저기압 주위에 부는 자연에서 가장 강한 바람을 토네이도 또는 트위스터(twister)로 부른다. 토네이도의 회전은 깔때기 모양의 구름이나 소용돌이치는 먼지 및 파편구름의 형태로 지상에 나타난다.토네이도는 전 세계적인 현상이다. 그림 1에 제시된 바와 같이, 실제로 토네이도는 남극 대륙을 제외한 모든 곳에서 보고되고 있다. 그러나 토네이도는 주로 미국에서 많이 발생한다. 미국에서는 연평균 1,000여회의 토네이도가 발생하며, 특히 2004년에는 1,819회가 발생하였다. 미국 내의 토네이도 발생 장소는 알래스카 주와 하와이 주를 포함한 전 지역에 해당되나 가장 빈번하게 발생하는 장소는 텍사스 주 중부지역에서부터 네브래스카 주에 이르는 중부 대평원까지 이다. 이 지역을 토네이도 통로로 부른다.
Q. 해바라기는 어떻게 해를 바라보나요?
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.생장 효율 높이기 위해 햇빛 따라다녀꽃이 피기 전까지 해바라기가 왜 해를 쫓아다니는지에 대한 이유는 미국 캘리포니아대학 연구진이 2016년 8월 ‘사이언스’지에 발표한 연구결과에서 밝혀졌다. 연구진은 해가 뜨기 직전에 해바라기가 심어진 화분의 방향을 180도 돌려 줄기 끝이 서쪽으로 향하게 했다.실험 결과 그렇게 성장한 해바라기는 식물체 무게가 덜 나갔고 잎의 면적도 작았다. 즉, 해바라기가 해를 쫓아다니는 것은 빛을 최대한 받아 광합성 효율을 높임으로써 생장 효율을 높이기 위해서였다. 줄기의 축이 해를 향해야 수직 방향으로 달리는 잎이 더 많은 햇빛을 받을 수 있기 때문이다.연구진은 LED 조명을 이용해 계속해서 동쪽 방향에서만 빛을 비춰주는 실험도 진행했다. 그런데 해바라기는 태양이 질 무렵이면 어김없이 서쪽으로 줄기 끝을 돌려버렸다. 해바라기를 움직이게 하는 것은 빛이 아니라는 뜻이다.연구진은 추가 실험을 진행해 해바라기를 움직이게 하는 것은 식물체에 내재된 일주기라는 사실을 밝혀냈다. 즉, 24시간 일주기의 리듬에 따라 식물성장호르몬인 옥신의 농도를 조절함으로써 밤에는 줄기를 동쪽으로 향하게 하고 낮에는 점차 서쪽으로 향하게 하는 것이다.그런데 성장하는 동안 해바라기의 줄기 끝은 점점 동쪽으로 향하면서 성장이 끝나고 꽃이 필 무렵엔 완전히 동쪽을 향해 굳어진다. 더 이상 해바라기가 아닌 동쪽 바라기가 되는 셈이다. 여기에도 이유가 있었다.동쪽으로 향한 꽃이 수분 효율 높아연구진은 아침에 동쪽을 바라보는 해바라기 꽃이 일부러 서쪽으로 방향을 바꾸어 놓은 해바라기 꽃보다 온도가 3~4도 더 높다는 사실을 알아냈다. 또한 서쪽으로 돌려놓은 해바라기 꽃에 비해 동쪽을 바라보는 해바라기 꽃에 찾아오는 벌이나 나비 같은 수분 곤충의 방문 빈도는 5배나 더 높았다.
Q. 구간단속구간의 단속 원리가 궁금합니다.
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.단속 구간 시작에서 차량의 번호판을 촬영하고, 단속 구간 끝에서 한 번 더 촬영한다.[3] 그리고 시작 구간에서 종료 구간까지의 평균 속도를 계산하여 제한속도를 넘어가면 단속한다. 물론 시작 지점과 종료 지점에서 과속을 할 경우에도 단속 대상이다.[4] 시점, 평균속도, 종점 셋 다 속도 위반을 했을지라도 딱지(고지서)는 찍힌 속도가 제일 높은 것만 날아온다. 만약 해당 구간의 차량 이동 평균 속도가 제한속도를 넘는다면, 평균값 정리에 의해 제한속도를 위반한 시점이 적어도 한 곳 이상 있다는 것을 알 수 있다.예를 들어 단속 구간이 총 10km 이고, 제한속도가 100km/h 라고 하면, 해당 구간을 통과한 시간이 6분 1초 이상이어야 하며 6분 밑으로 통과한다면 과속을 한 것. 물론 일반적인 과속단속과 마찬가지로 계기오차나 전산상 딜레이 등을 감안하여 제한 속도의 10km/h 초과까지는 단속되지 않는다.[5]단속 카메라의 차로 인식 수(?)가 일반 단속(과속/신호위반과속)보다 줄어든다. 구 감압 센서형[6] 단속 카메라는 최대 1차선, 현재 상용화된 레이더형 단속 카메라는 최대 2차로까지 인식이 가능한 것으로 보인다.
Q. 같은 면적이어도 검정색과 하얀색이 다르게 느껴지는 이유는 뭘까요?
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.같은 면적의 색종이라도 색상이 진할 수록 면적이 작아보이고, 색이 연할 수록 커보입니다.
Q. 달까지 몇 광년,태양까지 몇 광년인지 계산식을 알고싶어요
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.사람들은 달을 쳐다보며 달이 지구에서 얼마나 멀리 떨어져 있는지 궁금해 했다. 달은 지구 주위를 타원 궤도로 돌기 때문에 달은 지구를 공전하면서 한 달을 주기로 지구와의 거리가 멀어지기도 하고 가까워지기도 한다. 달이 지구와 가장 가까워지는 지점이 근지점인데 그 거리는 약 360,000km이며, 달이 지구와 가장 먼 지점인 원지점일 때 거리는 약 405,000km이다. 지구에서 달까지의 평균 거리는 약 382,500km이다.태양까지 거리1억 4천959만 7870.696km 입니다.