안녕하세요 송종민 전문가입니다. 많은 질문 바랍니다.
Q. 태풍이 생성되는 원리 간단한 이유는 뭘까요?
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.태풍, 허리케인, 사이클론은 모두 '열대성 저기압'을 발생하는 지역에 따라서 구분하는 명칭입니다.태풍은 북태평양 남서부사이클론은 인도양, 뱅골만허리케인은 카리브해, 서인도 제도 태풍은 아주 기압이 낮은 저기압인 지역입니다.주위와 압력 차이가 커서 아래와 같이 엄청난 기류 변화가 생깁니다. 이 힘으로 주위에 강한 바람과 바닷가 습기를 몰고 가서 큰 비를 내립니다. 태풍 생성 원리태풍의 생성원리는 여름이 되기 시작하면 바다의 표면 온도 즉 표층 온도가 27°C 이상이 되고 여기에 큰 저기압이 형성되면 생깁니다.처음에는 그리 큰 저기압은 아니지만 저위도에서 중위도로 올라오면서 해상에 많은 바다에서 증발한 수증기가 구름 즉 액화하면서 내뿜는 액화열을 흡수하면서 풍속과 강수량이 강해집니다.그래서 대형으로 발전하는 것입니다. 구름 중에서도 수직 방향으로 커진 구름을 적란운이라고 하는데이런 적란운들은 많은 양의 비를 지상으로 뿌립니다. 적란운들이 만들어지면 수증기들이 물로 변하는 과정에서많은 열에너지를 방출하게 되는데 이때 만들어진 뜨거운 공기가 다시 저기압으로이동하면서 다시 더 많은 적란운들을 만들어 냅니다. 이때 상승하는 공기들은 지구의 자전에 영향을 받아서 회오리바람을 형성하게 됩니다.이때 발생한 회오리바람이 초속 17미터 이상에 도달하게 되면우리는 이 회오리바람을 태풍이라고 부르게 됩니다.토네이도는 열대성 저기압이 아니라 일종의 강력한 회오리바람입니다.
Q. 바다생물은 민물에서 살지못하나요?
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.담수어, 기수어, 해수어 1. 담수어관상용 열대어 중 많이 사육되는 것이 바로 담수어(淡水漁, fresh water fish)다. 담수어는 일생 또는 그 대부분을 강이나 호소(湖沼)에서 생활하는 어류로 민물고기라고도 부른다. 담수어는 냉수성 담수어와 온수성 담수어로 나눌 수 있다. 냉수성 담수어의 경우 높은 지대나 북쪽의 한랭한 수역에 서식하고 있다. 이와 반대로 온수성 담수어는 온난한 지방 평지의 담수역에 사는데, 온수성 담수어의 경우 계절에 따른 수온의 변동에 대한 저항력이 강한 것이 특징이다. 그리고 해양과 담수역(域) 사이를 오가던 물고기가 담수 속의 생활에 완전히 적응하여 담수어가 된 것으로는 육봉어(陸封魚)가 있다.담수어의 경우 평생 담수에만 사는 것은 아니다. 일생 중 일정 기간 바다에 나가기도 각시송어와 같이 원래는 해양과 담수역(域) 사이를 오가는 어류도 있다. 담수와 해류를 견디는 것에 따라 1차~2차 담수어로 나눌 수 있다. 1차 담수어는 평생 담수에만 살면서 해수에는 견뎌낼 수 없는 어종으로 붕어, 잉어, 피라미 등이 있다. 2차 담수어는 주로 담수에 살지만 일시적으로 해수에서도 견뎌낼 수 있는 어류를 지칭하는데 연어, 은어, 뱀장어 등이 이에 속한다. 또 어느 정도 삼투조절 능력이 있어서 담수와 해수를 왕래하는 주연성 담수어류로 구분한다. 2차 담수어와 주연성 담수어류를 제외하면 거의 모든 종이 바다에서 민물로 오가거나 민물에서 바다로 오가면서 일생을 마감한다. 그 이유는 바로 삼투현상 때문이다.물고기들은 물속에서 평생을 살아가기 때문에 수분과 전해질(염분)의 균형을 유지하기 위해 독특한 방법으로 생활하는 데 이것을 삼투조절(Osmoregulation)이라고 한다. 삼투현상은 거의 모든 어류에 있어 민물에만 살아야 할지, 해수에서만 살아야 할지를 결정하는 것으로, 이 삼투조절 시스템의 차이로 담수어와 해수어를 구분할 수 있다. 담수어의 경우 선성(腺性) 뇌하수체에서 분비되는 호르몬인 프로락틴도 삼투압 조절에 중요한 역할을 하는데, 담수어는 신장을 통해 수분을 끊임없이 방출하면서 염분을 적극적으로 흡수한다.지구상의 담수어는 전체 물고기의 약 25%를 차지하고 담수어는 400여 종으로 대부분 원산지 이외의 곳에서 번식·사육되어 나온다. 이 중 한국에 알려진 것은 대략147종 정도이며 수요가 많아지면 앞으로 점차 그 종은 늘어날 것으로 예상된다.담수어는 해수어와 달리 수돗물로 키울 수 있으며 성질이 비교적 온순한 편이다. 사육 난도가 높지 않아 입문자들에게 적합한 물고기라 할 수 있겠다. 인기 있는 담수어로는 구피, 테트라, 알비도, 구라미, 플래티, 코리도라스, 소드테일 등이 있다. 반면 담수어 중에서 건강하지만 약간의 공격성을 지녀 단독으로 사육하는 편이 좋은 어종으로는 베타, 디스커스, 시클리드, 수마트라 ,클라운로치, 주얼피시, 라이어테일 등이 있다.대형 또는 진기어(珍奇魚)로는 아로와나, 피라니아, 네눈박이고기, 아처피시, 엘레판트노즈, 크라운테트라, 거꾸로메기 · 전기메기 등이 있다.
Q. 천둥과 번개는 어떻게 생성되나요?
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.●천둥번개(thunder and lightning): 공기 중을 흐르는 전류에 의해 생성되는 빛이 번개이고 공기의 급격한 팽창과 압축에 의해 생겨나는 충격파가 천둥입니다.■ 번개번개구름 속에서 분리 축적된 음·양의 전하 사이 또는 구름 속의 전하와 지면에 유도되는 전화와의 사이에서 발생하는 불꽃방전을 번개라고 합니다. 번개방전 또는 뇌방전이라고도 하며, 구름속의 전하 사이의 방전을 구름속 방전, 구름 방전 또는 구름사이 방전, 구름과 지면 사이의 방전을 대지 방전 또는 ‘벼락’이라고 합니다. 어느 쪽의 방전이라 할지라도 규모가 대단히 크고, 방전 직전의 양쪽 전하 중심 사이의 전위차는 1억∼10억V, 중화되는 전하는 통상 20∼30 쿨롬으로서, 방전로의 길이는 수km로부터 십수km에 이릅니다. 번개는 좁은 의미로는 이 방전에 의한 발광현상을 말하는데 이 방전에 의하여 나는 소리를 천둥이라고 합니다.■ 천둥공중전기의 방전에 의하여 발생하는 소리를 말하는데 공중전기의 방전로는 30,000K의 고온에 달하여 초음속으로 팽창하게 되므로 기압의 충격파를 일으켜 천둥을 울리게 합니다. 천둥 그 자체는 0.5초 이하의 단시간의 현상이지만 방전로의 길이가 2∼14km에 이르고 있으므로 귀까지의 도달시간 차이 때문에 소리가 길게 끌면서 들리며 천둥이 들리는 범위는 30km 정도입니다.
Q. 얼음은 영하 몇도부터 얼기 시작하나요?
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.날씨가 추워지면 당연하듯 호수나 강, 산간지방의 계곡 등에서 물이 얼게 됩니다.물은 영하에서 언다는 사실을 모르는 사람은 없지요. 0℃ 이하가 되면 물이 얼음으로 변한다는 것은 당연한 일입니다.그런데 0℃보다 낮은 온도에서도 얼지 않는 물이 있답니다. 바로 소금기가 포함되어 있는 물, 바닷물이랍니다. 물에 소금기가 포함되면 순수한 물의 상태보다 어는점이 내려가 빙점 강하 현상이 일어납니다.그래서 바닷물은 영하의 날씨에도 얼지 않지요. 그런데 순수한 물인데도 영하 40℃의 추위에도 얼지 않는 물도 있답니다. 액체가 어는 점 이하에서도 원래의 모습을 유지하는 현상을 과냉각이라고 하는데요. 물 분자들 사이에서 수소 결합이 일어나는 경우 이 상태가 유지됩니다. 일상생활에서는 쉽게 접할 수 없으며 실험에 의해서나 인위적 으로만 가능하답니다.표면 위에 얼음이 어는 이유.그런데 얼음은 왜 위부터 얼까요? 그냥 밑에서부터 얼면 위험할 일도 없을 텐데 말입니다. 그것은 바로 밀도와의 상관관계 때문입니다.겨울, 호수나 강에 물이 얼거나 냉장고에 물을 넣어 얼음을 얼리거나 하면 물의 위쪽이 표면부터 얼기 시작합니다. 차가운 공기와 더 빨리 닿기 때문에 물이 빨리 어는 것 같아 보이지요. 여기에는 과학적인 이유가 존재하고 있었답니다.일반적으로 대부분의 물질은 온도가 낮아지면 부피가 줄어들게 됩니다. 그리고 밀도는 질량/부피이기 때문에 온도가 낮아질수록 밀도는 커지지요. 그러나 물은 온도가 4℃가 될 때까지는 온도가 낮아지면 부피가 작아져서 밀도가 커지는데, 온도가 4℃ 보다 낮아지면 오히려 부피가 증가하여 밀도가 작아지게 됩니다. 결국 얼어 있는 물은 그냥 물의 온도인 4℃보다 낮기 때문에 밀도가 작아져 물 위로 뜨게 되는 것이지요. 밀도가 높은 물은 무겁기 때문에 아래로 내려가고 얼음은 가벼워져서 위로 올라갑니다.
Q. 일식과 월식 중 어떤 것이 자주 일어나나요?
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.두 공전궤도면이 일치하거나 비슷한 시기에 그믐달이면 일식이 보름달이면 월식이 일어날 수 있습니다.그림자는 영역이기 때문에 정확하게 두 궤도가 일치할 때 발생하면 태양 전체가 가려지는개기일식이나 개기월식이 발생하고 약간 그림자가 걸쳐진 경우 부분일식, 부분월식이 일어납니다.물론 지구의 그림자가 달 그림자에 비해 크기 때문에 월식이 일어날 확률이 상대적으로 더 높고개기월식이 될 확률도 개기일식에 비해 더 자주 일어 납니다.