안녕하세요.
지구과학·천문우주
Q. 태풍은 어떤 조건에서 약해지거나 강해지는 건가요?
태풍의 에너지원은 수증기에 숨어 있는 잠열입니다. 따라서 수증기를 공급 받을 수 있는 곳에서는 태풍의 세력이 커지고, 수증기를 공급 받지 못하면 세력이 약해집니다. 태풍이 발생하는 곳은 수온이 25도 이상인 열대 해상입니다. 우리나라에 올라오는 경우는 우리나라 주변 바다의 수온이 충분히 올라가 수증기를 공급할 수 있는 여름~초가을입니다. 태풍이 우리나라를 통과해서 동해로 빠져나가면 상대적으로 차가운 바다물을 만나게 되어 수증기를 더 이상 공급 받지 못하므로 세력이 약해져 온대 저기압을 바뀐 후 소멸됩니다. 육지로 들어가는 경우 바다에 비해 표면이 거칠어 마찰로 에너지를 사용하고, 육지에서는 수증기를 공급 받지 못하므로 소멸됩니다. 최근 지구 온난화에 따라 우리나라 주변 바다의 수온이 상승하는 것이 관측됨에 따라 여름보다 이른 계절, 도는 가을 이후에도 태풍이 다가올 수 있으며, 태풍의 세기도 증가할 것이라는 예측도 있습니다.
지구과학·천문우주
Q. 보이저2호의 오르트구름 탐사가 가능할까요?
보이저 1호와 2호는 태양권 바깥 부분에 대한 탐사를 목적으로 발사된 우주 탐사선입니다. 오르트 구름은 태양으로부터 약 20000AU(1AU는 지구-태양 사이의 거리인 1억5천만 km) 떨어진 곳에 있습니다. 현재 보이저가 순항하는 속도를 바탕으로 계산해보면 앞으로 약 300년 후에 오르트 구름이 시작되는 곳에 도달할 것이라고 합니다. 보이저가 오르트 구름을 탐사할 수는 있으나 그 정보를 받아보기는 매우 어려울 것 같아요.
지구과학·천문우주
Q. 태양은 절대 초신성폭발을 안한다는데 이유가 뭔가요?
한마디로 말씀드리면 태양은 크기가 작아 초신성이 되지 못하는 것입니다. 초신성은 주계열성의 마지막 단계에서 나타나는 진화 형태의 하나입니다. 주계열성은 중심핵에서 일어나는 수소핵융합 반응을 통해 에너지를 생성합니다. 중심핵에 있는 수소가 모두 사용되면 중심핵은 헬륨으로만 이루어진 헬륨핵이 되고 주계열을 떠나게 됩니다. 중심핵에서 에너지가 생성되지 않으므로 중심부를 비롯한 별은 중력에 의해 수축합니다. 수축하는 과정에서 중심부의 온도가 올라가고 중심핵 바깥 부분에서 수소핵융합 반응이 일어나(수소껍질 연소) 중심핵을 뺀 나머지 부분은 팽창하게 됩니다. 중심핵은 더욱 수축하고 온도는 더욱 올라가 3개의 헬륨이 융합하는 헬륨핵융합 반응이 일어납니다. 이때 급격한 에너지 생성으로 인해 별이 팽창하고 밝기가 갑자기 증가하여 새로운 별이 탄생하는 것처럼 보여 '초신성(super nova)'이라고 합니다. 과학자들은 초신성이 되기 위해서는 별의 질량이 태양의 1.4배 이상이 되어야 한다고 합니다. 태양 질량 정도의 별은 별의 외부가 팽창하기는 하지만 초신성까지는 가지 못하고 껍질만 우주 공간으로 날려 보내게 됩니다. 이렇게 별의 껍질이 팽창하며 퍼지는 것을 '행성상 성운(planetary nebula)'이라고 합니다.
지구과학·천문우주
Q. 지구가 맨틀이나 핵등의 구조인지 어떻게 알 수 있는건가요?
지구 내부 구조를 알기 위한 가장 좋은 방법은 지구 내부를 파고 들어가 살펴보는 것입니다. 인체를 알기 위해 해부하는 것과 같은 이치입니다. 그러나 지구 내부로 들어가는 것은 매우 어렵습니다. 그래서 과학자들이 고안한 방법이 지구 내부를 통과해서 전파되는 지진파를 이용하는 방법입니다. 해부를 하지 않고 인체 내부를 들여다보는 초음파와 같은 원리입니다.지진파는 지구 내부를 통과하는 동안 물성이나 밀도가 달라지면 굴절하거나 반사합니다. 횡파인 S파는 고체 상태만 통과합니다. 지진이 발생했을 때 진원으로부터의 각거리에 따라 관측소에 도달하는 지진파의 종류와 도달하는 데 걸린 시간 등을 종합적으로 분석해서 얻은 결과가 현재 우리가 알고 있는 지구 내부의 층상 구조입니다.
화학
Q. 태풍의 방향은 어떻게 결정되는지 궁금합니다?
태풍은 열대저기압으로 발생한 이후 주로 고위도인 북쪽으로 이동합니다. 일반적으로는 이동하는 동안 무역풍대에서는 무역풍의 영향을 받아 북서쪽으로, 편서풍대에서는 편서풍의 영향을 받아 북동쪽으로 이동하며 전체적으로는 포물선을 그립니다. 북서에서 북동으로 방향이 바뀌는 지점을 전향점이라고 하는데 태풍의 이동 속도는 전향점을 기준으로 확연히 달라집니다. 전향점은 보통 위도 30도 부근이며, 전향점을 통과한 이후 이동속도가 매우 빨라집니다. 태풍의 이동 경로에 영향을 미치는 또 하나의 요인은 북태평양 고기압입니다. 태풍은 북태평양 고기압의 주변을 따라 움직입니다. 얼마전 우리나라로 올라오던 '독수리'의 경우 우리나라까지 영향을 미친 북태평양 고기압으로 인해 우리나라보다 남쪽으로 진행해 중국 내륙으로 들어가는 경로를 보였습니다. 이로 인해 베이징 등에 엄청난 폭우가 내린 것입니다.태풍이 북상하는 정도는 통과하는 해역의 수온에 의해 결정되는데 여름철에서 초가을까지는 우리나라 주변 바다의 수온이 높아 우리나라까지 올라오는 것입니다.