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지구과학·천문우주
Q. 구름 형태에 따라 비가오는 정도가 다른가요
구름은 공기 중의 수증기가 상승함에 따라 기온이 낮아져 응굘한 물방울입니다. 상승기류가 강하면 구름방울의 상하운동이 활발해져 구름 방울끼리 충돌을 통해 점점 빗방울로 성장합니다. 그러다 빗방울에 작용하는 중력의 크기가 상승기류보다 세면 빗방울은 낙하합니다. 따라서 상승기류가 센 곳에서 만들어진 구름에서 내리는 빗방울이 더 큽니다. 상승기류가 약한 경우에는 구름의 두께가 얇은 층운형 구름이 만들어지고 상승기류가 강한 경우에는 구름의 두께가 두꺼운 수직으로 발달하는 적운형 구름이 만들어집니다. 층운형 구름에서 내리는 비는 적운형 구름에서 내리는 비보다 크기도 작고 내리는 정도도 약합니다. 온대 저기압이 지나가는 경우 온난전선의 앞쪽에서는 층운형 구름에 의한 비가 내립니다. 한랭전선이 지나갈 때에는 적운형 구름에서 소나기가 내립니다. 최근 소나기가 내릴 때 일기예보를 들어보시면 대기가 불안정하다고 하는 이야기를 자주 합니다. 대기가 불안정하다는 것은 그만큼 상승기류가 강하다는 의미가 되고 따라서 소나기 또는 강한 비가 내릴 확률이 높다는 의미가 됩니다. 이런 경우 우박, 천둥과 반개가 동반되기도 합니다.
지구과학·천문우주
Q. 단순히 비가 0도 이하가 되면 눈인가요?
비가 0도 이하가 되면 눈이 아니라 우박이 됩니다. 눈은 수증기가 승화되어 기체에서 고체로 된 것입니다. 눈은 커질수록 결정의 크기가 커지지만 우박은 커질수록 겹겹이 쌓인 형태가 됩니다. 따라서 크기가 큰 우박을 잘라보면 나이테처럼 보이는 모습을 볼 수 있습니다.
지구과학·천문우주
Q. 목성 걸표면의 줄무늬는 무엇으로 이루어져있나요?
목성은 지구와는 달리 기체로 이루어진 행성입니다. 밀도가 지구보다 작아 자전 속도는 매우 빠릅니다. 지구는 표면이 고체로 되어 있어서 지구 어디에서나 24시간에 1회 자전하지만 목성은 기체로 되어 있어서 위도에 따라 자전 속도가 달라집니다. 이러한 자전 속도 차이로 인해 목성의 기체도 위도에 따라 다른 속도로 회전합니다. 구것이 반영된 것이 목성의 줄무늬입니다. 토성도 기체로 되어 있어서 확대한 사진을 보면 위도와 나란하게 줄무늬가 보입니다. 덧붙여 말하면 태양도 마찬가지 입니다. 그러나 태양의 표면은 너무 밝아 줄무늬가 보이지 않습니다. 대신 표면에서 볼 수 있는 흑점의 이동을 통해 위도에 따라 자전 속도가 다름을 알 수 있습니다. 기체로 이루어진 태양과 행성의 자전 속도는 적도쪽으로 갈수록 빨라집니다.
지구과학·천문우주
Q. 과학을 공부중 상대습도랑 절대습도가 있더군요.
공기 중에 들어있는 수증기의 양을 습도라고 합니다. 절대습도는 공기 1m^3 속에 들어 있는 수증기의 양을 g으로 나타낸 것입니다. 상대습도는 현재 공기가 가질 수 있는 최대의 수증기의 양에 대해 얼마나 들어있는가를 나타냅니다. 절대 습도는 g/m^3, 상대습도는 %로 나타냅니다. 우리가 일반적으로 사용하는 습도는 상대습도입니다.
전기·전자
Q. 천둥과 번개가 치는 원리에 대하여 알려주세요.
번개와 천둥은 구름 방울로부터 시작됩니다. 현재 학자들의 연구에 따르면 빗방울끼리 부딪쳐서 부서지는 과정에서 양전 또는 음전하로 대전된다고 합니다. 이렇게 대전된 구름 사이에서, 또는 구름과 지면 사이에 전하가 급격하게 흐르는 방전 현상을 번개라고 합니다. 그리고 이 전하들이 급격하게 공기 사이를 통과하는 동안 공기의 팽창으로 소리가 발생하는데 이것이 천둥입니다.