안녕하세요.
지구과학·천문우주
Q. 지구도 자석과 같이 남극 북극으로 나눠져 있는데요. 남극과 북극의 위치도 시간에 따라서 조금씩 바뀌나요?
안녕하세요. 이용준 전문가입니다.지구의 북극과 남극을 이야기하려면 진북과 자북이라는 두 용어를 정확하게 알아야 합니다. 현재 우리가 일반적으로 말하는 북극은 진북을 말합니다. 진북은 지구의 자전축이 지표면과 만나는 곳을 말하며, 자전축이 연장된 선상에 북극성이 있다고 합니다.(정확하게 일치하지는 않습니다.)자북은 지구의 자기장에 의해 만들어지는 자기력의 북극을 말합니다. 지구의 자기장은 외핵의 대류에 의해 발생하며 이 대류에 따라 자북극은 일정한 곳에 위치하지 않고 조금씩 이동을 합니다. 심한 경우는 자기장이 완전히 반대로 되는 때도 있으며, 이를 지자기 역전이라고 합니다. 진북과 자북은 대체로 일치하지 않습니다.질문에서 말한 북극성이 북극에 위치하지 않았던 상황은 세차운동에 따른 결과입니다. 지구의 진북은 그대로 이지만 지구가 자전하는 동안 팽이가 수직축을 중심으로 회전축이 돌아가는 것처럼 지구의 자전축도 연직 방향에 대해 조금씩 시계방향(북에서 보았을 때)으로 회전을 합니다. 이 자전축이 회전하는 주기는 약 26000년입니다. 다시 말해서 현재는 북극의 연장선에 북극성이 있지만 시간이 지남에 따라 북극성은 북극의 연장선에서 점점 멀어지게 되는 것입니다. 현재는 지구가 태양에 가까운 위치(근일점)에 있을 때 북반구는 겨울이지만, 13000년 전에는 현재와 반대로 여름이었습니다.도움이 되셨기를 바랍니다. 감사합니다.
지구과학·천문우주
Q. 대기 중에서 대류권과 성층권의 경계인 트로포포즈가 무엇이며, 이것의 높이가 변화하는 이유가 궁금해요.
안녕하세요. 이용준 전문가입니다.트로포포즈(tropopause, 대류권 계면)는 대류권(troposphere)과 성층권(stratosphere)의 경계면을 말합니다. 대기권은 고도에 따른 기온변화를 기준으로 아래에서부터 대류권, 성층권, 중간권, 열권으로 구분합니다. 대류권과 중간권은 고도가 높아질수록 기온이 하강하고, 성층권과 열권은 반대로 고도가 높아질수록 기온이 상승합니다. 대류권과 중간권은 가벼운 공기가 아래에, 무거운 공기가 위에 있어 불안정한 상태이므로 대류 현상이 발생합니다. 성층권과 열권은 가벼운 공기가 위에 있어 매우 아정하므로 대류가 일어나지 않습니다.지표에서 중간권까지는 지구 표면에 의해 가열되므로 고도가 높아짐에 따라 기온이 하강해야 하나, 성층권 중간에 오존층이 있어 태양으로부터 오는 자외선을 흡수하여 기온이 상승합니다.대류권의 대류 현상이 그 위쪽의 성층권에 영향을 미치지 못하므로 두 층 사이는 경계부, 즉 트로포포즈가 생기는 것입니다.도움이 되셨기를 바랍니다. 감사합니다.
지구과학·천문우주
Q. 배행기가 상공 10km에서 비행하는 이유는 므엇인가요?
안녕하세요. 이용준 전문가입니다.상공 10km는 대류권과 성층권의 경계 부분(대류권 계면)에 해당합니다. 대기권은 고도에 따른 기온 변화를 기준으로 지표로부터 대류권, 성층권, 중간권, 열권으로 구분됩니다. 대류권은 이름에서 알 수 있듯이 대류가 일어나는 구간입니다. 대류가 일어난다는 것은 대기가 불안정한 상태라는 의미이며, 빠른 속도로 날아가는 비행기에는 큰 장애물이 됩니다. 성층권은 대기가 안정하여 대류가 일어나지 않습니다. 비행기가 성층권을 이용하면 좋겠지만 위로 올라갈수록 대기가 희박해져 연료 소비가 증가합니다. 따라서 비행의 안전성, 연료 효율 등을 고려하여 가장 적절한 고도인 대류권 계면을 이용하는 것입니다. 참고로 대류권 계면의 높이는 위도에 따라, 계절에 따라 달라지면, 저위도로 갈수록, 기온이 높을수록 높아집니다.도움이 되셨기를 바랍니다. 감사합니다.
지구과학·천문우주
Q. 지진의 규모와 진도는 어떻게 측정되고 구분되나요?
안녕하세요. 이용준 전문가입니다.지진이 발생했을 때 지진의 정도를 나타내는 용어로 규모(magnitude)와 진도(intensity)가 사용됩니다. 먼저 규모는 실제 지진의 세기를 나타내는 단위로, 진원지와의 거리에 관계 없이 해당 지진이 가지는 절대적인 강도를 나타내는 단위입니다. 규모의 종류에는 리히터 규모 등 여러가지가 있으나 우리나라에서는 보통 리히터 규모를 사용합니다. 리히터 규모(M)와 에너지(E)는 로그와 관련된 수식(logE =11.8+1.5M)으로 표현할 수 있습니다. 수식에 숫자를 대입해보면 규모 0.1은 약 1.4배의 에너지 차이를 나타냅니다. 규모가 1 차이에 따른 에너지는 10^1.5, 즉 32배에 해당하고, 2 차이는 1000배, 3차이는 32000배에 해당합니다. 일반적으로 규모를 나타낼 때에는 아라비아 숫자로 소숫점 첫째 자리까지 표현합니다.진도는 지진이 발생한 장소에서의 땅이 흔들린 정도를 나타내는 상대적인 척도를 말합니다. 즉 지진에 의한 피해 정도를 나타냅니다. 진도는 흔들린 정도에 따라 로마 숫자로 Ⅰ부터 XII까지 표현합니다. 예를 들어 일본에서 규모 7의 지진이 발생했다고 했을 때, 이 지진의 규모는 7이지만, 진도는 진앙지 근처에서는 크게 나오더라도 우리나라에서는 진도가 0인 것입니다. 도움이 되셨기를 바랍니다. 감사합니다.
지구과학·천문우주
Q. 왜 지구는 둥근데 우리가 걷는 길은 평평할까요?
안녕하세요. 이용준 전문가입니다.지구가 둥글다고 하지만 평평하다고 느껴지는 것은 지구가 크기 때문입니다. 선이 굽은 정도를 나타내는 곡률은 원의 지름의 역수로 나타납니다. 다시 말해서 원의 지름이 커질수록 곡률이 작아진다는 것입니다. 실제로 원을 그려보면 지름이 커질수록 같은 각도에 해당하는 호의 곡률이 작아지는 것을 알 수 있습니다. 지구의 반지름은 약 6400km이므로 곡률은 매우 작으며, 인간의 크기에 비교한다면 곡률은 거의 '0'에 가까운 상황입니다. 그러나 지평선이 드러난 곳이나 수평선을 본다면 약간 굽어 있는 것을 알 수도 있습니다. 도움이 되셨기를 바랍니다. 감사합니다.