안녕하세요. 박조훈 전문가입니다.
지구과학·천문우주
Q. 히말라야 산맥은 인도판과 유라시아판이 충돌하면서 생겻다고 하는데요. 다른 곳에서도 이런 현상으로 생긴 산맥이나 산이 있나요?
안녕하세요. 박조훈 전문가입니다.알프스 산맥은 아프리카판과 유라시아판이 충돌하면서 형성되었습니다. 이 충돌 과정에서 아프리카판이 유라시아판 아래로 밀려들어가면서 지각이 압축되어 산맥이 융기하게 되었습니다. 이 과정은 약 6,000만 년 전부터 시작된 것으로 알려져 있습니다. 히말라야 산맥과 알프스 산맥 모두 대륙판 간의 충돌로 인해 형성된 산맥이라는 점에서 유사하지만, 히말라야 산맥은 인도판과 유라시아판의 충돌로 더 높은 고도를 자랑하는 반면, 알프스 산맥은 상대적으로 덜 높은 고도를 가지고 있습니다. 안데스 산맥은 해양판과 대륙판의 충돌로 형성되었습니다. 나즈카판(해양판)이 남아메리카판(대륙판) 아래로 섭입(하강)하면서, 지각이 융기하고 화산 활동이 활발해지면서 안데스 산맥이 형성되었습니다. 이 과정에서 섭입된 해양판의 물질이 녹아 마그마를 형성하고, 이로 인해 안데스 산맥에서는 화산 활동이 활발하게 일어납니다. 히말라야나 알프스와 달리, 안데스 산맥은 대륙판과 해양판이 충돌하여 형성된 산맥입니다. 따라서 화산 활동이 더 두드러지며, 이 점에서 차이가 있습니다. 하지만 기본적인 형성 원리는 판의 충돌로 인해 지각이 융기된다는 점에서 공통점이 있습니다. 로키 산맥은 태평양판과 북아메리카판의 상호작용에 의해 형성되었습니다. 태평양판이 북아메리카판 아래로 섭입하면서 지각이 융기하고, 이 과정에서 산맥이 형성되었습니다. 이는 안데스 산맥과 유사한 해양판-대륙판 섭입 과정에서 발생한 산맥입니다. 미국 동부에 위치한 애팔래치아 산맥도 판의 충돌로 형성되었으며, 과거 북아메리카판과 아프리카판이 충돌한 결과 생겨난 산맥입니다. 하지만 현재는 이 판들이 더 이상 충돌하지 않기 때문에 히말라야처럼 높지 않으며, 오랜 시간 침식되면서 고도가 낮아졌습니다.
지구과학·천문우주
Q. 우주에 서는 어떤 시간 을 사용을 하는 건가요?
안녕하세요. 박조훈 전문가입니다.세계협정시(UTC)는 지구상의 모든 지역에서 시간대가 다른 것을 고려해 전 세계적으로 표준화된 시간입니다. 우주에서의 모든 주요 활동, 임무 계획, 통신 등은 UTC를 기준으로 관리됩니다. 이는 지구의 여러 시간대를 혼란 없이 관리하고, 세계 여러 나라가 공동으로 진행하는 우주 임무에서 효율적으로 협력할 수 있도록 돕습니다. 국제우주정거장(ISS)에서는 UTC를 표준 시간으로 사용합니다. ISS는 다양한 국가의 우주비행사들이 협력해 운영하기 때문에, UTC는 전 세계 우주 기관이 함께 사용하기에 가장 적합한 시간 기준입니다. ISS는 지구를 90분마다 한 바퀴씩 공전하기 때문에 하루에 16번의 일출과 일몰을 경험합니다. 하지만 ISS 승무원들은 지구에서의 생활 패턴에 맞추기 위해, UTC에 따라 하루 일과를 정하고 생활합니다. 달 탐사나 화성 탐사 등 장거리 우주 탐사에서도 지구의 시간 체계가 기준이 될 가능성이 큽니다. 예를 들어, 아르테미스 프로그램과 같은 달 탐사 계획에서도 지구의 UTC를 기본 시간으로 사용합니다. 이는 지구와의 통신과 협력을 위해 통일된 시간 기준이 필요하기 때문입니다. 미래에 화성 같은 먼 행성에서 장기적인 거주가 이루어질 경우, 그 행성의 자전 주기를 기준으로 한 새로운 시간 체계가 필요할 수 있습니다. 예를 들어, 화성의 하루는 약 24시간 39분이므로, 화성에서는 지구 시간과 약간 차이가 나는 시간이 사용될 가능성이 있습니다. 우주비행사들은 우주에서의 임무 동안 지구 시간을 기준으로 일과를 진행합니다. 그들은 UTC에 맞춰 작업을 수행하고, 임무 일정을 계획하며, 지구와의 통신과 협력을 유지합니다.
지구과학·천문우주
Q. 적도 반류의 발생 원인, 분포, 계절의 따른 변화가 궁금합니다
안녕하세요. 박조훈 전문가입니다.적도 반류는 주로 무역풍과 전향력, 에크만 수송의 상호작용으로 발생합니다. 적도 반류는 적도 부근에서 서에서 동으로 흐르는 해류로, 서->동 방향의 흐름을 특징으로 합니다. 발생 원인은 북반구에서는 남동쪽에서 북서쪽으로 부는 남동무역풍이, 남반구에서는 남서쪽에서 북동쪽으로 부는 남동무역풍이 해류를 움직입니다. 이러한 무역풍은 적도 부근에서 바다의 물을 서쪽으로 밀어냅니다. 그러나 적도 부근에서는 전향력(코리올리 효과)이 약하기 때문에, 이곳의 해류는 무역풍의 영향만으로 움직이지 않습니다. 에크만 수송은 무역풍의 힘에 의해 표층의 해수가 일정 각도로 움직이는 현상입니다. 에크만 수송의 방향은 북반구에서는 진행 방향의 오른쪽, 남반구에서는 진행 방향의 왼쪽으로 작용합니다. 적도 부근에서는 무역풍에 의해 서쪽으로 해수가 이동하지만, 에크만 수송에 의해 해수가 적도 반류로 동쪽으로 역류하게 됩니다. 무역풍이 해수를 서쪽으로 밀어내면서 서쪽의 해수면이 동쪽보다 높아지게 되며, 이로 인해 서쪽에서 동쪽으로 수압 경도력이 작용하게 됩니다. 이로 인해 물이 동쪽으로 흐르게 되는데, 이것이 적도 반류의 중요한 원인입니다. 적도 반류는 주로 적도 부근에서 나타나며, 북위 3도에서 10도 사이에 위치합니다. 이 위치는 열대 수렴대(ITCZ, Intertropical Convergence Zone)의 계절적 변동에 따라 변합니다. 열대수렴대는 계절에 따라 남북으로 이동하는데, 이는 주로 태양 복사 에너지와 관련이 있습니다. 여름철 북반구에서는 열대수렴대가 북쪽으로 이동하고, 겨울철 북반구에서는 남쪽으로 이동합니다. 따라서 적도 반류의 위치도 이 수렴대의 이동에 따라 계절적으로 변동합니다. 열대수렴대가 북쪽으로 이동할 때는 적도 반류도 약간 북쪽으로 이동하며, 열대수렴대가 남쪽으로 이동할 때는 적도 반류도 남쪽으로 이동합니다. 이 변동은 큰 폭은 아니지만, 해류의 분포와 경로에 미세한 변화를 가져옵니다. 적도 반류는 북적도 해류와 남적도 해류 사이에 위치합니다. 북적도 해류와 남적도 해류는 각각 무역풍에 의해 서쪽으로 흐르며, 적도 반류는 그 중간에서 반대로 동쪽으로 흐릅니다. 적도 반류는 주로 북적도 해류와 관련이 있으며, 이를 기준으로 북적도 해류와 남적도 해류가 구분됩니다. 적도 반류는 북적도 해류의 일부가 서쪽으로 이동하는 것과 반대로 동쪽으로 흘러가며, 이는 지형류의 형태로 서쪽에서 동쪽으로 흐릅니다. 이 지형류는 해수면 높이 차이로 인한 수압 경도력에 의해 발생합니다. 적도 근처에서는 전향력(코리올리 효과)이 약합니다. 전향력은 지구의 자전으로 인해 물체가 진행 방향의 오른쪽(북반구) 또는 왼쪽(남반구)으로 휘어지는 힘인데, 적도 부근에서는 이 힘이 거의 작용하지 않습니다. 이는 전향력이 극지방에서 가장 강하고 적도에서는 거의 0에 가까워지기 때문입니다. 따라서, 적도 반류에서는 전향력이 크게 작용하지 않으며, 대신 수압 경도력과 에크만 수송이 중요한 역할을 합니다. 에크만 수송은 무역풍의 영향을 받아 북반구에서는 오른쪽으로, 남반구에서는 왼쪽으로 작용하지만, 적도에서는 이러한 에크만 수송의 영향이 감소해 서->동 방향의 흐름이 나타납니다.
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Q. 고도와 기온의 상관관계에 대해 궁금합니다.
안녕하세요. 박조훈 전문가입니다.고도가 높아지면 대기압과 대기의 밀도가 낮아집니다. 지표면에서는 공기의 밀도가 높기 때문에 공기가 더 많은 열을 흡수하고 보존할 수 있습니다. 그러나 고도가 높아지면 대기가 희박해져 공기가 열을 보존할 수 있는 능력이 떨어집니다. 지표면 가까운 곳에서는 공기가 압축되어 밀도가 높지만, 고도가 올라갈수록 대기압이 줄어들면서 공기가 팽창하고 밀도가 낮아집니다. 공기가 팽창하면 온도가 낮아지는 현상이 발생합니다. 이 과정은 단열 팽창(adiabatic expansion)이라고 불리며, 공기가 팽창하면서 온도가 떨어지게 됩니다. 태양은 지구 대기나 공기를 직접 가열하는 것이 아니라, 지구의 표면에 에너지를 전달해 지표면을 가열합니다. 지표면이 태양 에너지를 흡수한 후 그 에너지가 다시 대기로 방출되면서, 공기가 가열되는 것입니다. 고도가 높아질수록 지표면에서 발생하는 열이 전달되는 공기층이 줄어들기 때문에 온도가 낮아지게 됩니다. 태양 에너지는 지구 표면에 도달할 때 주로 태양 복사 에너지 형태로 전달됩니다. 이 복사 에너지는 대기층보다는 주로 지표면에서 흡수되고, 지표면에서 공기로 전달되는 열전도를 통해 공기가 따뜻해집니다. 고도가 높아질수록 이 에너지 전달이 줄어들기 때문에 기온이 낮아지는 것입니다. 태양과 가까워진다고 해서 기온이 반드시 높아지지 않는 이유는, 기온은 대기의 밀도와 열 보존 능력에 더 큰 영향을 받기 때문입니다. 대기가 희박해지면 열이 쉽게 흩어지기 때문에, 태양에 더 가까워지더라도 공기가 충분히 열을 흡수하지 못합니다.
지구과학·천문우주
Q. 구름이 낮게 내려온게 안개라고 보면되나요?
안녕하세요. 박조훈 전문가입니다.구름은 대기 중 높은 곳에서 형성되며, 다양한 고도에서 볼 수 있습니다. 구름은 기류와 대기 조건에 의해 하늘 높이 떠 있는 상태로 존재합니다. 안개는 지표면에 가까운 낮은 고도에서 형성됩니다. 이는 지표면에 있는 공기가 차가워져 수증기가 응결하면서 생기는 현상입니다. 안개는 낮게 깔린 구름처럼 보이며, 주로 공기가 차가워지는 이른 아침이나 습한 날에 발생합니다. 안개는 사실상 구름이 지표면에 내려온 형태로 볼 수 있습니다. 구름이 형성되는 원리와 동일하게, 공기 중의 수증기가 차가운 공기와 만나 응결해 작은 물방울을 형성하면서 안개가 발생합니다. 구름과 안개는 기상학적으로 같은 물리적 과정으로 형성되지만, 구름은 하늘에, 안개는 지표면 근처에 위치한다는 차이만 있을 뿐입니다. 산 위에서 보면 구름이 마치 안개처럼 산을 감싸는 것을 볼 수 있는데, 이는 산이 높아 구름과 지표면이 가까워진 상태입니다. 사실상 구름이 지표면에 가까워져 안개처럼 보이는 것입니다. 바다 위에서 발생하는 해무도 바다 근처의 공기가 차가워지면서 구름과 같은 형성 원리로 발생한 안개입니다.