안녕하세요. 박조훈 전문가입니다.
Q. 카오스이론이 가장 잘먹히는 분야와 정확히 무엇인가요
카오스 이론이란 초기 조건의 미세한 차이가 시간이 지남에 따라 매우 큰 차이르 초래한다는 비선형 동적 시스템을 행동으로 연구하는 수학적이론으로서 초기 상태의 미세한 변화가 시간이 지남에 따라 큰 영향을 미치고 출력이 입력에 비례하지 않으며, 작은 변화가 예측 불가능한 결과를 초래할수 있꼬 시스템은 결정론적으로 동작하지만 예측 불가능한 행동을 하게 된다는 상태에서 시작합니다. 카오스 이론의 대표적인 개념으로 나비효과가 있지요. 작은 초기 조건의 변화가 예측할 수 없는 거대한 결과로 이어질수 있음을 상징적으로 표현한 것이며 초기 조건 민감성, 비선형 동적 시스템, 프랙탈 구조, 결정론적 무질서 등에 의한 핵심적인 내용을 바탕으로 기상 및 기후 예측, 금융 및 경제 예측, 유체역학 및 난류 예측, 생태계 및 생물학예측, 전기회로 및 전력 시스템 예측, 천체역학 및 우주 탐사 예측에 주요하게 사용하게 된답니다. 카오스 이론을 설명하기 위한 수학적 예제로 로렌츠 방정식을 사용하고 있으며 dz/dt=xt-bz를 통해(x,y,z는 시스템의 상태를 나타내며 시간에 따라 변화), b(상수) 이를 통하 초기 조건에 매우 민감하고 초기값이 달라지면 완전히 다른 궤적을 나타내게 해준다는 특징을 가지지요!
Q. 기후와 기상예측은 어떻게다르고 어떤식으로 이루어지나요
기후는 일정기간에 걸친 한 지역의 평균적인 날씨 패턴을 의미하며 평균적으로 30년 이상을 의미한답니다. 장기적인 관찰과 분석을 통해 평균 온도, 강수량, 풍속, 습도 등을 결정하게 되며 기상은 단기적으로 발생하는 대기의 상태로서 단기적인 대기의 상태를 실시간으로 관찰하고 예측하게 된답니다.기후 예측은 장기적인 기상 데이터와 기후 모델을 사용하며 위성, 지상기상관측소, 해양부표, 대기 샘플링 등의 데이터들을 통하여 30년 이상의 데이터를 분석하고 평균적으로 기후 패턴을 파악하는 것이지요. 기상의 예측은 단기적인 기상 변화를 빠르고 정확하게 예측하기 위하여 실시간으로 데이터를 수집하며 구름, 강수, 대기 상태를 기상위성을 통하여 관찰하고 레이더를 통하여 강수나 폭풍우의 위치나 이동을 감지하게 하고 지상의 기상 관측소에서 온도, 습도, 기압, 풍속 등의 실시간 자료를 수집하고 수치 예보모델에 수학적 방정식을 통하여 대기의 상태를 예측하는것 이지요~대표적으로 KMA(한국 기상청 모델), GFS(미국 기상 모델), ECMWF(유럽 기상모델)등이 있습니다.
Q. 올해 여름은 작년과 비교시 평균기후가 어떨까요
2024년은 산업화 이전대비 기온이 1.55도 정도 상승한것으로 알려져있으며 역사상 가장 더운 해로 기록되어 있습니다. 극단적인 더위의 원인으로서는 엘리뇨현상과 온실가스 양의 증가가 영향을 준것으로 보고 있으며 2025년엔 엘리뇨보다 라니냐의 해로 예상되고 있기에 전반적으로 기온이 낮을것으로 생각하고 있습니다. 하지만 라니냐는 태풍의 증가와 강수량을 늘리게 하여 국지적인 폭염과 집중호등의 이상기후 현상이 나타날 것으로 보고 있습니다.
Q. 지구의 자기장은 어느정도나 쎄나요?
지구의 자기장의 세기는 위치에 따라다르며 적도부근에선 25마이크로테슬라(µT), 극지역에선 65 마이크로테슬라(µT)수준으로 알려져 있습니다. 자기장은 북극에서 남극으로 향하고 있으며 지리적인 북극과 남극과는 다르며 시간이 지남에 따라 약간의 변화가 이루어진것으로 알려져 있습니다. 지구의 자기장은 지구 주위에 보호막 역할을 하고 있으며 태양풍과 우주방사선으로부터 지구를 보호하게 된답니다!
Q. 유럽에 먼지 회오리가 불었다고 하는데 이유가 무엇인가요?
더스트 데빌로 알려져 있는 먼지 회오리 현상은 맑고 더운 날씨에 발생하는 소규모의 회오리 바람입니다. 지표면 근처에 뜨거운 공기가 빠르게 상승하며 형성되는 소용돌이 현상으로서 일반적으로 강한 지표면의 가열, 차가운 상층공기, 약한 바람에 의해서 형성되게 됩니다. 최근에 영국 맨체스터에서 약 30M높이의 더스트 데빌이 발생하였다는 보고가 있지요~ 해가 잘드는 건조한 지역에서 발생하는 자연스러운 현상으로서 기후변화와 관련이 있을수도 있다고 알려져 있습니다!