지하 깊은 곳에서 형성되어 수백 년 동안 일정하게 유지되는 지하수가 한여름에는 시원하게 느껴지고 한겨울에는 따뜻하게 느껴지는 이유는 무엇인가요?

Question

지하 깊은 곳에서 형성되어 수백 년 동안 일정하게 유지되는 지하수가 한여름에는 시원하게 느껴지고 한겨울에는 따뜻하게 느껴지는 이유는 무엇인가요?

Answer 1

안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.

지하수의 온도는 사계절 내내 거의 변화 없이 일정한 상태를 유지하지만, 계절에 따라 우리가 느끼는 주변 대기와의 상대적인 온도 차이와 인체의 열 감지 체계 때문에 한여름에는 시원하고 한겨울에는 따뜻하게 느껴지는 것입니다.

흙과 암석은 비열이 크고 열전도율이 매우 낮아, 계절 변화에 따른 태양열이나 겨울철 한기의 영향은 지표면 근처에만 미칠 뿐, 지하 10~15m 아래 깊은 곳까지는 전달되지 못합니다. 이 때문에 지하 깊은 곳의 물은 지열과 지표면 기온의 장기적 평균이 합쳐진 해당 지역의 연평균 기온을 수백 년 이상 항시 유지할 수 있습니다.

인체 피부의 온도 수용체는 절대적인 수치를 읽어내는 것이 아니라, 피부 표면을 통해 열이 얼마나 빠르게 빠져나가거나 들어오는가를 감지하기 때문에 대기 온도가 높은 여름에는 지하수가 주변 공기나 체온보다 훨씬 낮아 피부의 열을 빠르게 빼앗아가므로 열역학적으로 시원함을 느끼며, 대기 온도가 영하로 떨어지는 겨울에는 지하수가 바깥 공기보다 높습니다. 따라서 차가운 공기에 노출되어 있던 손이 지하수에 닿으면 열 손실이 멈추고 온기가 전달되어 따뜻함을 느끼게 되는 것입니다.