지구과학·천문우주
Q. 우박은 어떻게 해서 생성되서 떨어지게 되는건가요?
안녕하세요. 강상우 과학전문가입니다.하늘에서 내리는 고체성 얼음 입자 가운데 '직경 5㎜이상'을 우박, 그 미만은 싸락눈이라 부른다. 우박이 떨어지는 속도는 매우 빨라 직경 1㎝의 경우 초속 14m, 직경 4㎝는 초속 28m로 낙하해 사람이나 가축, 농작물 등에 피해를 낸다.우리나라의 경우 연간 15차례 정도 우박이 떨어진다. 이 가운데 늦봄과 가을철에 각각 서너 차례 우박이 떨어져서 개화기나 결실기에 있는 농작물에 큰 피해를 준다. 우박의 생성원리는 다음과 같다.구름 속 아주 높은 곳에서는 기온이 매우 낮기 때문에 얼음이 생긴다. 하나의 구름 속에 높이에 따라 물방울과 얼음 알갱이가 섞여 있는 경우가 있다. 작은 얼음 알갱이는 구름 속의 물방울의 도움을 받아 더 큰 얼음으로 성장하게 되고 충분히 커지면 무거워서 아래로 떨어지게 된다. 이 떨어지는 얼음 알갱이가 눈이고, 떨어지다 도중에 녹으면 비가 된다. 또 내려오다가 '적란운(cumulonimbus)'과 같은 강한 상승 기류를 만나서 다시 올라가기를 반복하면 큰 얼음 덩어리가 만들어지는데, 이것이 바로 우박이다. 높이가 8∼9km 넘는 짙은 희색 빛을 띠는 '적란운(번개구름)' 속에서는 공기가 심하게 흐트러져서 강한 상승기류가 발생한다. 구름속의 얼음알갱이는 기류의 움직임에 따라 구름속에서 상하로 오르내리는 운동을 하게 된다. 이때 얼음 알갱이 끼리 달라붙어서 큰 덩어리가 되면 커지고 나중에는 상승기류로도 버틸 수 없을만큼 크고 무겁게 되어 지상으로 떨어지는 것이다. 우박은 겨울과 한여름에는 거의 발생하지도 않는다. 날씨가 너무 추울 때는 적란운이 생기지 않기 때문에, 더울 때는 우박이 떨어지는 동안에 녹아버리기 때문에 지상에서는 볼 수 없다.
Q. 천연가스나 석유는 언제쯤 고갈될까요?
안녕하세요. 강상우 과학전문가입니다.석유 매장량(Oil Reserves)은 유층 내에 집적되어 있는 석유를 지표로 끌어올렸을 때 1기압 섭씨 15도 표준상태에서 계량될 석유의 용적으로서, 유층 내에 존재하고 있는 석유의 총량을 나타내는 원시매장량(Original Reserves) 상태에서 층 내의 석유 중 지상으로 끌어올릴 수 있는 석유의 양을 나타내는 가채매장량(Recoverable Reserves)으로 나뉘며, 원시매장량에 대한 가채매장량의 비율을 회수율(Recovery Rate)이라고 부릅니다.가채매장량에서 경제적인 고려로 생산되지 않은 매장량을 제외하면 확인매장량(Proved Reserves)이 된다. 확인매장량을 연간 생산량으로 나눈 연수를 가채년수라고 부르는데 가채년수는 회수기술의 발달이 이루어지면 확대될 수도 있다. 궁극매장량(Ultimate Reserves)이란 지각, 퇴적분지 또는 어느 지역 전체에 존재하는 전체 탄화수소 매장량을 일컬는다. 예상매장량(Possible reserves)은 예상되는 매장량으로 매장량 중에서 가장 신빙성이 낮은 추정치라 할 수 있습니다.유층(Oil Reservoir)이란 저류암층에 매장되어 있는 석유의 층을 말하며 불포화유층과 포화유층의 두 가지 매장형태가 있으며, 오일풀(oil pool)이라고도 부른다. 캐나다와 베네수엘라에 다량 존재하는 오일샌드(Oil Sand)란 석유가 채취될 수 있는 모래 또는 다공질 사암을 말하며, 사암 속의 기름이 천연 아스팔트화 되어 있어도 이 용어를 사용하는데, 이 경우는 타르상 또는 극히 중질의 원유를 다량 함유한 모래를 뜻하는 타르 샌드(Tar Sand)와 동의어다. 오일 셰일(Oilshale)이란 케로젠(유기고분자 화합물)을 다량으로 함유하고 건류에 의해 석유상의 광유가 얻어질 수 있는 혈암을 말한다.
지구과학·천문우주
Q. 백야 현상이 나타나는 이유가 뭔가요?
안녕하세요. 강상우 과학전문가입니다.백야현상은 보통 위도 66.55° 이상의 고위도 지방에서 한여름에 태양이 지평선 아래로 내려가지 않는 현상입니다.자정이면 밤이어야 하는데 낮이 계속되는 현상을 말하지요.북극권에서는 하지 무렵, 남극권에서는 동지 무렵 일어나며, 양 극점에서는 6개월 동안 지속된답니다.그러니까 북극점에서는 춘분부터 추분까지는 계속 낮, 추분부터 다음 해 춘분까지는 계속 밤. 지구의 자전축이 공전궤도로부터 23.4˚ 가량 기울었으므로 북반구/남반구의 위도가 66.6˚ 이상인 극권(極圈)에서는, 역시 위도에 따라 기간이 다르긴 하지만, 백야를 볼 수 있습니다.예를 들어 노르웨이의 스발바르 지역은 노르카프보다 더 북쪽에 위치한 이유로 여름철 동안 지평선 아래로 태양이 전혀 지지 않고 높이도 변화되는 일이 별로 없습니다.