하늘에 번개는 어떻게 생성이 되는가요?

Question

먹구름이 생기면 잠시뒤에 천둥을 동반한 번개가 치는 걸 종종 볼 수 있습니다.

또한 마른 하늘에 번개가 치는경우도 종종 있죠.

번개는 어떻게 생성이 되는가요? 과학적으로 궁금합니다 .

Answer 1

천둥 번개는 구름 속에 형성된 전기장 때문에 생성됩니다.

구름 입자는 양전하, 음전하를 가지게 되는데 입자가 전하의 갯수를 맞추기 위해 이동하는 순간이 있습니다.

이것이 천둥 번개를 발생 시킵니다.

그런데 이 구름 속의 전기장이 물방울과의 마찰에 의해서 발생합니다.

먹구름 안에 있는 물방울이나 작은 얼음들이 계속 부딪히며 얼음은 전자를 뺏기고 더 높은 곳으로 상승합니다.

그러면 위쪽은 상대적으로 양전하, 아래쪽은 음전하를 가지게 되어 번개가 만들어지게 됩니다.

Answer 2

안녕하세요. 김경태 과학전문가입니다.

천둥 번개의 발생원인이 되는 가장 보편적인 것은 뇌운이지만 그 이외에도 눈보라 모래폭풍 화산폭발 등이 원인일 수도 있다. 뇌운의 상부에는 차고 밀도가 높은 공기가 존재하고 하부에는 따뜻하고 습도가 높은 공기가 존재하는 경우가 발생한다. 하부의 따뜻한 공기는 상승기류로 되어 상승하여 구름이 되고 상부의 찬 공기는 하강한다. 뇌운은 증기로 충전되어 있고 대체로 상단부는 양전하를 띤 얼음결정을 이루고 하단부는 음전하를 띤 물방울로 이루어져 있다. 뇌운 속에서 전하 축적에 따라 그 바로 아래 지표면에는 운저 전하와 역극성 전하가 유기되므로 양자간 전기장의 세기가 증대하여 공기절연 파괴내력을 넘으면 양자 사이에 불꽃방전이 발생하고 이른 바 번개가 일어난다. 일반적으로 낙뢰(벼락)는 대기상태에서 다량의 양전하와 음전하가 분리되어 전기장의 세기가 일정한 값을 초과하면 공기분자의 전리파괴가 일어나 전자와 이온에 의한 전도로가 형성되어 발생한다. 낙뢰(번개)는 태풍과 같은 중간규모의 기층이 상승하거나 대규모의 안정된 기층이 상승할 때는 발생하지 않고 주로 공기밀도가 작은 난기를 파고들 때나 여름철 태양에너지가 풍부한 날 오후 국지적으로 지면에 접한 대기가 가열되어 빠른 속도로 상승할 때 뇌운이 생성되면서 낙뢰(번개)가 발생한다. 번개 칠 때 같이 생기는 천둥은 번개에서 나온 엄청난 열이 급격하게 공기를 가열하여 팽창시키거나 수축시키기 때문에 나는 소리이다.