항공기 탑승 중에 만나는 난기류들은 무슨 과학적 현상으로 인해서 기체가 심하게 흔들리게 만드나요?

Question

국내 비행 말고 주로 해외 비행 시 장기간 항공기 이용할 때 난기류를 한, 두 번씩 만나곤 합니다.

그런데 이렇게 난기류들을 만났을 때 무슨 과학적 현상으로 인해서 기체가 심하게 흔들리는 것인가요? 단순한 구름 속을 지나는게 아닌가요?

Answer 1

안녕하세요. 이만우 과학전문가입니다.

결론부터 얘기하자면 난기류로 인한 추락 걱정은 안 해도 된다. 입니다.

난기류는 자동차가 비포장도로를 달릴 때 요동치는 것과 비슷한 현상이죠.

잘 와 닿지 않는다면 ... 지상에서는 바퀴가 자동차를 떠받치고 있죠.

비행기의 경우 날개가 기체를 떠받치는 바퀴의 역할을 합니다. 날개는 안정되고 매끄러운 공기층을 미끄러지듯 타는데, 흐름이 불규칙한 공기층을 만나면 당연히 흔들리게 됩니다.

마치 차의 바퀴가 울퉁불퉁한 노면에서 요동치듯 말입니다.

자동차가 비포장길에서 덜컹거린다고 어디 낭떠러지로 떨어지는 게 아닌 것처럼 비행기 역시 불안정한 기류에서 흔들린다고

어디로 떨어지는 것은 아닙니다.

전문가들의 단언을 증명이라도 하듯, 잘 날던 비행기가 순전히 난기류로 인해 추락한 사례는 아직까지 없으니..

난기류를 만나 모두가 놀랄때 태연한척 하셔도 무방합니다. ㅎㅎㅎ^^

Answer 2

안녕하세요. 형성민 과학전문가입니다.

대류는 공기의 상승 및 하강 운동으로 인해 발생하는 현상입니다. 대류는 일반적으로 태양열에 의해 발생하는 기체의 온도 차이로 인해 유발됩니다. 항공기가 고도를 올라가거나 내려갈 때, 다양한 온도와 압력의 공기층을 통과하면서 대류 현상이 발생할 수 있습니다. 이로 인해 항공기는 기체의 상승 또는 하강에 따라 난기류에 영향을 받게 되어 흔들릴 수 있습니다.

Answer 3

안녕하세요. 김경렬 과학전문가입니다.

우선 난기류란 무엇인지 알아 보겠습니다. 공기의 흐름을 기류라고 하는데 기류는 크게 두 가지 종류로 층류와 난기류가 있습니다. 난기류는 줄여서 난류라고도 하고 영어로는 Turbulence라 합니다. 층류는 공기 분자들이 모두 같은 속도 그리고 일정한 방향으로 고르게 흐르는 규칙적인 흐름을 말합니다. 난류는 층류와 달리 불규칙적인 흐름을 말합니다. 서로 접하고 있던 공기분자들이 어느 근방에 속도 또는 방향 차이가 생겨 일정하던 공기흐름에 크고 작은 소용돌이가 발생하면서 불규칙적인 흐름이 형성됩니다.

비행기가 난류 속을 비행하면 이러한 소용돌이의 영향으로 흔들리게 되는데 소용돌이가 강할수록 더 많이 흔들립니다. 순항 중에 주로 접하게되는 난류는 윈드 세어(Windshear) 즉 전단풍으로 발생하는 합니다. 윈드세어는 고도와 관계없이 작은 지역에서 풍양 또는 풍속이 급격하게 변하는 현상을 윈드세어라 정의합니다.

높은 고도에서 풍향,풍속 이렇게 급변하는 이유가 뭘까요? 바로 제트기류 때문입니다. 제트기류는 고고도에서 발생하는 편서풍으로 좁지만 매우 빠른 기류입니다. 우리나라 근처에는 주로 두 개의 제트기류가 형성 됩니다. 남쪽으로 가게 되면 제트기류를 한번 또는 2번 통과하게 되고 또한 동쪽이나 서쪽으로 가는 경우 이 제트기류의 영향권에 있기 때문에 비교적 난류를 만날 확률이 높다고 할 수 있습니다. 제트기류는 수분이 없기 때문에 눈에 보이지 않고 투명합니다. 그래서 이러한 제트기로 생성되는 난류를 Clear Air Turbulence(청정 난류) 줄여서 CAT라고 부릅니다.

Answer 4

안녕하세요. 김재훈 과학전문가입니다.

난기류는 일반적으로 공기의 불규칙한 움직임으로 인해 발생합니다 이 불규칙한 공기의 움직임 속으로 비행기가 들어가게 되면 비행기의 움직임이 불안정해져 흔들리는 겁니다

Answer 5

안녕하세요. 김학영 과학전문가입니다. 난기류는 대기 상태의 불균형으로 인해 발생하는 대기의 흐름 현상입니다. 대기의 온도, 압력, 습도 등이 지구 상의 지형, 해류, 태양 복사량 등의 요인에 따라 다양하게 변동합니다. 이러한 대기 상태의 변화가 일정 이상으로 불균형을 초래하면 대기가 이동하면서 기체가 흔들리게 만드는 것입니다.