장마철에 번개치고 천둥 치면 정말 무서운데, 번개가 만들어지는 원리가 궁금해요.

Question

올해도 얼마나 비가 올지 걱정이 되는 게 사실입니다.

해마다 바람은 비를 몰고 오고 번개도 같이 옵션으로 따라오던데

번개는 왜 만들어지며 만들어지는 원리가 궁금해서요.

Answer 1

안녕하세요. 김철승 과학전문가입니다.

번개는 대기 중의 강한

상승 기류로 인해

생깁니다

이 상승 기류는 구름 내부에서

얼음 결정과 물방울의 충돌을 일으키며

이 과정에서 전하가 분리됩니다

구름 상단에는 양의 전하가

하단에는 음의 전하가 쌓이며

전하는 높은 전기장을 만듭니다

결국 이 전기장이 충분히 강해지면

전기적 분리를 극복하고

공기의 절연을 무너뜨립니다

이때 방전이 일어나면서

번개가 발생합니다

이 방전은 에너지를 방출하며

그 결과 우리가 번개라고 부르는

빛과 번개의 특징적인 소리

즉 천둥을 만들어냅니다

번개는 때로는 구름과 구름 사이에서

때로는 구름과 지면 사이에서 일어납니다

비와 함께 발생하는 번개는

대기 조건이 격렬한 날씨를

출현시키는 상황에서 자주 발생하는

흔하게 볼 수 있는 자연 현상입니다

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Answer 2

안녕하세요. 이충흔 과학전문가입니다.

번개는 자연 현상으로, 대기 상에서 두 개의 전기적으로 충전된 지역 사이에서 정전기 방전이 발생하는 것입니다. 이는 다음과 같은 원리로 이루어집니다.

1. 전하 분리 (Charge Separation): 번개는 번개구름 안에서 발생합니다. 번개구름은 상층과 하층 사이에 강한 상승 기류와 하강 기류가 발생하는 환경입니다. 상승 기류는 작은 물방울을 상층으로 올려 3만 5천 피트에서 7만 피트까지 높이 올립니다. 동시에 하강 기류는 얼음과 우박을 상층에서 하강시킵니다. 이러한 충돌로 물방울이 얼어붙고 열이 방출됩니다.

이 열로 인해 우박과 얼음의 표면은 주변보다 약간 더 따뜻해지며, “소프트 헤일” 또는 “그라우펠”이 형성됩니다. 그라우펠이 추가적인 물방울과 얼음 입자와 충돌하면 전자가 떨어져 내려가고, 하강 입자에 모이게 됩니다. 이로 인해 번개구름은 음전하를 가진 기저와 양전하를 가진 꼭대기를 가지게 됩니다.

2. 전기장 생성 (Field Generation): 전기학에서는 반대극이 서로 끌어당기고 절연체는 전기 흐름을 억제한다는 원리가 있습니다. 번개구름 내에서 양전하와 음전하가 분리되면 기저와 꼭대기 사이에 전기장이 생성됩니다. 이러한 전하들은 더 많은 양전하와 음전하로 분리되어 전기장이 강화됩니다. 그러나 대기는 전기 흐름을 억제하는 매우 좋은 절연체이므로, 거대한 양의 전하가 축적되어야 번개가 발생합니다. 이 전하가 일정 수준에 도달하면 대기의 절연 특성을 뛰어넘어 번개가 발생합니다. 번개구름 내부의 전기장 뿐만 아니라 지표면 아래에서도 양전하가 모이게 됩니다. 이것이 지상에서 구름과 지상 사이의 번개를 생성하는 원리입니다.

따라서 번개는 전하 분리와 전기장 생성을 통해 발생하며, 우리가 볼 수 있는 가장 강력하고 불규칙한 자연 현상 중 하나입니다.

Answer 3

안녕하세요. 박성학 과학전문가입니다.

번개는 구름과 구름 구름과 지표면사이에서 공중 전기의 방전이 일어나 만들어지는 불꿏 현상입니다 .

번개가 내리치는 속도를 뇌속이라고 부르는데 일반적으로 시속 약 3억6천만km의 속도로 내리치게 됩니다