폭설이 내릴 때 번개가 안 치는 이유

Question

안녕하세요

비가 많이 오거나 하면 천둥번개가 치는데 눈이 많이 올 때는 왜 번개가 안 치는 걸까요?

과학적으로 어떻게 다른지 궁금합니다.

Answer 1

안녕하세요. 이종재 과학전문가입니다.

먼저 천둥과 번개가 생성되는 원리를 알아야 합니다.

번개가 치는 구름은 대기 불안정에 의한 강한 상승기류로 생긴 위쪽으로 길쭉안 적란운입니다.

이적란운에는 맨아래쪽은 물방울이 중간엔 물방울과 얼음알갱이가 맨위쪽은 얼음으로 세등분으로 나뉘게 됩니다.

지구의 중력은 지구에서 멀어질수록 약해져 고도가 높아질수록 열을 머금을 수 있는 공기층이 얇아져 온도가 떨어짐니다.

이적란운 중간층에서 수증기와 얼음알갱이가 서로 부딪쳐서 얼음알갱이에 있는 전자를 수증기가 뺏어가게 됩니다.

그렇게 전자를 빼앗은 무거워진 수증기는 아래로 가벼워진 얼음알갱이는 위로 가게되어 맨밑은 음전하, 맨위는 양전하로 분리되어 전하를 키워나가게됩니다. 이때 둘사이의 전압차이가 발생하면 순간적으로 전위가 낮은곳으로 흐르는 방전 현상이 발생하는데, 구름 안에서 방전하면 운내방전, 구름과 구름사이에 발생하면 운간방전, 구름과 대지사이에 발생하면 낙뢰라고 하며 이러한 뇌방전으로 발생하는 불꽃을 번개라고 합니다.

눈 구름이 형성되려면 아까도 얘기드렸지만 눈의 온도가 제일 중요합니다. 구름의 고도가 높거나 기온이 많이 낮거나 할때 구름안의 수증기가 얼음결정으로 만들어져 저희가 보는 눈이 내리는 것입니다.

즉 눈 구름은 아주 차가운 구름에 의해 발생하기에 적란운 처럼 수증기와 눈알갱이의 경계가 생기기 힘든 상태인 것이죠. 아주 적은 확율로 적란운이 형성된 상태에서 기온이 많이 내려가면 천둥소리와 함께 번개가 치며 눈이 내리는 것을 볼 수는 있습니다.

Answer 2

안녕하세요. 김두환 과학전문가입니다.

천둥 번개는 두꺼운 구름이 형성 됐을 때 그 안에 분포하는 물과 수증기의 음전하가 강해지면서 치게됩니다. 하지만 겨울에 눈이 올때에는 보통 두꺼운 구름은 형성되지 않고 중간 정도의 두께나 얇은 두께의 구름을 형성하고 수증가와 물보다 눈, 얼음 알갱이가 많아 음전하로 대전 되는 정도가 비가 올때에 비해 적습니다. 그래서 번개가 잘 치지 않죠. 하지만 겨울에도 드물게 두껍운 구름이 형성될 수도 있으며, 구름 속에 수증기와 물이 분포할 수도 있습니다. 이럴 경우에는 번개가 칠 수 있습니다.

Answer 3

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 천둥 번개가 치는 구름이 되는 것입니다.

즉, 물방울이 있어야 번개가 치는 것이므로, 눈이 내리기 힘든 조건입니다.