천둥이 발생하는 매카니즘과 천둥을 피하는 방법

천둥이 발생하는 메커니즘을 알기 위해서는 먼저 구름에 관해 알아야 합니다. 구름의 종류와 천둥이 발생하는 메커니즘 및 천둥을 잘 피하는 방법이 있는지 알아보고자 합니다.

 

 

 

목차

• 구름
• 구름의 종류
• 천둥
• 천둥 발생 메커니즘
• 천둥 피하는 방법

 

 

구름

구름은 대기 중에서 물방울 또는 얼음 결정이 서로 충돌하고 충돌로 생긴 전기 활동 등으로 공기 속에 형성된 가스 또는 안개 상태의 물체로, 대기 중에서 많이 볼 수 있는 자연현상 중 하나입니다. 

 

대기 순환과 수분 순환의 중요한 요소로서, 날씨와 기후 변화에도 영향을 줍니다. 구름은 크게 고, 중, 저층 구름으로 구분됩니다.

 

고층 구름(고적운, Cirrus) : 높은 고도(5~13km)에서 형성되며 가늘고 희며 더운 듯한 유사한 형태를 가지고 있습니다.  날씨가 좋을 때 자주 볼 수 있으며, 일반적으로 대기의 안정성을 나타냅니다.

 

중층 구름(층적운, Altocumulus) : 주로 2~7km의 중간 고도에서 형성되며 고강도 태양광을 통해 물감과 같은 모양이 발생합니다. 마구 흩어져 있는 모습으로 비가 올 가능성이 있어도 보통 좋은 날씨의 전조입니다.

 

저층 구름(층운, Stratus) : 주로 2km 이하의 저공에서 형성되며, 희고 언듯 무거운 분위기와 더불어 은은한 강우(drizzle)나 안개가 이어지는 경우가 많습니다.

 

또한, 비나 눈을 내리게 하는 구름인 적란운(Cumulonimbus)도 있습니다. 대기가 불안정한 상태에서 상승기류가 매우 빠르게 상승하여 형성되며 번개, 우박 등을 동반할 수 있습니다.

 

 

구름의 종류

구름은 여러 가지 기준에 따라 분류합니다. 각각의 구름은 형태나 높이, 구름의 성격 등의 기준에 따라 구분을 할 수 있습니다.  대표적인 구름의 종류를 소개하겠습니다.

 

적란운(Cumulonimbus) : 번개, 천둥, 강한 비와 바람, 우박 등을 선사하는 큰 구름으로, 상층 부근에서 발생합니다.

 

적운(Cumulus) : 구름의 대표적인 모양으로 중첩된 모양을 가지고 있습니다. 좋은 날씨를 나타내기도 하지만, 대기가 불안정한 상태에서는 금방 커져서 소나기를 일으키거나 천둥번개를 동반할 수도 있습니다.

 

성운(Cirrus) : 가는 선처럼 얇고 길쭉한 형태를 가지고 있으며, 하늘에서 제일 높이 위치하고 있습니다. 보통 좋은 날씨의 전조로 보이지만, 대기가 갑자기 불안정해져  세게 바람이 분 경우에는 폭풍우가 올 가능성이 있습니다.

 

층운(Stratus) : 하얀색 기운이 뭉친 모습을 하고 있으며, 흐리고 어둑한 날씨를 만드는 구름입니다. 대체로 비 예보가 나오면서 층운이 낀 날이 많습니다.

 

악기운(Cumulonimbus Mammatus) : Cumulonimbus 구름이 가지는 특이한 구름으로 마마터스 구름이라고도 불립니다. 야구공과 같은 독특한 둥근 모양을 가지고 있으며, 번개와 우박 등의 재해를 일으키는 난기류가 있을 때 발생합니다.

 

은하운(Altocumulus) : 중층 구름으로 층층이 쌓인 모양을 띠고 있으며, 태양이나 달의 빛이 비치는 때 아름다운 모습으로 자주 관측됩니다.

 

 

<적란운,  출처 : 위키백과>

 

 

천둥

천둥은 번개와 함께 발생하는 현상으로, 대기에서 일어나는 강력한 전기 방전(coronae discharge)이 일어나는 결과입니다. 전기 방전 때문에 공기가 갑자기 팽창하고 수축하면서 폭발적인 소리가 나며, 이를 우리는 천둥이라고 부릅니다.

 

일반적으로 천둥은 번개와 함께 발생하며, 번개는 구름과 지표 사이에서 전기적인 차이를 만드는 결과로 발생합니다.

 

또한, 천둥이 울리는 소리는 거리에 따라 시간 차이가 발생하는데, 이는 소리의 전파 속도가 느리기 때문입니다. 천둥소리의 전파 속도는 약 340m/초이며, 이는 매우 느린 속도이기 때문에 번개를 먼저 확인한 후에 천둥소리가 이어서 들리게 되는 것입니다. 

 

 

천둥 발생 메커니즘

천둥을 열뢰라고도 부릅니다. 한여름에 소나기가 내릴 때 잘 발생하는 특징을 담은 천둥의 별칭입니다. 

 

낮 동안 지면이 태양의 열사를 받아 뜨거워지고 주변의 습한 공기가 상승 기류를 타고 상공으로 올라가면 거기에서 냉각되어 구름이 됩니다. 

 

상승 기류는 1초간에 10m라는 속도이므로 구름 알갱이는 장시간 상공에 체류하고 성장하여 얼음 알갱이가 되어 떨어지게 됩니다. 그때 상승 기류와 마찰이 일어납니다. 그러므로 정전기가 생기고 얼음 알갱이는 마이너스로 대전하고, 그것을 방전하는 것이 천둥의 메커니즘입니다. 그 전압은 약 10억v나 된다고 합니다. 

 

 

천둥 피하는 방법

천둥, 벼락을 맞지 않으려면 어떻게 하면 좋을까요? 흔히 가령 '목걸이를 하지 않는 게 좋다.' 등이 알려져 있습니다. 천둥 연구가인 일본의 사이다마대학 교수에 의하면 낙뢰로 죽은 사람 중 50% 이상은 목 위쪽에 아무것도 하지 않았다고 합니다. 천둥은 작은 금속의 유무는 아무 상관이 없습니다. 

 

또는 지면에 엎드리면 지면을 통하는 전류가 위험하므로 웅크리고 있는 것이 좋다는 설도 있으나 웅크린 자세로 낙뢰의 직격탄을 맞은 사람도 있다고 합니다. 

 

천둥, 낙뢰를 피하는 방법이 없다고 하여도 과언이 아니지만 무엇인가 높은 것이 있으면 비교적 안전하다는 연구 결과가 있습니다. 예를 들어 20m의 건물이 있으면 그 주위의 반지름 10m 이내에 있으면 비교적 안전하다고 합니다.