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과학/기상학

번개 발생 원리는? (2)

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번개는 뇌우 때에만 발생하나?

번개는 거의 항상 뇌우와 관련되어 있다. 하지만 폭풍 현상 없이 관측되는 몇 가지 예외적인 경우도 있다. 예를 들면 일부 화산 분출을 통해 연기 기둥을 발생시킬 수 있는데, 이 과정에서 번개를 일으키는 전류가 만들어질 수 있다. 더욱 예외적인 경우로, 거센 산불로 생긴 연기가 이러한 현상과 유사하게 번개를 생성할 수도 있다.


번개는 반드시 강우 현상을 동반하는가?

번개가 발생하려면 폭풍이 동반되어야 하지만, 번개가 치는 동일한 위치에서 반드시 강우 현상이 있는 것은 아니다. 번개 현상은 비가 내리는 지점으로부터 16km까지 떨어져 나타날 수 있고, 비가 내린 후 10분이 지나 번개 현상이 발생할 수도 있다.


번개에 맞을 확률은?

일생 동안 한 번이라도 번개 피해를 받을 확률은 약 60만 분의 1에 해당한다.


실내로 대피하면 번개 피해로부터 안전한가?

통상적으로 실내에 있는 것이 더 안전하기는 하지만 완벽한 것은 아니다. 번개 피해를 받은 대다수의 사람들은 실외에서 다친 경우에 해당한다. 그리고 많은 사상자들의 피해는 나무 근처에서 발생했기 때문에, 나무 밑으로 피신하는 것은 최선의 선택이 아니라고 볼 수 있다. 하지만 번개가 전선이나 파이프를 통해 침투하여 가전제품이나 실내 배관 시설로 이어져 집 안에서 상해를 입은 사례도 있다. 1991년 10월 24일 일리노이 주에서 발생한 사고의 예를 보면, 번개가 유선 방송선을 따라 들어와 방안의 침대에 화재를 일으킨 경우였다. 하지만 이런 사례는 극히 드문 경우에 해당한다.


피뢰침의 원리는?

베저민 프랭클린에 의해 1750년경 발명된 피뢰침은 번갯불이 안전하게 땅으로 흘러 나갈 수 있는 경로를 만들어 건물에 피해를 주지 않도록 디자인 되었다. 피뢰침 설치는 최근 들어 더욱 중요한 일로 받아들여지고 있다. 그 이유는 실내 배관 등에 사용되는 금속성 파이프가 피뢰침 역할을 해 왔는데, 이것들이 전도성이 없는 PVC 재료로 대체되고 있기 때문이다.


높은 물체 옆에 서 있으면 번개로부터 안전한가?

사람들이 이런 생각을 하는 배경에는 건물 옥상에 있는 피뢰침이 번갯불을 유인해 건물을 안전하게 보호하도록 설계되었다고 믿기 때문이다. 사실 전봇대나 키 큰 나무와 같이 높은 물체 옆에 서 있는 것만으로 안전을 보장받기는 힘들다. 번개 피해는 종종 높은 물체 바로 옆에서 발생하는 경우가 잦기 때문이다. 


번개는 얼마나 밝은가?

번갯불에서 나오는 빛은 약 1억 개의 전구로부터 나오는 밝기를 낸다.


번개의 볼트는?

번개가 내는 부하의 크기는 1000만에서 1억 볼트 규모의 전기이다. 평균적인 번개는 3만 암페어(A)의 전류를 갖는다.

번갯불은 얼마나 빠른가?

번개의 속도는 초속 100~1,600km까지 다양하다. 되돌아가는 번개의 속도는 초속 14만km 정도로 거의 빛의 속도에 가깝다. 참고로 빛의 속도는 29만 9,792km/s이다.


번개가 일어나기 쉬운 장소는?

번개는 해양보다는 육지에서 빈발하다. 또한 뇌우의 3분의 2가 발생하는 열대 지역에서 더 흔하게 나타난다.


번개는 얼마나 뜨거운가?

번갯불 주위의 공기 온도는 약 3만℃로서, 태양 표면 온도의 6배에 달한다. 구름층으로부터 지표면으로 떨어지는 번개 발생 과정에서 에너지는 가장 짧은 경로를 타게 되는데, 사람의 경우 어깨, 신체 측면, 다리를 통해 지면에 닿게 된다. 번개가 심장이나 척추를 관통하지 않는다면 일반적으로 번개 피해로 사망에 이르지는 않는다.


번개를 맞은 사람을 건드리는 것은 위험한 일일까?

아니다. 번개를 맞은 사람이 위험한 전기적 부하를 유지하기 때문에 피해자를 만진 사람에게 전달된다는 설은 옳지 않은 것이다. 실상 번개 피해로 남게 되는 전기 부하는 없으며, 번개 피해를 당한 사람과 접촉하고 구급 조치를 해도 안전하다.

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