거대한 정전기 '번개'…생성 원리·사고 예방은?/ KBS 뉴스7 대전 세종 충남 [과.기.부] - 06월 22일 (목)

[앵커]

어려운 과학기사를 쉽게 풀어보는 '과학기사를 부탁해' 과.기.부 순섭니다.

'엑소'라는 이름으로 활동 중인 과학커뮤니케이터 이선호 님과 함께합니다.

오늘은 어떤 과학 기사 가져오셨습니까?

[답변]

오늘은 낙뢰!

번개의 과학을 준비하였는데요.

최근 강원도 양양 해변가에 떨어진 낙뢰로 1명이 숨지고 5명이 다치는 큰 사고가 있었죠.

그런데 최근 기후 변화로 인해 대기가 불안정해지고 강수량이 증가하면서 낙뢰 사고가 잦아지고 있다고 합니다.

[앵커]

특히 이번 낙뢰 사고로 많은 분들이 번개에 관심을 가지고 있는데, 번개는 어떤 원리로 생기는 건가요?

[답변]

번개는 구름에서 만들어지는데요.

우리가 보는 구름이 다 똑같은 구름 같아 보여도, 위치에 따라서 약간 다른 성분을 가지는데요.

주로 아래쪽 구름엔 물방울, 위쪽 구름엔 얼음알갱이가 상대적으로 많습니다.

이러한 구름들은 유체라서 끊임없이 움직이고, 이로 인해 물방울과 얼음알갱이가 서로 부딪히면서 얼음알갱이가 물방울에게 전자를 빼앗기게 됩니다.

즉, 전자를 빼앗긴 위쪽 얼음 구름은 양전하를 띄게 되고요.

물방울이 많은 아래쪽 구름은 전자를 많이 가지게 되어 음전하를 띄는 구름이 됩니다.

이렇게 막대한 양의 전자가 구름에 쌓이게 되고 상대적으로 양전하를 띄는 땅으로 정전기 유도전하가 생겨서 번개가 만들어지고 지상으로 내리꽂게 되는 것이죠.

이러한 번개는 사실 정전기의 원리와 같습니다.

아주 거대한 정전기로 볼 수 있는 거죠.

[앵커]

다들 한 번쯤은 정전기가 일어나서 손가락이 따끔했던 경험 있으실 텐데요.

대체 번개의 충격이 어느 정도길래 큰 인명사고로까지 이어지는 건가요?

[답변]

번개가 특히 위험한 이유는 번개 줄기의 온도가 무려 27,000도 이상인데요.

이는 태양 표면 온도의 4배가 넘는 수준입니다.

얼마나 뜨거운지 감이 잡히시나요?

그리고 유명 애니메이션 캐릭터, 포켓몬의 피카츄가 100만 볼트라는 기술을 쓰는데, 번개의 전압은 이보다 1,000배 이상 강한 수십억 볼트 이상입니다.

물론, 그 안에 전류도 수만 암페어에 이를 정도로 전류량도 많고요.

그렇기 때문에 번개는 정말 조심해야 하는 거죠.

[앵커]

번개의 위력이 정말 무시무시하네요.

그런데, 번개가 내리꽂힐 때 왜 일자로 굵직하게 꽂히는 게 아니라 지그재그 형태로 꽂히는 건가요?

[답변]

공기 중에서도 전기가 잘 통하는 곳이 있고 잘 안 통하는 곳이 있습니다.

예를 들어서, 공기 중에서도 수분이 많은 부분은 전기가 잘 통하고요.

반면, 수분이 덜한 부분은 전기가 잘 통하지 않습니다.

번개는 조금이라도 전기가 잘 통하는 부분을 찾아서 최단 거리로 이동하려는 성질이 있기 때문에 지그재그의 형태로 꺾이게 되는 것이죠.

[앵커]

수분이 많은 곳에 전기가 잘 통한다는 건데, 그렇다면 바다에 번개가 떨어지면 물고기는 어떻게 되는 건가요?

바닷속 물고기들도 감전이 되나요?

[답변]

바다는 순수한 물이 아니라 전기가 아주 잘 통하는 전해질이 많이 포함되어 있습니다.

하지만 번개는 바다 같이 전기가 잘 흐르는 도체를 만나더라도 도체 '표면'을 흐르는 성질이 있습니다.

즉, 번개가 바다에 치면 수면으로만 번개가 빠르게 퍼져나가는 성질이 있는데요.

더 나아가 바다는 워낙 넓기 때문에 순식간에 번개의 강한 에너지는 약해집니다.

그래서 바다에 번개가 쳐도 대부분의 물고기들은 별 영향을 받지 않고요.

또한 물고기들의 습성이 날씨가 나빠지면 평소 활동하는 수심보다 더 깊은 곳으로 내려간다고 하니 번개에 피해를 당하는 물고기는 거의 없다고 봐도 됩니다.

[앵커]

마지막으로 꼭 들어봐야 할 내용이죠.

천둥 번개가 심한 날, 낙뢰 사고를 예방하려면 어떻게 행동해야 할까요?

[답변]

낙뢰 사고를 피하려면 전류의 특징을 알아야 하는데요.

뾰족한 곳일수록 유도전하가 많이 몰려서 번개가 그쪽으로 치려고 합니다.

따라서 넓은 들판에 서 있는 걸 피하시고, 우산이나 금속으로 된 재질을 높이 드는 걸 피하셔야 합니다.

골프 치는 분들에게 낙뢰 사고가 많이 발생하는 이유가 넓은 골프장에 피뢰침 역할을 하는 골프채를 높이 치켜드는 순간 번개가 그쪽으로 내리치는 경우가 많거든요.

무조건 높은 건물이 많은 곳, 건물 안쪽으로 가시거나 차 안에 대기하시는 것이 좋습니다.

보통 비행기나 자동차, 기차 등도 전기가 잘 흐르는 도체로 되어있어서 위험하다고 생각할 수 있지만 앞에서 말씀 드린 것처럼 표면으로만 전기가 흐르고요.

또한 모든 이동 수단에는 전기를 다시 바깥으로 흘려보내는 장치가 있습니다.

이런 걸 '접지'라고 하는데요.

이러한 접지장치 덕에 전기가 다 밖으로 흘러 나갑니다.

따라서, 낙뢰를 피하시려면 우산이나 금속 재질을 높이 드는 걸 피하시고, 차량이나 건물 안에 머무시는 것이 좋겠습니다.

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