구름과 번개: 천둥번개가 발행하는 원리
하늘을 가로지르며 번쩍이는 번개와 이어지는 우르릉 쾅쾅 소리는 자연 현상 중에서도 가장 인상 깊은 장면 중 하나입니다. 우리가 흔히 보는 천둥과 번개는 단순히 비 오는 날씨의 일부처럼 느껴지지만, 사실 그 속에는 복잡한 물리적 원리가 숨겨져 있습니다. 이 글에서는 번개가 어떻게 구름 속에서 생성되고, 천둥과 어떤 관계가 있는지를 알아보겠습니다. 1. 번개의 시작: 구름 속 전하 분리 번개는 대기 중 전기 에너지가 갑작스럽게 방출되면서 발생하는 현상입니다. 그 출발점은 구름 속에서 벌어지는 전하 분리에 있습니다. 특히 번개는 적운운 이나 적란운 같은 두꺼운 발달 구름에서 잘 발생하는데, 이 구름 안에서는 상승 기류와 하강 기류가 강하게 일어나며 얼음 알갱이, 눈, 물방울들이 서로 충돌하게 됩니다. 이 충돌 과정에서 전자가 분리되어 구름 내부에는 전기적으로 위쪽은 양전하, 아래쪽은 음전하 가 쌓이는 전하 분리가 일어납니다. 이러한 전하의 불균형은 결국 방전을 통해 균형을 이루려는 방향으로 작용하게 됩니다. 2. 번개의 발생 과정 구름 아래쪽의 음전하가 지면과의 전기적 차이를 크게 만들면, 지면에는 유도 현상에 의해 양전하가 집중됩니다. 이때 전기장이 일정 수준을 넘어서면 공기의 절연성이 무너지며 번개 방전 이 발생합니다. 공기가 전기를 통과시키는 통로가 열리고, 짧은 시간 안에 수억 볼트의 전기가 순식간에 흘러갑니다. 이것이 우리가 하늘에서 보는 번개의 정체입니다. 번개는 구름 내부에서만 발생하는 구름 내 번개 , 구름과 지면 사이를 연결하는 낙뢰 , 그리고 구름과 구름 사이를 연결하는 번개로 나뉩니다. 낙뢰는 특히 위험한 자연현상 중 하나로, 사람이나 구조물에 큰 피해를 줄 수 있습니다. 3. 천둥은 왜 따라올까? 번개가 빛이라면 천둥은 그에 따른 소리입니다. 번개가 발생할 때 수천 도에 달하는 고온이 순간적으로 공기를 급팽창시키고, 그 충격파가 진동으로 전달되어 천둥 소리가 납니다. 천둥은 번개보다 속도가 느린 음파이기 때문에, 번...