과학 이야기

태양계에서 가장 거센 바람이 불어오는 곳은 태양에서 가장 멀리 떨어진 푸른 행성 '해왕성'입니다. 해왕성의 풍속은 무려 시속 2,100km로, 지구의 최고풍속 태풍보다 7배나 빠르고 음속을 뛰어넘는 수준입니다. 놀라운 점은 해왕성이 태양빛을 지구의 900분의 1 수준밖에 받지 못하는 극도로 추운 외곽 행성이라는 사실입니다. 보통 대기의 움직임은 태양열 에너지가 만들어내지만, 해왕성은 태양열이 거의 없기에 오히려 대기의 마찰을 줄이는 극한의 냉각 상태가 유지됩니다. 그 덕분에 행성 내부의 미세한 열원만으로도 동력이 손실되지 않고 누적되어, 태양계 전체를 통틀어 가장 파괴적이고 빠른 Superwind(초음속 폭풍)를 계속해서 유지할 수 있는 것입니다.

- 태평양 1. 감시구역 : nino 3.4 2. 경도 및 위도 : 남북위 5도, 서경 170~120도(동태평양) 3. 감시현상 : 엘니뇨/라니냐 4. 판단기준 : 평년값 대비 0.5도이상 변화 5개월지속시 전지구적 기후변화의 대표지표이며 적도해역은 모두 nino1.2.3.4로 구분하여 감시하고 있다. - 대서양 1. 감시구역 : ATL3 2. 경도 및 위도 : 남북위 3도, 서경 0~20도(동대서양) 3. 감시현상 : 대서양엘니뇨/라니냐 4. 판단기준 : 평년값 대비 0.5도 이상 변화하는 즉시 태평양과는 간접적 영향으로 발생하는 시기 다르며, 유지기간도 짧다 - 인도양 1. 감시구역 : 인도네시아 부근(동부), 아프리카부근(서부) 2. 위경도생략(글자수) 3. 감시현상 : 인도양쌍극자모드(서부편차-동부편차) 양,음의 위상 4. 판단기준 : (+,-)0.4도이상변화가 3개월이상 지속 동인도양과 서태평양는 연결수로가 있어서 직접적으로 수온편차가 동조화되는 경향이 있음

전세계 기후변화를 예측하기 위해서 대양의 특정 위치의 수온을 체크하고 있다. 기본적으로 바다의 해류는 지구 자전에 의한 전향력으로 바다의 서쪽은 난류, 동쪽은 한류가 흘러 태평양 적도의 경우 서쪽이 평균 5도 높다 그러나, 어떠한 전지구적 원인에 의해서 또는 주기적으로 온도변화가 발생하여 평년값(지난30년의 평균값) 보다 0.5도 높은현상이 5개월이상 지속되면, 엘리뇨 2도이상이면 슈퍼엘리뇨라고 하며 반대의 경우로 0.5도 낮아지는게 5개월 이상 유지되면, 라니냐, 2도이상 낮아지면 슈퍼라니냐가 된다. 이러한 큰 수온변화가 발생하면 수증기의 대이동이 발생하여 기압의 변화가 일어나면서 건조한 기후에 홍수가 일어나고, 습윤한 기후였던 지역에 가뭄이 발생할수도 있다. 낮은 위도 지역 뿐만 아니라, 높은 위도인 남북극의 기압에도 영향을주어 혹한, 폭설같은 현상도 연쇄적으로 발생한다. 글자수의 한계로 각각의 대양의 대표수온 측정포인트는 다음글에 작성...

우리 은하 중심부에 위치한 거대한 성간 구름 '사지타리우스 B2'에서 라즈베리 맛과 럼주 향을 내는 화학 물질이 대량 발견되었다는 사실을 아시나요? ​천문학자들이 우주 망원경으로 이 먼지 구름의 성분을 분석한 결과, 라즈베리 특유의 풍미를 만들고 럼주 향을 내는 유기 화합물인 '포름산 에틸'이 광범위하게 분포해 있음을 확인했습니다. ​수백 광년 떨어진 우주 한복판에 달콤한 과일 향과 술 향기를 품은 구름이 떠다니고 있는 셈입니다. 칠흑 같은 우주는 황량한 무기물 공간이 아니라, 우리가 생각하는 것보다 훨씬 풍부하고 의외의 향을 머금고 있습니다.

샴푸나 끈적한 세제를 바닥에 짤 때, 떨어지던 액체 줄기가 가라앉지 않고 공중으로 튀어 오르는 모습을 본 적이 있으신가요? 이 기이한 현상은 유체역학에서 '케이나 현상(Kaye effect)'이라 불립니다. ​끈적거리는 점탄성 액체가 떨어지며 형성된 얇은 공기 층 위를 액체 줄기가 윤활유처럼 타고 흐르면서 발생합니다. 액체 고인 웅덩이에 부딪힌 줄기가 마찰 없이 튕겨 나가며 순간적으로 스프링처럼 공중으로 점프하는 것입니다. ​단 몇 초 만에 사라져 눈치채기 어렵지만, 액체가 스스로 솟구쳐 오르는 이 현상은 일상 속 유체역학이 보여주는 가장 신기하고 아름다운 물리 현상 중 하나입니다.

6. 몰(분자수) 최초의 정의 : 탄소 12g에 들어가 있는 실제 원자 갯수 현재의 정의 : 아보가드로수로 재정의 변경사유 : 동위원소비에 따라 변함 7. 칸델라(밝기) 최초의 정의 : 양초의 밝기가 기준 2차 정의 : 백금의 녹는점에서 기준 면적의 흑체가 가진 밝기 현재의 정의 : 주파수와 복사도로 재정의 (빛은 555nm 파장의 녹색광) 변경사유 : 양초는 연소상황에 따라 달라짐. 고온의 흑체 구현의 어려움

2. 미터 최초의 정의 : 지구 남북극방향의 지구둘레길이의 1/4천만 현재의 정의 : 진공에서 빛이 약 1/3억 초 동안 지나간 거리 변경사유 : 실측결과의 오차, 표준원기의 미세한 변화 3. 킬로그램 최초의 정의 : 4도의 온도에서 1리터의 물의 무게 현재의 정의 : 플랑크상수 기준으로 재정의 변경사유 : 압력조건따라서 달라질수 있음. 표준원기의 미세한 변화 4. 암페어 최초의 정의 : 진공에 1미터 떨어진 두 도체사이에 적용된 힘을 기준으로 정의 현재의 정의 : 전자가 가진 기본전하를 기준으로 재정의 변경사유 : 구현의 어려움 5. 캘빈 (섭씨 온도 + 273.15) 절대영도가 -273.15도가 된 건 샤를의 법칙으로 분자운동이 사라지는 구간을 계산함 최초의 정의 : 물의 녹는점(0), 끓는점(100)으로 1/100 2차정의 : 물의 상중점 기준 현재의 정의 : 볼츠만상수 기준 재정의 변경사유 : 동위원소비에 따라 변함

국제표준도량형의 이름이고, 미터법 제정시 가장 말빨이 강력했던 프랑스어 약자를 따서 SI단위라고도 한다. 미터법은 총 7가지의 도량형을 정의한다. 초, 미터, 킬로그램, 암페어(전류량), 캘빈(온도), 몰(분자량), 칸델라(밝기) 다만, 최초의 정의에서 오차가 많이 발견되어 최근에 그 기준을 바꿔 재정의하였다. 왜냐하면, 최초의 정의를 지키려고 한다면 현재의 쓰고 있는 익숙한 도량형이 완전히 바뀌어야하기 때문이다. 그래서, 현재쓰고 있는 도량형을 그대로 두고 절대 변하지 않을 기준으로 재정의 하는것을 선택하였다. 현재 재정의 한 기준은 숫자표기가 너무 길어져서 기준만 제시하고 정확한 숫자는 표기하지 않겟음 1. 초 최초의 정의 : 지구 1회 자전시간(하루)을 기준으로 1/86400 현재의 정의 : 세슘 133의 진동수를 기준으로 재정의 변경사유 : 달의 인력으로 인해 지구자전시간이 미세하게 느려짐 (동주기 자전때 설명한 내용)

차를 따를 때 주전자 주둥이를 타고 찻물이 주르륵 흘러내려 바닥을 적신 적이 있으신가요? 단순한 실수처럼 보이는 이 현상은 사실 유체역학의 유명한 난제 중 하나인 '티팟 효과(Teapot Effect)'입니다. ​액체가 표면에 들러붙으려는 '표면장력'과 앞으로 나아가려는 '관성'이 팽팽하게 겨루며 발생합니다. 유체의 속도와 주둥이 곡면 주변의 미세한 압력 변화 때문에 액체가 공중으로 떨어지지 못하고 외벽을 타고 역류하는 것입니다. ​세계적인 물리학자들도 이 일상의 불편함을 수학적으로 규명하기 위해 복잡한 방정식을 세우며 70년 가까이 연구를 이어왔습니다. 사소해 보이는 현상 속에 고도의 유체역학이 숨어있는 셈입니다.

지난번 기상학적 계절의 정의 소개하였는데 가을에 진입할뻔한 도시 하나를 소개하겠음 기상청 링크에서 동두천은 9월9일부터 일평균기온이 20도미만이 되었는데 다만, 실제로는 엑셀로 9일치 이동평균값을 계산해보면 날짜 평균기온 이동평균 6 21.8 19.97 7 21.8 19.58 11 18.0 20.12 6일부터 14일까지의 이동평균값이 20도미만에 도달하였으나... 17일부터 평균기온이 계속 높아지기 시작하여 11일부터 19일의 이동평균값이 20도를 다시 넘기기 시작하였음 만약 따뜻해지지 않았다면 6일로 선언할 뻔했지만 이후 날이 지속적으로 따뜻해져서 번복되었음 기상청 기준으로는 20도미만으로 내려가고 더 이상 20도를 넘기지 않을 때가 기준이기에 아직, 가을의 길은 멀다...