천둥/번개가 치는 이유

안녕하세요 :) 오늘 새벽에 천둥이 너무너무 크게 쳐서 잠을 설쳤는데, 문득 천둥번개가 치는 이유를 정확히 알고싶어져서..ㅎㅎ글을 쓰게 되었네요. 

전기?의 반응으로 인해서 생긴다고 정말 두루뭉실하게만 알고있어서..XD

천둥/번개가 치는 이유

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일단 고기압, 저기압에 대해서 아셔야하는데요, 

다들 아시다시피 고기압은 하강기류, 저기압은 상승기류를 만들게 됩니다. 

앗 왜 고기압은 하강기류를 만들고, 저기압은 상승기류를 만드냐구요? 

가장먼저 "안정적인 상태의 대기"라는 것을 아셔야합니다.

안정적인 상태의 대기란, 차가운공기가 하부층에 존재하고, 따뜻한 공기가 상부층에 존재하는 형태에요.

어떤한 이유(다양합니다.)에 의해서 이 대기가, 안정적이지 않고 불안정적이게 된다면 어떻게 될까요?

네, 차가운공기가 상부층에 존재하고, 따뜻한 공기가 하부층에 존재하는 그런 형태이겠네요.  

그럼 따뜻한 공기는 차가운공기 위로 가려고 하겠죠? 이때 상승기류가 발생하게 됩니다. 

하지만, "기압"이라는 것은 자연적으로 모든곳에서 같아지려고 하는 성질을 가지고 있어요. 

상승기류가 발생하여 밑에 있는 공기가 비게 되고, 자연스레 기압이 낮아지게 됩니다. 기압이 "낮기"때문에 주위와 기압이 "같아지려고" 합니다.

그럼 그 저기압 부근의 부족한 공기를 메꾸려고 주변에서 저기압 중심부로 공기가 빨려들어가게 됩니다. 

이 공기는 사방에서 몰려들고, 공기는 땅속으로 들어갈 수는 없으니 공기는 위쪽으로 올라가게 돼요. 그래서 계속해서 상승기류를 유지할 수 있습니다. 

천둥번개 이야기하다가;;;;;이까지 와버렸네요.

아무튼...번개는 주로 소나기 구름에서 발생하는데요, 

1. 태양때문에 땅에 있던 공기가 가열된다. 

2. 하부층의 공기가 뜨거워지게 된다.

3. 상부 - 따뜻한공기, 하부 - 차가운공기 ==> 안정적인 상태인데, 하부가 따뜻한 공기가 되면서 불안정한 대기상태가 된다.

4. 따뜻한 공기는 상부층으로 가려고 위로 올라간다.

5. 상승기류 발생. 

6. 구름 생성

이떄, 얼음결정과 물결정이 바람이나 그 밖의 요인으로 부딪혀서 전기를 띄게 됩니다.

그렇게 만들어진 전자는 물로 이동하는데, 이 물은 음전하가 되고, 얼음은 양전하가 됩니다. 

하지만, 얼음보다 물이 더 무겁죠? 이 물이 구름하부로 모이게 됩니다. 즉, 구름하부는 음전하(-)를 띄게 되는거죠.

그럼 자연스럽게 구름상층부에는 양전하(+)를 띄게 되겠네요. 이때, 서로다른 전하가 부딪혀서 엄청난 에너지의 불꽃을 만들어내게 되는데, 그것이 바로 번개입니다!

이 번개는 구름 내부에서 나타날 수도 있고, 구름과 구름사이, 구름과 대기사이, 구름과 지면사이에서 나타날 수 있다고 해요. 

이까지가 바로 "번개"가 치는 이유입니다. 

그럼 "천둥"은 왜 치는 걸까요?

이 번개라는 전기반응이 일어나면서(즉, 번개가 치면서) 주위의 공기가 순식간에 초고온으로 상승하게됩니다. 

온도가 높아지면, 부피가 팽창하게되죠? 이때, 부피가 폭발적으로 팽창하게 되면서 나는 소리가 "천둥"입니다.

주로 번개가 치고 나서 천둥소리를 듣게되죠? 그 이유는 번개는 엄연히 빛이기 때문이죠. 

번개에서 전류는 약 초당 6000km의 속도로 흐르면서 빛을 내는 것이라고 하네요!!!

(빛의속도와 번개의 속도는 다릅니다!!) 

이에 반해 천둥이 내는 "소리"의 속도는 이보다 느리기 때문에

번개와 천둥이 동시에 발생해도,  빛과 소리의 속도차때문에 이동속도가 빠른 빛이 우리눈에 먼저 들어오고, 빛의 속도보다 소리의 속도가 느리기때문에 그 다음에 천둥소리를 들을 수 있는거랍니다. 

제가 이 글을 쓰면서 많이 찾아봤는데, 빛의속도=번개의 속도파  VS  빛의속도>번개의속도파

이렇게 있는데... 일단 빛의속도>번개의속도가 맞는 것 같습니다!

뭔가 한글로 검색하면 빛의속도=번개의 속도파가 많은데(이유는 없고, 그냥 번개는 빛이기때문에 번개는 빛의속도이다.)

영어로 검색하면 막 스트로크 어쩌고 하면서 다들 비슷비슷한 이유로 빛의속도>번개의속도라고 말씀하시더라구요ㅎㅎ..

아무튼 정말 개인적인 궁금증이었는데, 뭔가 이제 천둥번개가 치면 "저런, 음전하들이 양전하와 만났고, 공기가 팽창했군.."이라고 생각할 것 같네요.......XD