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번개, 넌 무슨 이니?




쿠르릉 쾅! ! 눈 깜짝할 사이에 번개가 치고 천둥소리가 들립니다. 천둥과 번개를 동반한 비가 내리는 계절이 다가오고 있어요. 그런데 혹시 번개의 색깔이 무엇인지 기억나시나요? 찰나의 순간에 사라지는 번개의 색을 기억하는 것은 쉬운 일이 아닌데요.


 



기상청 통계에 따르면, 번개는 전국에서 연평균 13만 회가 넘게 발생한대요. 예상보다 많은 횟수죠? 이번 글을 통해 번개의 색이 만들어지는 원리에 대해 알아봐요!

 



번개는 어떻게 생기는 걸까요?

 

번개는 구름과 구름, 구름과 지표면 사이의 방전을 통해 만들어진 불꽃이에요. 번개가 존재하기 위한 첫 번째 준비물은? 바로 빗방울입니다!

 

폭풍우가 치면 강한 상승기류가 생기고 이로 인해 공기 중의 물방울과 작은 얼음들이 서로 충돌합니다. 충돌을 통해 얼음은 전자를 잃고 양전하가 되며 반대로 그 주변 공기는 음전하를 띠게 되죠. 그리고 양전하를 띠고 있는 얼음이 위로 상승하여 번개 구름(뇌운)을 형성합니다.

 

이때 뇌운의 윗부분은 (+), 아랫부분은 (-)로 대전됩니다. 이 양전하와 음전하가 순간적으로 만나 짧은 순간에 강력한 전기를 만드는 현상이 생기는데요. 이로 인해 발생한 대량의 전기는 순간적으로 가시광선과 대량의 열을 방출해요. 우리가 눈으로 목격하는 번개가 바로 이 가시광선이랍니다!!





번개에는 의외의 장점도 있어요. 천둥 번개가 많이 친 다음날, 식물이 부쩍 많이 자라 있는 것을 볼 수 있는데요. 이는 번개의 고온이 질소와 산소의 화학적 반응을 유도해 수 톤의 천연 질소비료를 만들어 내기 때문이에요. 번개로 인한 피해만 있을 줄 알았는데 이점도 있다니! 참 신기하죠?




 

네온사인만큼 다양한 번개의 색깔


번개의 원리에 대해 알아보면서 번개의 색깔에 대해 예상해 보셨나요? 가장 많이 목격할 수 있는 색은 바로 백색과 푸른색이에요. 흔치는 않지만 노란색, 녹색, 주황색 그리고 붉은색도 나타난다고 해요.

 




 


 


번개의 생성원리는 네온사인의 원리와 같다는 이야기도 있는데요. 네온사인에는 셀 수도 없이 많은 색이 있죠? 번개 역시 기상 조건에 따라 네온사인처럼 다양한 색깔을 보여준다고 해요. 이런 다양한 색깔이 나타나는 이유는 무엇일까요?

 



번개의 온도가 색깔을 결정한다?!

 

양전하와 음전하에 의해 순간적으로 엄청난 양의 전기를 발생시키는 번개! 번개는 우리가 생각하는 것보다 높은 온도를 가지고 있어요.

 

번개가 치면 순간적으로 주변 공기의 온도가 약 1만 도까지 올라가요. 온도가 높을수록 파란색 계열의 번개가 나타나고, 온도가 낮을수록 붉은 계열의 번개가 나타난다는데요. 이는 번개 외에도 별이나 불의 색깔을 통해 체험할 수 있는 사실입니다.


 



일반적으로 불은 붉은색을 띠지만, 굉장히 높은 온도의 불은 파란색을 띠는 것을 목격할 수 있죠. 또한 밤하늘에서 볼 수 있는 별들은 백색이나 푸른 색인 경우가 많은데요. 이에 반해 온도가 낮은 별은 노란색을 띠는 경우도 있답니다. 이렇게 별과 불의 색깔처럼 번개도 온도의 범위에 따라 푸른색, 백색, 황색, 주황색, 적색 등 다채로운 색을 띱니다.


 



 

대기 성분이 번개의 색깔을 결정한다?

 

앞서 네온사인이 번개와 유사한 원리를 가진다고 말씀드렸는데요. 대기 성분이 번개 색깔을 결정하는 원리를 네온사인을 통해 설명해드릴게요. 번개와 같이 플라스마 상태를 활용하는 네온사인은 진공 상태의 유리관에 주입되는 가스의 종류에 따라 색이 달라져요.




 

기체를 네온관 안에 넣고 양쪽 전극에 고압의 전류를 가하면, 내부의 기체가 물질의 4번째 상태, 즉 플라스마 상태가 되며 빛을 낸답니다. 어떤 기체를 흘려주느냐에 따라 다음과 같은 다양한 색의 빛이 난답니다.






네온사인처럼 번개 또한 플라스마의 일종이며, 따라서 대기 중에 어떤 기체가 많이 존재하느냐에 따라 그 색이 달라집니다. 압력이 낮은 기체에 전압이 걸리면 Glow 방전이 일어나게 돼요. 이때 빛의 색깔은 어떤 기체가 분해되었는지에 따라 혹은 어떤 조건에서 분해되었는지에 따라 수만 가지로 달라진답니다.

 

예를 들어, 공기 중에 얼음이 많이 있는 겨울의 경우는 푸른색의 번개를 볼 확률이 높아져요. 또한 공기 중에 물방울이 많은 장마철에는 적색의 번개를 볼 확률이 올라가지요. 수증기가 많이 없는 날에는 백색의 번개가, 먼지가 많은 날에는 황색의 번개가 칠 가능성이 높다는군요. 날씨, 계절에 따라 달라지는 번개의 색깔을 예측해 보는 것도 재밌겠죠?




 

오늘은 과학적 원리를 통해 번개의 다양한 색깔이 생기는 이유를 알아봤는데요. 앞으로 비가 내리거나 폭풍우가 칠 때면 한 번 더 하늘을 볼 것 같지 않으신가요? 오늘 번개는 무슨 색일까, 하는 호기심을 가지고 말이에요!




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  • 번개맨 2018.07.02 15:28
    오~ 번개 색깔이 온도에 따라 달라진다는 건 처음 알았어요. 비올 때 유심히 봐야겠네요
  • 전기사랑 5기 박재형 2018.07.03 10:06
    감사합니다 ~ 곧 태풍이 분다고하니 그 때 유심히 봐주세요 ㅎㅎ
  • 번개아이가 2018.07.02 20:55
    번개에도 색이 있었군요! 정말 신기하네요~
  • 전기사랑 5기 박재형 2018.07.03 10:02
    장마철, 태풍 올 때 이전과는 다른 시선에서 보면 재밌으실거예요 !
  • 전기사랑5기 김지우 2018.07.03 10:03
    장마철에 딱 맞는 흥미로운 주제네요!!
  • 전기사랑5기 박재형 2018.07.16 21:43
    다음 기사도 흥미로운 주제로 찾아올게요 ^-^
  • 전기사랑5기 고지수 2018.07.03 12:45
    아주 쉽게 설명되어있어서 이해하기 편하네요! 번개가 주는 장점은 처음알았어요~!!
  • 전기사랑5기 박재형 2018.07.16 21:43
    이번 장마가 짧았어서 번개를 거의 못본건 아쉽네요 ㅎㅎ
  • 예압 2018.12.13 17:07
    오옷 좋은 정보 감사합니당 재미있게 읽었어용