이제 번개 방향 바꾼다?

 번개를 유도해 번개 경로를 바꿀 수 있는 기술이 개발되었다고 합니다.

번개 방향에 관한 소개 전에 먼저 번개가 무엇인지 설명해 드리고 소개하겠습니다.

 

번개(Lightning)란 구름과 대지 사이 또는 구름과 구름 사이에서 일어나는 방전 현상입니다.

 (구름 안에서 음전하와 양전하가 충돌하면서 일어나는 자연현상)

축전기에서의 방전은 금속판에 저장된 전하가 빠져나가는 과정입니다.

번개로 발생하는 방전은 절연성이 좋은 물질 또는 진공에서 매우 강한 전기장으로 인해 절연성을 잃고 전류가 흐르는 과정입니다.

 

혹시 번개는 비가 많이 내리는 날에만 발생한다고 아셨나요?

 

번개는 비가 많이 치는 날에 자주 발생하지만 이외의 환경에서도 번개가 발생합니다.

  번개는 주로 ⓐ적란운과 함께 나타나지만 눈보라나 먼지보라가 불 때는 ⓑ난층운에서도 나타나거나 화산폭   발 시 방출되는 먼지나 가스에서 발생되기도 하고 정전기를 발생시킬 수 있는 충분한 먼지를 발생하는 격렬   한 산불에 의해서도 발생한다.

 

ⓐ 수직으로 발달하는 구름으로, 수직으로 매우 치솟아 있어 산이나 큰 탑처럼 보임, 구름 속에 전하가 모여 있어 번개도 동반하므로 뇌운      이라고도 하며, 강한 비를 동반하므로 쌘 비구름으로도 불린다    ↓ 

 

적란운 사진

 

ⓑ 난층운은비층구름,비구름이라고 함. 비가 계속해서 내리고 뇌우를 동반하지도 않는다    ↓ 

난층운 사진

 

이러한 번개의 경로를 바꿀 수 있게 됐다는 것에 대해 알아보겠습니다.

 

 

사진 출처 - nature.com

(50m 거리 위쪽에서 음의 번개를 유도하는 것은 두 개의 별도 고속 카메라로 기록)

스위스 제네바대학 연구팀에서 번개를 레이저로 유도하는 것에 성공했다고 합니다.

 위 사진처럼 강렬한 ①레이저 펄스에 의해 하늘에서 형성된 레이저 유도 필라멘트가 상당한 거리에 걸쳐 번개 방전을 유도할 수 있다고 합니다.

알프스산맥의 해발 2500m인 샌티스 산 정상에 설치된 송신탑에 레이저 피뢰침을 설치해 진행했다고 합니다.

현재 8m인 레이저 피뢰침 높이를 10m로 늘리고, 낙뢰 보호 반경이 최대 180m인 것을 500m까지 늘릴 계획이라고 합니다.

 20년 이상 매우 활발하게 진행되어 왔지만 레이저에 의해 유도되는 번개를 실험적으로 입증한 최초의 현장 결과라고 하네요.

 낙뢰로 인한 사망자가 전 세계적으로 한 해에  4천 명 정도라고 합니다.

 지금까지는 ②피뢰침으로 번개를 땅속으로 흘려보내 피할 수 있었지만 피뢰침의 높이만큼만 보호할 수 있다는 한계가 있었습니다. 

   상용화까진 아직 멀지만 레이저로 번개를 유도해 낸 것은 초단파 레이저의 새로운 대기 응용 분야를 위한 길을 열었으며 발전소나 로켓 발사대와 같은 중요한 시설물을 막을 수 있다는 점에서 효용성이 있다고 합니다.  

① 레이저 펄스란  펄스의 폭이 극단적으로 짧은 레이저

(펄스 = 일반적으로 맥박이라 함, 물리학에서의 펄스 = 매우 짧은 시간 동안에 큰 진폭을 내는 전압이나 전류 또는 파동)

 

② 피뢰침이란 건물 높은 곳에 세운 벼락의 피해를 막는 끝이 뾰족한 금속으로 된 막대기 

(1749년에 벤저민 프랭클린이 피뢰침 발명 → 찰스 프로테우스 스타인메츠가 개량)

 

 

 

[참고 자료]

riss 논문 번개 메커니즘에 대한 고찰(저자 : 천중필)

nature.com