흥미진진 과학스토리 ㉖ 굴뚝연기가 말해주는 날씨정보

굴뚝연기가 말해주는 날씨정보 

봄나들이하기 딱 좋은 계절이죠?

동네에 있는 열병합발전소의 연기를 보면 하루의 날씨를 어느 정도는 예측할 수 있습니다. 물론 스마트 폰이 더 정확한 정보를 제공합니다만 오후의 날씨와 황사, 미세먼지가 어떻게 될지 정도는 예측이 가능합니다. 나들이에 중요한 정보를 제공합니다.

물이 높은 곳에서 낮은 곳으로 흐르듯 공기도 고기압에서 저기압으로 흐릅니다. 굴뚝 연기가 상층으로 올라가는 이유는 상층의 공기가 비어있기 때문입니다. 저기압인거죠. 우리는 기분이 안 좋을 때를 저기압이라고 부르는 것처럼 곧 날씨도 곧 안 좋아집니다.

맑고 화창한 날, 교하에 있는 열병합 발전소의 연기가 멋지게 하늘로 올라갑니다. 얼핏 쾌청한 날씨를 예감합니다만 곧 흐려집니다. 나들이를 했다면 낭패죠. 이런 상태를 뜻밖에 '불안정한 상태‘ 라고 합니다. 보기 좋은 모습보다는 공기의 입장에서 분주하게 움직인다는 뜻입니다. 이런 날에 좋은 점이 있다면 기층이 불안정한 만큼 빠르게 미세먼지도 함께 하늘 위로 이동하겠죠?

한편 공기가 굴뚝에서 나오자마자 옆으로 심하게 흐른다면 고기압입니다. 공기가 많이 모여 있기 때문에 밖을 향해서 흐르게 됩니다. 공기가 빠져 나간 만큼 하늘은 맑아집니다. 외출하기 좋은 날이죠. 반면에 연기가 하늘로 올라가지도, 옆으로 흐르지도 못하고 뭉쳐서 버섯모양을 하고 있다면 '안정상태' 라고 부른답니다. 공기가 잘 움직이지 못합니다. 이런 날은 미세먼지가 퍼지지 못하고 주변에 내려앉는 날이므로 외출을 자제해야 합니다.

여기서 조금은 전문적이기는 하지만 ‘단열팽창’과 '단열압축‘을 알아두면 날씨를 이해하는데 큰 도움이 됩니다. 단열팽창은 열의 출입이 없는 상태에서 부피가 팽창하는 것이며 열의 유입 없이 부피가 팽창하면 공기 온도가 내려갑니다. 이때 수증기가 있다면 응결이 되어 구름을 만들죠. 저기압은 공기가 하늘로 치솟게 되며 때문에 상층의 공기는 팽창하게 됩니다. 열의 유입이 없는 상태에서 팽창을 하다 보니 온도가 내려가고 수증기는 응결이 되어 구름이 됩니다. 고기압은 하늘의 무거운 공기가 땅으로 내려오게 되면서 공기분자가 한정된 공간에 더욱 많아지며 서로 부대끼며 단열압축을 합니다. 이러면 온도는 상승하고 덕분에 수증기는 응결되지 못하고 하늘은 맑아집니다. 공기들의 치열한 움직임이 맑은 하늘과 흐린 하늘을 결정합니다.

과학책을읽는보통사람들‘ 회원 허심

#60호