번개란?
번개는 폭풍우 구름과 지면 사이 또는 구름 자체 내에서 불균형으로 인해 발생하는 방전입니다. 대부분의 번개는 구름 내에서 발생합니다. 전체 구름 기반을 밝히는 먼 번개를 나타냅니다. 폭풍우가 치는 동안, 폭풍우 구름 내부의 충돌하는 비, 얼음 또는 눈 입자는 폭풍우의 구름과 지면 사이의 불균형을 증가시키고 종종 폭풍우 구름의 하류를 음전하를 띠게 합니다. 첨탑, 나무, 지구와 같은 지상의 물체는 양전하를 띠게 되어 자연이 두 전하 사이에 전류를 흐르게 하여 해결하고자 하는 불균형을 만듭니다. 번개는 매우 뜨겁습니다.
번개는 주변 공기를 태양 표면보다 5배나 더 뜨거운 온도로 가열할 수 있습니다. 이 열로 인해 주변 공기가 빠르게 팽창하고 진동하여 번개를 본 후 짧은 시간 동안 천둥 같은 소리를 듣게 됩니다. 구름에서 땅으로 떨어지는 번개는 매초 약 100번 정도 지구 표면에 충돌하는 흔한 현상이지만 그 위력은 대단합니다. 각 볼트에는 최대 10억 전기가 포함될 수 있습니다. 전형적인 구름대 지면 번개는 계단형 리더라고 불리는 일련의 음전하가 폭풍 구름의 바닥에서 초당 약 30만 km의 속도로 채널을 따라 지구를 향해 아래로 질주할 때 시작됩니다. 가장 낮은 단계가 양전하를 띤 물체의 46미터 이내에 도달하면 건물, 나무 또는 심지어 사람을 뚫고 올라갈 수 있는 스트리머라고 하는 등반의 양전기 급증과 만나게 됩니다. 이 두 가지가 연결되면 음전하가 채널을 따라 지구를 향해 날아가면서 전류가 흐르고 눈에 보이는 번개 섬광이 약 시속 300만 km의 속도로 위로 가며 이 과정에서 전기가 번개처럼 전달됩니다. 가장 일반적인 유형을 포함한 일부 유형의 번개는 구름을 떠나지 않고 구름 내부 또는 구름 사이에서 다르게 충전된 영역 사이를 이동합니다. 다른 희귀한 형태는 극심한 산불, 화산 폭발 및 눈보라에 의해 촉발될 수 있습니다. 중력이나 물리학의 법칙을 무시하고 떠다니고 빛나고 튕기는 작은 전하를 띤 구체인 공 번개는 여전히 과학자들을 어리둥절하게 만듭니다. 약 1~20개의 구름 대 지상 번개는 양전하를 띤 폭풍우의 꼭대기에서 발생하는 유형인 양극 번개입니다. 일반적인 번개의 전하 흐름을 역전시키며 훨씬 더 강력하고 파괴적입니다. 번개는 하늘을 가로질러 뻗어 그것이 태어난 폭풍 구름에서 16km 이상 떨어진 곳에서 파란색인 번개가 내립니다. 번개는 멋있게 보이지만 위험합니다. 매년 전 세계적으로 약 2,000명이 번개로 사망합니다. 수백 명이 살아남았지만 기억 상실, 현기증, 쇠약, 무감각 및 기타 삶을 변화시키는 질병을 비롯한 다양한 지속 증상으로 고통받습니다. 심정지와 심한 화상을 유발할 수 있지만 10명 중 9명이 생존합니다.
벼락을 맞을 확률이 약 5,000분의 1입니다. 번개의 극도의 열은 나무 내부의 물을 증발시켜 나무를 날려버릴 수 있는 증기를 생성합니다. 자동차는 번개의 안식처이지만 대부분의 사람들이 믿지 않습니다. 타이어는 전하를 지면으로 무해하게 전달하는 금속 프레임과 마찬가지로 전류를 전도합니다. 많은 집은 번개의 전기를 땅에 무해하게 전도하는 막대 및 기타 보호 장치로 접지되어 있습니다. 또한 가정은 배관, 홈통 또는 기타 재료로 인해 부주의하게 접지될 수 있습니다. 접지된 건물은 보호 기능을 제공하지만 흐르는 물을 만지거나 유선 전화를 사용하는 거주자는 전도된 전기에 충격을 받을 수 있습니다. 얼음 입자가 아래로 떨어지고 물방울이 구름에서 상승하여 서로 마찰하여 음전하와 양전하를 생성하는 것을 보여줍니다. 번개는 비 구름의 정전기로 시작됩니다. 구름 내부의 바람은 매우 격렬합니다. 구름의 바닥 부분에 있는 물방울은 상승기류에 붙잡혀 훨씬 더 차가운 대기가 동결하는 높은 높이로 들어 올려집니다. 한편, 구름의 하강기류는 얼음을 밀어내고 구름 꼭대기에서 우박이 내려옵니다. 내려가는 얼음이 올라오는 물과 만나는 곳에서 전자가 벗겨집니다. 그보다 조금 더 복잡하지만 결과적으로 음전하를 띤 바닥과 양전하를 띤 상단이 있는 구름이 생성됩니다. 이러한 전기장은 구름에서 그들 사이의 절연체 역할을 하는 대기와 함께 엄청나게 강해집니다. 전하의 힘이 대기의 절연성을 압도할 때 번개가 발생합니다. 전하를 방출하는 가장 가깝고 쉬운 경로를 찾습니다. 종종 번개는 구름 사이 또는 구름 내부에서 발생합니다. 그러나 우리가 일반적으로 가장 신경 쓰는 번개는 구름에서 땅으로 가는 번개입니다. 번개의 가지가 땅을 향해 매우 천천히 퍼지는 것을 보여주고, 땅에 닿으면 밝은 스트로크가 구름 위로 이동하여 몇 번 더 밝게 깜박입니다. 폭풍이 지면 위로 이동함에 따라 구름의 강한 음전하가 지면의 양전하를 끌어당깁니다. 이러한 양전하는 나무, 전신주 및 집과 같은 가장 높은 물체로 이동합니다. 음전하의 계단형 구름에서 내려와 땅을 향해 내리칩니다. 번개가 치는 이 단계는 사람의 눈에는 너무 빠르지만 이 슬로 모션 비디오는 번개가 일어나는 것을 보여줍니다. 음전하가 지면에 가까워지면 스트리머인 양전하가 위로 뻗어 음전하를 만난다. 채널이 연결되고 번개가 치는 것을 볼 수 있습니다. 방전이 완료되기 전에 번개 모양이 깜박이는 것처럼 보이는 동일한 경로를 사용하는 여러 스트로크를 볼 수 있습니다. 1초 미만의 찰나의 시간에 번개는 주변 공기를 30,000도의 놀라운 온도로 가열합니다. 태양 표면보다 5배 더 뜨겁습니다 가열된 공기는 폭발적으로 팽창하여 주변 공기가 빠르게 압축되면서 충격파를 생성합니다. 공기는 냉각되면서 빠르게 수축합니다. 이것은 초기 사운드를 생성하고 공기 기둥이 계속 진동함에 따라 웅웅 거립니다. 우리가 하늘을 보고 있다면 천둥소리를 듣기 전에 번개를 본다. 빛은 음파보다 훨씬 빠르게 이동하기 때문입니다. 천둥소리가 들릴 때까지 몇 초가 걸리는지 계산하여 번개의 거리를 추정할 수 있습니다. 소리가 1.6km를 이동하는 데 약 5초가 걸립니다. 천둥이 번개를 거의 즉시 따라온다면 번개가 너무 가까워서 위안을 삼을 수 없다는 것을 알게 됩니다!
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