미국 펜실베이니아 주립 대학이 이끄는 연구팀은 기상학에서 가장 오래된 질문 중 하나에 대한 자세한 답을 발표했습니다. 뇌우 구름에서 번개가 형성되는 원인은 무엇일까요?
7월 28일 지구물리학 저널에 게재된 논문에서 빅터 파스코 교수의 팀은 뇌운의 강력한 전기장이 번개를 생성하는 연쇄 반응을 어떻게 시작하는지 정확하게 설명하는 최초의 정량적 모델을 제시했습니다.
이 메커니즘은 우주선에 의해 '씨앗'처럼 우주에서 온 전자가 구름 속 전기장에 의해 가속되면서 시작됩니다.
전자가 질소나 산소와 같은 기체 분자와 충돌하면 X선과 고에너지 광자가 생성되고, 이로 인해 "전자 눈사태"가 발생합니다. 전자 눈사태는 번개를 유발하는 연쇄 반응입니다.
"이번 발견은 번개 발생의 자연적 과정에 대한 최초의 물리적, 정량적으로 타당한 설명입니다."라고 파스코는 말했다. "이것은 X선 현상, 전기장, 그리고 전자 가속을 연결합니다."
이 모델을 입증하기 위해 연구팀은 NASA 고고도 정찰기, 위성, 그리고 지상 기반 센서에서 수집한 현장 데이터와 수학적 시뮬레이션을 결합했습니다. 이를 통해 지상 감마선 섬광(TGF)과 같은 현상을 설명할 수 있었습니다. TGF는 뇌우에서 눈에 띄는 섬광이나 전파 없이 발생하는 짧고 눈에 보이지 않는 X선 폭발입니다.
"우리는 연쇄 반응이 일어나는 데 필요한 구름 속 조건을 파악했고, 번개가 치기 전에 때때로 다양한 무선 신호가 관찰되는 이유를 밝혀냈습니다."라고 연구팀의 박사과정 학생인 자이드 페르베즈가 말했습니다.
이 모델의 특징은 구름 내부의 매우 작은 영역, 즉 초기 반응이 일어나는 곳을 시뮬레이션할 수 있다는 것입니다. 파스코 씨에 따르면, 이러한 에너지의 좁은 농도와 반응 강도의 큰 변동성이 결합되어 육안으로는 보이지 않고 전파 장비로는 감지할 수 없는 일부 감마선이 나타난다고 합니다.
이 프로젝트에는 펜실베이니아 주립대 외에도 프랑스, 체코, 덴마크, NASA의 전문가들이 참여했습니다.
"광전 피드백 방전"이라 불리는 이 모델과 전체 방정식은 과학계 에서 사용하고 검증할 수 있도록 공개되었습니다.
출처: https://www.vietnamplus.vn/dieu-gi-thuc-su-kich-hoat-tia-set-hinh-thanh-trong-cac-dam-may-dong-post1053405.vnp
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