학습/코칭

무시무시한 태풍! 어떻게 만들어질까?

-집에서도 하는 토네이도 만들기 실험


한순간에 모든 것을 날려버릴 만큼 어마어마한 힘을 가지고 있는 태풍! 여름만 되면 우리나라를 찾아와 수많은 피해를 입히고 사라지는데요. 지난주 제13호 태풍 '링링'이 한반도를 지나면서 제주도를 중심으로 곳곳에 큰 피해를 주었죠. 

태풍이란 북서태평양에 발생하는 강력한 열대성 저기압을 말합니다. 때에 따라 천둥, 번개, 용오름을 동반하기도 하고, 나무가 뽑혀나갈 정도의 강풍과 함께 폭우를 쏟아내는 태풍도 있어요.

이처럼 무시무시한 태풍이지만, 한편으로는 지구를 위해 중요한 역할을 한다는 사실, 알고 있나요? 태풍은 공기를 순환시키고, 물 부족 현상을 해소해 줍니다.

또한 해수를 순환시켜 플랑크톤이 고르게 퍼지도록 해서 바다 생태계를 활성화하기도 합니다. 지금부터 태풍 원리를 알아볼 수 있는 실험을 직접 해보면서 태풍에 대해 자세히 알아볼까요?


-이 기사는 <톡톡> 9월호 54p에 4p분량으로 실린 내용입니다. 
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놀기만 좋아하는 우리 아이, '책'과 놀게 할 수는 없을까? 재밌는 잡지를 읽었더니 두꺼운 책도 술술 읽혀요! 독서능력이 쑥쑥! 다양한 분야에 걸친 흥미로운 기사로 아이의 시선을 사로잡습니다. 톡톡으로 내 안에 숨은 잠재력을 깨워보세요. 


태풍은 왜 생길까?


지구는 구 모양이기 때문에 태양에너지를 받는 양이 위도마다 달라집니다. 그래서 적도 지방은 뜨겁고, 상대적으로 태양에너지를 적게 받는 고위도 지방은 추운 거예요.

계속해서 저위도 지방은 태양 에너지를 많이 받고, 고위도 지방은 태양 에너지를 적게 받으면 어떤 일이 생길까요? 두 곳 모두 온도가 계속해서 내려가거나 올라갈 겁니다. 그런데 이상하죠? 지구의 기온은 매년 일정하게 유지되고 있으니까요.

이 신기한 수수께끼의 열쇠가 바로 태풍에 있습니다. 태풍이 적도의 높은 온도를 고위도 쪽으로 운반해주는 역할을 해, 적도와 고위도간의 에너지 불균형을 줄여주기 때문입니다.

그렇다면 태풍은 어떻게 만들어질까요? 적도 지방의 바다 온도가 27°C를 넘어서면 주변의 공기가 뜨거워져요. 공기는 뜨거워지면 분자운동이 활발해져 상승하는 특성이 있죠.

해수면의 열로 데워진 공기들이 많은 수증기를 빨아들이면서 강한 상승 기류를 만들며 하늘로 올라갑니다. 이 공기가 하늘의 찬 공기와 만나 큰 구름을 만들고요. 그 구름이 점점 커져 태풍이 되는 것입니다.



태풍은 왜 반시계방향으로 돌까?
코리올리의 힘 ‘전향력’


태풍이 반시계방향으로 도는 이유는 무엇일까요? 바로 하루 한 번 반시계방향으로 도는 지구의 자전 때문입니다. 구 모양인 지구의 둘레는 적도가 가장 길고 고위도 지방이 가장 짧아요. 그래서 지구의 적도 지방은 자전 속도가 빠르고, 고위도 지방은 자전 속도가 느린 현상이 발생합니다.

이때 적도에서 고위도 지방으로 로켓을 쏜다고 가정해봅시다. 실제로 로켓은 목표지점을 향해 직선으로 날아갑니다. 하지만 로켓이 날아가는 동안 지구는 자전을 하기 때문에 관성에 의해 로켓도 서에서 동으로 이동하려는 힘이 작용합니다. 거기다 로켓이 고위도 쪽으로 이동함에 따라 자전 속도차에 의해 오른쪽으로 휘는 모양으로 떨어지게 됩니다.

이처럼 지구상에서 운동하는 물체의 이동경로를 휘어지게 만드는 힘을 전향력, 또는 ‘코리올리의 힘’이라고 합니다. 태풍 역시 이 전향력
의 영향을 받는데, 구름이 고기압에서 저기압으로 이동하는 힘과 전향력이 평형을 이루며 북반구는 반시계방향, 남반구는 시계방향으로 태풍 구름이 회전하는 것처럼 보입니다.


집에서도 간단히 할 수 있는 토네이도 만들기 실험! 


태풍의 원리를 알아보기 위해 토네이도 만들기 실험을 준비했어요. 태풍은 면적이 너무 커서 인공적으로 하는 실험은 불가능하다고 해요. 하지만 토네이도와 태풍은 크기와 이동속도 등이 달라도 발생 원리가 비슷하답니다. 

준비물: 뚜껑이 있는 페트병 2개(1L 이상이 관찰하기 좋아요), 송곳, 가위, 글루건, 넓은 투명테이프, 물

①페트병 뚜껑 2개를 마주보게 한 다음 글루건으로 단단히 붙여주세요.

②페트병 뚜껑 2개의 가운데를 송곳으로 뚫어주세요. 송곳을 불로 데우면 쉽게 뚫을 수 있습니다. 그리고 가위를 이용해 구멍의 크기를 넓혀주세요. 구멍이 너무 크거나 작으면 토네이도가 잘 만들어지지 않을 수도 있으니 주의해주세요.

③페트병 하나에 물을 2/3 정도 담고 뚜껑을 꼭 잠가주세요. 그 다음 물이 없는 빈 페트병을 위쪽으로 연결해주세요. 물이 새지 않도록 뚜껑 주위를 투명 테이프로 밀봉해주세요.

④물을 채운 페트병을 위쪽으로 뒤집은 후 꼭 잡고 빙빙 돌려주세요. 그리고 바닥에 놓아줍니다. 물이 소용돌이치면서 내려가는 현상을 관찰해 봅시다. 그냥 병을 세우면 토네이도가 잘 만들어지지 않아요. 물과 공기가 더 잘 만날 수 있도록 몇 번 흔들어 세우면 토네이도가 더 잘 만들어집니다.


병 속 토네이도의 원리!


토네이도는 어떤 원리로 생겼을까요? 물이 들어있지 않은 병을 아래로 뒤집을 때는 때 물이 잘 내려오지 않았을 거예요. 물이 들어있지 않은 병에는 공기가 가득 차 있기 때문에 물이 쉽게 내려올 수 없었던 거죠. 그런데 이 상황에서 병을 마구마구 흔들어버리면 위쪽 병에 있는 물이 내려오면서 소용돌이가 생길 거예요.

태풍이 생기는 원리와 비슷합니다. 태풍도 수증기를 머금은 공기가 위쪽으로 올라가면서 발생하죠. 물이 내려오면서 아래에 있던 공기들이 위로 올라가려 하고, 위쪽에 있는 물이 아래로 내려가려고 하는 상승작용이 발생해 소용돌이가 형성되는 것입니다.



정보 플러스

태풍 가운데 뻥 뚫린 구멍의 정체 '태풍의 눈'


태풍이 닥치기 전 고요한 밤을 뜻하는 ‘태풍전야’라는 말 들어본 적 있나요? 이처럼 태풍이 다가오기 전에는 맑은 날씨를 볼 수 있어요. 하지만 태풍이 몰려오면 점차 바람이 불기 시작하면서 비가 많이 내려요.그런데 언제 그랬냐는 듯 갑자기 날씨가 개는 경우가 있는데, 그때는 태풍의 눈 속으로 들어왔기 때문이에요.

태풍은 바깥쪽에서 중심을 향해 공기가 회전하면서 돌아가요. 중심으로 불어드는 강한 바람으로 인한 원심력 작용으로 약한 하강 기류가 생겨요. 이때 태풍의 중심부에 뻥 뚫린 듯한 구멍이 생깁니다. 이곳을 ‘태풍의 눈’이라고 말해요.

태풍의 눈은 구름이 없는 구멍으로 보통 지름이 16km에 달하고 그 속은 고요하답니다. 태풍의 눈 속에서는 바람과 비가 멎고 푸른 하늘과 별이 보이기도 합니다.


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*에듀진 기사 원문: http://www.edujin.co.kr/news/articleView.html?idxno=31637

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