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올해 가장 강력한 X급 태양 폭발 발생, 우리 생활에 미치는 영향은? 목록

조회 : 3142 | 2012-03-28


지난 8일부터 10일까지 북미지역에서 인천을 오가는 항공기들이 평균 한 시간 이상 지연 도착했습니다. 북미지역 중․동-러시아 동북지역-중국 하얼빈-서해로 이어지는 ‘북극항로’ 대신 러시아 캄차카 반도를 거쳐 동해로 운행하는 ‘캄차카 항로’로 우회했기 때문인데요, 왜 항공기들은 평상시 이용하던 북극항로보다 300Km 이상이나 먼 캄차카 항로를 택했던 것일까요?





그 이유는 바로 ‘태양 폭발(solar flare)' 때문이었답니다.
지난 8일 한국천문연구원은 보도자료를 통해 3월 7일 오전 9시경(한국시간) 이번 태양주기 들어 11번째 (올해 들어 3번째) X급 태양 플레어*가 발생했다고 밝혔습니다.
기상청 역시 8일 비슷한 보도자료를 내놓았습니다. 이번 태양 폭발로 인해 ‘주의’ 수준의 태양복사폭풍과 태양입자폭풍이 발생했고 8일 밤부터 강력한 지자기폭풍이 발생할 것으로 예상된다는 내용이었습니다.


오른쪽: 한국천문연구원이 보도자료와 함께 배포한 지난 7일 일어난 태양 폭발 당시의 사진이다. / 사진출처 : 한국천문연구원 보도자료




한국천문연구원과 기상청의 보도자료 내용은 비슷했는데, 천리안위성 등 인공위성의 운영과 위성관측자료의 지상 송수신, GPS 등에 부분적인 장애가 우려되며, 북극지방을 운행하는 항공기의 안전에 각별한 주의가 필요하다는 내용이 담겨 있었습니다.
또 지난달인 2월 20일에는 파이낸셜 타임즈(FT)가 미국과 영국 등 세계 유명 천문학자들이 참석했던 미국과학진흥협회 연례회의에서 2013년 가장 강력한 태양풍이 지구에 닥쳐 2조 달러가 넘는 피해를 입게 될 것이라고 주장했다고 보도하기도 했었습니다.
현재로서는 태양풍을 막을 방법이 없기 때문에 그 피해를 줄일 방법을 찾을 수밖에 없는데요, 미 하원의 에너지 위원회는 태양풍으로부터 전기 시설을 보호하기 위해 1억 달러의 예산을 책정하는 법안을 통과시킨 예도 있답니다.
태양 폭발 그리고 태양풍이 무엇이기에 전 세계가 이렇게 촉각을 곤두세우고 있는 것일까요? 태양 폭발이 우리 생활에 미치는 영향을 함께 살펴보도록 합시다.

*태양폭발 등급은 A부터 B, C, M, 가장 강한 X 등급으로 5단계로 나뉜다. 이번 폭발은 X등급으로 규모가 가장 크다.




*알아보기
-태양 폭발이란?
-태양 폭발이 우리 생활에 미치는 영향은?
-우주 날씨도 예보를 한다고?




*생각 키우기
- 우주기상 예보 시작, 기상과 기후정보의 중요성에 대해 생각해 봅시다.




-태양 폭발이란?
태양 폭발이란?



지난 7일 일어난 태양 폭발은 X5.4 정도로 강력한 플레어였다. 왼쪽은 171A (17.1nm) 필터로 23.1초간, 오른쪽은 131A(13.1nm) 필터로 26.3초간 촬영한 태양 폭발 당시의 사진이다. / 사진출처 : NASA/Goddard Space Flight Center Scientific Visualization Studio




태양은 불타는 가스 덩어리입니다. 태양의 표면에서는 강력한 자기장이 발생됩니다. 태양의 빠른 자전으로 인해 이 자기장이 왜곡되는데 이로 인해 흑점이나 태양 폭발(solar flare) 같은 현상이 발생합니다. 플레어는 이 태양의 표면에서 형성되는 루프 모양의 폭발이고요. 플레어는 태양의 일부가 태양 밖으로 벗어나는, 코로나 대형 폭발(CME) 현상을 일으킵니다. NASA는 이번에는 두 번의 CME가 일어났고 NASA 소속의 우주선을 스쳐 지나갔다고 밝혔습니다.
CME가 일어나면, 태양을 구성하는 입자들은 초속 1천마일로 움직입니다. 태양에서 우주 공간으로 쏟아져나가는 전자, 양성자, 헬륨원자핵 등으로 이루어진 대전 입자(플라즈마)의 흐름을 태양풍(Solar Wind)라고 합니다. 최대 속도는 초속 6000Km 달하는데, 이번 태양 폭발로 인한 태양풍은 초속 2,200Km로 태양을 떠난 지 34시간 만에 지구에 도착했답니다.





‘따끈따끈 과학’ 코너에서 이전에 ‘태양이야기’를 다루면서 채층(彩層)이나 코로나 하층부에서 돌발적으로 다량의 에너지를 방출하는 현상을 '플레어'라고 했습니다. 플레어는 흑점 가까이에서 발생하는데, 태양면 위에 흑점이 많아지는 흑점극대기에는 하루에 수 개에서 십 수 개의 플레어가 발생하기도 합니다.
흑점 가까이에는 지구자기장의 수백~수천 배나 강한 자기장이 있는데, 이 자기장의 에너지는 플레어의 에너지보다 훨씬 크기 때문에 플레어의 에너지원은 이 자기장의 에너지에 의한 것으로 추정되고 있습니다.
태양 표면의 흑점의 수는 많아졌다 적어졌다를 반복하는데 그 주기가 11년으로 2013년 5월에 흑점의 수가 최대에 달할 것으로 알려져 과학자들은 태양 폭발로 인한 태양풍이 지구에 미칠 영향에 촉각을 곤두세우고 있답니다.





-태양 폭발이 우리 생활에 미치는 영향은?
플레어가 발생하면 태양전파나 자외선, X선 등이 복사됩니다. 태양 폭발로 인한 강한 전기장이 지구 대기 상층부에까지 영향을 줘 통신 장애가 발생하거나 위성항법장치(GPS) 신호가 교란될 수도 있습니다. 항공기들은 이번 태양 폭발로 인해 단파통신이 방해받을 수도 있고 또 승객들이 방사선에 피폭될 것을 우려해 우회 항로를 택했던 것이랍니다. 국립전파연구원 우주전파센터에 따르면 실제로 이번 폭발로 국내에서 약 1시간 가량 단파 통신이 두절됐었다고 합니다.
아, 그렇다고 태양 폭발이 일어나면 원전 사고 후 방사선 피폭을 우려하듯 일상생활에서까지 방사선 피폭을 우려할 필요는 없습니다. 태양풍이나 지자기 폭풍으로 인한 신체적 피해는 우주비행이나 높은 고도를 비행할 때만 위험한 수준이라고 하니까요.
지난 2월에도 2007년 이후 가장 강력한 태양 폭발이 있었는데 이 폭발로 인해 강력한 전기에너지를 보유한 태양풍이 지구에 도달해 지구 자기장을 감싸고 있는 전리층이 손상되기도 했답니다. 이로 인해 일부 국가에서는 라디오, 원거리 항공관제 시스템 등이 두절되기도 했었습니다.
약한 태양풍은 GPS나 인공위성 교란 정도에 그치지만, 강력한 지자기 폭풍의 경우 변압기나 전선에 피해를 입힐 수도 있습니다. 실제로 1989년 태양풍으로 인해 캐나다 퀘벡 주 전체가 정전이 된 적도 있었거든요.





태양 폭발로 인한 태양풍이 지구에 영향을 미치면 오로라 현상도 훨씬 자주 발생합니다.
자, 태양 폭발이 우리 생활에 미치는 영향을 정리해 볼까요? 일단 태양의 흑점에서 태양 폭발, 플레어가 일어나면 방사선과 플라즈마 입자가 방출됩니다. 이로 인해 위성항법장치(GPS), 위성운용 등에 문제가 생길 수 있습니다. 또 전리층의 전자밀도가 증가해 무선통신에 장애를 일으키게 돼 신호잡음이 발생하거나 아예 통신장애가 생길 수도 있습니다. 비행기 운항에도 차질을 빚는데 비행기 운행에 이용되는 단파 통신에 영향을 미치고, 승객들이 많은 량의 방사선에 노출될 수 있어 항로를 변경하거나 운항을 잠시 중단해야 할 수도 있답니다. 또 의료장비나 휴대전화 등도 제대로 작동하지 않을 수도 있고요.


-우주 날씨도 예보를 한다고?
미국은 강력한 태양 폭발이 일어나면 30분 내에 항공사나 관련 기관에 그 정보를 알려주는 경보체계를 갖추고 있습니다. 국내에는 한국천문연구원과 공군, 기상청, 국립전파연구원이 우주기상 감시 체계를 운영하고 있지요.
우리나라도 지난해 9월 기상법을 개정했고 기상청에서는 우주공간에서의 플라즈마 입자 또는 복사에너지 등의 물리적인 현상을 분석하고 예측해 다음달(2012년 4월)부터 태양복사폭풍과 태양입자폭풍, 지자기폭풍 등 우주공간에서 벌어지는 3가지 기상 현상을 알리는 우주기상 예보 서비스를 시작합니다.
국립전파연구원은 지난 3월 2일부터 우주기상 예보 서비스를 시작했는데, 우주전파센터 홈페이지(www.spaceweather.go.kr)에서 그 정보를 살펴볼 수 있습니다.
앞에서도 말했듯 태양의 활동 주기가 최고점을 향하고 있기 때문에 최근 우주기상 예보 소식이 더 자주 들려옵니다.
태양 표면의 흑점의 수는 많아졌다 적어졌다를 반복하는데 그 주기가 11년으로 2013년 5월에 흑점의 수가 최대에 달할 것으로 알려져 과학자들은 태양 폭발로 인한 태양풍이 지구에 미칠 영향에 촉각을 곤두세우고 있답니다.




*더 찾아보기
- 태양을 향해 날아간 혜성 그리고 태양 이야기
: 따끈따끈 과학 코너에서 기존에 태양에 대해 이야기한 적이 있습니다. 다시 한 번 살펴보세요.

- 밤하늘에서 춤추는 찬란한 빛, 오로라
: 신기신기 현상 코너에서 오로라에 대해 이야기한 적이 있습니다. 다시 한 번 살펴보고 태양 폭발 기사와 연계해 생각해 보세요.

- 기상청 3월 8일자 보도자료 ‘3월 7일, 강력한 태양 폭발 발생’

- 한국천문연구원 3월 8일자 보도자료 ‘천문연, 가장 강력한 태양 폭발 발생’




*생각 키우기
우주기상 예보 시작, 기상과 기후정보의 중요성에 대해 생각해 봅시다.
3월 23일은 세계 기상의 날입니다. 올해 세계기상기구가 정한 주제는 ‘우리의 미래를 견인하는 기상, 기후 물(Powering our future with weather, climate and water)’라고 하네요. 기상청도 이를 기념하기 위해 ‘기상선진국으로 우뚝 선 기상청’을 주제로 기념식과 행사를 가졌습니다.
기상청이 4월부터 우주기상 예보를 시작한다고 합니다. 이제 땅 속부터 우주까지 예보하는 시대가 도래한 셈입니다.
폭설로 교통이 마비되고, 지진으로 인해 대규모 인명 피해가 발생하기도 합니다. 기상재해로 인한 국내 연평균 재산피해 규모는 2001년부터 2010년까지 1조 7000억 원에 달한다고 합니다. 1990년대에 비해 3배 이상 증가한 수치랍니다.
지구환경이 변화하면서 기상․기후정보가 산업과 국가경쟁력, 국가안보 등 다양한 분야에서 매우 중요한 요소로 부각되고 있습니다. 기상기술력이 국가경쟁력을 좌우한다고 해도 과언이 아닐 정도지요.
자, 기상․기후정보의 중요성 그리고 예보의 중요성에 대해 자신의 생각을 정리해 봅시다.
태양 폭발로 인한 피해, 지진 등의 자연 재해로 인한 피해 등 직접적인 피해 내용을 찾아 정리해 보고 미리 대비해 피해를 줄일 수 있을 것으로 기대되는 예보의 중요성에 대해 이야기해 보도록 하세요.
예보의 영역, 지하에서 우주까지. 이렇게 광범위한 기상 예보, 왜 필요한 것일까요?






주제!
태양
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