번개는 왜 높은 곳에 잘 떨어질까?

Why does lightning tend to strike tall objects?

번개는 넓은 들판보다 왜 높은 탑이나 홀로 선 나무에 잘 떨어질까요?

무슨 일이 일어났나

땅에 이어진 높고 뾰족한 것 둘레에 전기장이 모여, 번개가 그쪽으로 길을 잇기 쉽기 때문입니다.

NWS 에 따르면 번개 줄기(계단 선도)가 땅에 가까워질수록 그 끝과 높은 것 꼭대기 사이의 전기 힘이 커지고, 높은 것 위의 공기가 전기가 잘 통하게 바뀌어 위로 뻗는 줄기(upward streamer)가 생깁니다.

NOAA 국립 악기상 연구소는 번개가 대개 가장 높은 것에 떨어지고, 높은 것일수록 위로 뻗는 줄기를 잘 만든다고 적습니다.

시뮬레이터(2 차원 단순 모형)에서 60 m 뾰족한 탑 위 전기장은 바탕의 5.1 배, 같은 높이의 둥근 언덕 위는 2.4 배, 낮은 지붕 위는 1.3 배라 뾰족함도 한몫합니다.

NWS 는 높이 · 뾰족한 모양 · 홀로 선 것을 번개가 떨어질 곳을 정하는 큰 요인으로 꼽고, 미국 엠파이어 스테이트 빌딩은 한 해에 평균 23 번 번개를 맞는다고 적습니다.

📸 진짜 모습

케네디 우주 센터 39B 발사대에 번개가 내리친 순간 — 둘레에 높이 600 피트 탑 세 개와 전선이 번개를 막으려고 서 있습니다. — 케네디 우주 센터 39B 발사대에 번개가 내리친 순간 — 둘레에 높이 600 피트 탑 세 개와 전선이 번개를 막으려고 서 있습니다.
출처: NASA · 퍼블릭 도메인 · NASA 그림 창고 원본 ↗

💡 생활 속 예시

아파트나 학교 옥상 맨 꼭대기에는 뾰족한 쇠막대(피뢰침)가 서 있습니다 — 건물에서 가장 높고 뾰족한 자리입니다.
번개 사진을 보면 번쩍이는 줄기가 넓은 땅 한가운데보다 높은 빌딩 꼭대기나 안테나로 이어진 것이 많습니다.

확인된 값

번개가 떨어질 곳을 정하는 큰 요인 (높이 · 뾰족한 모양 · 홀로 서 있음): 높이 · 뾰족함 · 홀로 출처
번개는 같은 곳에 되풀이해 떨어지기도 한다 — 특히 높고 뾰족하며 홀로 선 것: 되풀이 출처
미국 엠파이어 스테이트 빌딩이 한 해에 맞는 번개 (평균 23 번): 23 번/yr 출처
번개 줄기(계단 선도)가 땅에 다가올수록 그 끝과 높은 것 꼭대기 사이의 전기 힘이 커진다 (NWS): 힘이 커짐 출처
그 힘 때문에 높은 것 위의 공기가 전기가 잘 통하게(이온화) 바뀐다 — 위로 뻗는 줄기(upward streamer): 이온화 출처
번개는 대개 가장 높은 것에 떨어진다 (NOAA 국립 악기상 연구소): 대개 가장 높은 것 출처
높은 것일수록 낮은 것보다 위로 뻗는 줄기를 잘 만든다 (NOAA 국립 악기상 연구소): 높을수록 잘 생김 출처

교육과정에서는

한국 2022 · 과학(중학교) · 전기와 자기 [9과14-01]
한국 2022 · 지구과학 · 대기와 해양의 상호작용 [12지구01-04]

출처

이어서 보기

천둥 번개 구름 (뇌우와 번개)

같은 단원 · 대기와 날씨

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