백야현상이 생기는 이유
지구의 자전축이 약 23.5°의 기울기를 갖기 때문에 1년 동안에 봄·여름·가을·겨울 4계절이 생기는 것이고 위도에 따라서 백야와 극야가 반복되는 지역도 생기게 된다. 결국 이렇게 기울어져 있지 않는다면 백야현상이 나타나지 않을 것이다.
지구는 자전축이 23.5도 기울어져서 자전과 공전을 한다. 태양이 있는 쪽에 있으면 낮이 되고 태양의 반대편에 있으면 밤이 되는 것이다.
그런데 자전축에 있는 북극은 지구가 돌아도 계속 같은 위치가 된다. 따라서, 계속 낮이 되는 것이다. 이것이 백야이다.
백야란 고위도 지방에서 해뜨기 전이나 해가 진 뒤에 볼 수 있는 박명 현상이라고 볼 수 있다.
보통 위도 66.5°이상의 고위도에서 백야를 경험할 수 있다고 배우는데 일반적으로 백야는 태양이 지평선 18도 이하로 지지 않는 것을 말하므로, 위도 48°이상의 고위도에서는 강도는 다르지만 백야를 경험할 수 있다.
같은 백야라도 북반구는 하지, 남반구는 동지일 때 백야의 절정을 맞게 된다．그러나 백야라고 해서 밤이 대낮처럼 환한 것은 아니다. 새벽녘처럼 희끄무레한 것이 보통이다．
발명
구입하기 쉬운 지진 감지기
수마트라 지역의 지진이 남아시아를 강타했을 때, 세계 전역의 지진계 수백 대가 이를 감지했다. 그러나 지진해일이 덮친 지역에서 소유한 지진계는 단 두 대 뿐이었다. 만약 해안지역에 지진 관측소나 기타 통신기반시설이 갖춰져 관련 정보를 받을 수만 있었다면, 수천 명의 목숨을 건질 수 있었을 것이다. 한마디로 문제는 돈이다.
지진계 기술은 결코 저렴하지 않기 때문이다. 오늘날 최신형의 지진 탐지기의 가격은 약 60,000달러나 한다. 가난한 농촌 마을에서는 꿈도 못 꿀 액수이다. 그나마 다행히 메르세르 대학의 물리학자인 랜달 피터스가 “대중을 위한 탐지기”를 개발했다. 기존 지진계에 비해 고성능은 아니지만 매우 민감한 지진계로 200달러정도면 제작이 가능하다.
간단히 설명하면, 지진계는 지구를 관통하는 진동을 측정하는 기계로, 매우 단순한 지진계는 줄이 달려있는 중추(重錘, mass)와 기록 장치로만 구성되어 있다. 땅이 흔들리면 이 중추가 땅의 움직임에 반응하여 진동한다. 그러면 예를 들어 펜과 종이로 된 기록장치가 이 데이터를 기록해나가는 것이다. 중추가 더 많이 움직일수록 지진의 강도도 그만큼 세다.
당연히 아주 정확하지는 않다. 그러나 이 단순한 구조의 장치물도 지진계로서의 기능을 발휘하며 가격도 매우 저렴하다. 지진계의 구조가 복잡할수록 감도도 높아진다. 고성능 탐지기는 나노미터처럼 매우 미세한 땅의 움직임도 감지할 수 있다. 그러나 이런 장치는 여러 개의 센서와 정밀부품을 필요로 한다. 그만큼 제작비용이 올라가는 것이다. 따라서 대량 생산을 할 수 있는 가능성이 매우 낮다.
피터스의 장치를 구성하는 부품 수는 정교한 고성능 지진계에 비하면 그 절반 정도에 불과하나 거의 정확한 감도를 자랑한다. 적어도 레일리 파동을 미리 감지할 수 있다. 지진발생으로 인한 대부분의 피해는 비교적 느리면서도 강한 지표면 진동인 레일리파가 원인이기도 하다.
원래는 제트추진연구소의 어떤 과학자를 위해 중력 이론을 시험하고자 고안된 피터스의 지진계는 기본적으로 지진파에 반응해서 흔들리는 진자라고 볼 수 있다. 이 기계의 감도 및 비용 절감의 핵심은 바로 특허 센서에 있다. 대부분 기존의 초감도 지진계는 중추가 가운데 설치된 값비싼 전자기기에 의존한다. 이 중추를 가만히 정지 상태로 유지시키는데 드는 힘의 양을 측정해 발생한 지진의 강도를 결정하는 것이다. 피터스가 발명한 지진계는 센서들이 덮여있는 중추가 나란히 있는 전기용량판 두개 사이를 진자처럼 자유롭게 움직인다.
이 전기적으로 대전된 판들은 중추가 왔다 갔다 할 때 중추로 막히지 않은 나머지 표면적을 측정한다. 그러면 상응하는 전기 신호가 생성되고, 단순하지만 민감하게 이 신호가 수평적 지면의 움직임을 측정하는 역할을 하는 것이다.
물론 피터스의 지진계는 미국지질연구소의 시험을 통과하지는 못할 것이다. 미국 지질연구소는 단순히 레일리 파동만을 관측하는 것이 아니므로 별도의 장치들을 요구한다.
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