번개보다 1000배 밝은 '슈퍼볼트'란?
번개보다 1000배 밝은 '슈퍼볼트'란?
  • 김정은 기자
  • 승인 2020.11.30 13:47
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ⓒ 데일리포스트 이미지 출처=Pixabay 

[데일리포스트=김정은 기자] 일반 번개에 비해 100배 밝은 번개를 '슈퍼볼트(superbolt,초전광)'라고 한다. 그중에서도 "일반 번개 대비 1000배 밝은" 강력한 슈퍼볼트의 존재가 연구를 통해 밝혀졌다. 

연구팀은 "이번 연구를 통해 강력한 슈퍼볼트가 특히 발생하기 쉬운 장소 및 슈퍼볼트의 발생 메커니즘 등의 규명이 진행되고 있다"고 밝혔다. 관련 논문 두 건은 국제학술지 'JGR 애트머스피어(JGR Atmospheres)'에 게재됐다. 

ⓒ 데일리포스트 이미지 출처=JGR Atmospheres

지난 6월 유엔 전문기관인 세계기상기구(WMO)는 브라질에서 관측된 번개 기록을 '단일 번개의 길이' 세계 신기록으로 공식 인정한 바 있다. 거대 번개는 브라질에서 관측된 길이 709km의 번개로, 2007년 미국에서 관측된 기존 최장 기록을 더블 스코어로 크게 제쳤다. 

ⓒ 데일리포스트 이미지 출처=세계기상기구(WMO)

이러한 번개가 어떤 장소에서 발생하기 쉬운지 밝혀내기 위해, 미국 로스알라모스 국립연구소(LANL) 소속 마이클 피터슨과 에린 레이 연구팀은 기상 위성인 GOES-16에 탑재된 번개 추적장치 GLM(Geostationary Lightning Mapper)으로 번개를 관측했다. 

연구팀은 2018년~2020년에 걸쳐 정지궤도에서 남북아메리카 상공을 관측, 번개로 의해 발생한 빛을 2밀리초(msec:1000분의 2초) 단위로 기록했다.

그 결과 일반 번개의 100배 이상의 빛을 발하는 슈퍼볼트가 200만 회 확인됐다. 그 일례가 아래 이미지다. 2019년 2월에 발생한 슈퍼볼트는 약 7초 동안 미국 남동부 하늘에 그 모습을 드러냈다. 

ⓒ 데일리포스트 이미지 출처=미국 로스알라모스 국립연구소(LANL) 연구팀

또 연구팀이 관측 대상을 일반 번개의 100배에서 1000배로 높이자, 볼리비아·브라질·파라과이·우루과이·아르헨티나에 걸친 리우데라플라타(Río de la Plata) 분지와 아메리카 중앙부 두 곳에서 특히 강력한 슈퍼볼트가 나타나는 것으로 밝혀졌다.

피터슨 연구원은 이번 연구 결과에 대해 "특정한 번개의 방전은 보통 번개의 수천 배에 달하는 3테라와트(TWh) 이상의 에너지가 관측된다. 이러한 극단적인 현상의 이해는 번개의 위험성 인지에 있어 중요하다"고 언급했다. 

그는 LANL의 매트 커클랜드 연구원과 공동으로 세계 각지에서 발생한 슈퍼볼트 관련 연구를 진행했다. 핵 실험 감시 위성인 FORTE의 축적된 과거 12년간의 관측 데이터를 기반으로 100기가와트(GWh) 이상의 전력을 생산한 번개를 추출한 후, 지상 관측 기록과 연계해 각 슈퍼볼트의 특징을 조사했다. 

연구 결과, 슈퍼볼트는 보통 번개와는 다른 경향을 보이는 것으로 확인됐다. 일반 번개는 "마이너스 전하를 띤 구름과 지상 간의 방전(-CG)"으로 발생하는 경우가 대부분이지만, 일부 슈퍼볼트는 "플러스 전하를 띤 구름과 지상 간의 방전(+ CG)"으로 발생했다. 

연구팀은 "이번 연구를 통해 100기가와트(GWh) 정도의 비교적 약한 슈퍼볼트는 -CG와 +CG 메커니즘 모두에서 발생하는 것으로 드러났다. 그러나 350기가와트(GWh)를 초과하는 가장 강력한 부류의 슈퍼볼트는 특히 일본 해안 부근에서 발생하는 강력한 +CG에 의해 발생한다"고 언급했다. 



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