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겨울은 그림자가 더 길다.
 Science Column
신나는 과학 칼럼
작성자 류성철
작성일 2007/01/18 (목)
ㆍ추천: 0  ㆍ조회: 3524      
겨울은 그림자가 더 길다.
류 성 철

기온이 많이 내려가 두터운 옷을 꺼내 입을 계절이 왔다. 이맘때면 계절이 언제 바뀌었는지 모르게 겨울이 오고 양지바른 창가에 사람들이 모여 담소를 나눈다. 가을이 지나감을 아쉬워 하며 주말에 단풍 산행갔다온 얘기등으로 꽃을 피운다. 그리고 계절이 바뀌면서 우리가 느끼지도 못한체 많은 것이 바뀌고 있다..
지구가 남극과 북극을 잇는 축을 중심으로 회전하는 것이 밤과 낮의 원인이다. 그런데 지구가 회전하는 속도는 변하지 않는데 겨울이 다가올수록 해가 점점 짧아진다. 하루가 다르게 해가 일찍 서산으로 지는 것이다. 지표면이 태양으로 데워지는 시간이 그만큼 줄어들어 기온은 점점 내려간다. 서산으로 해질때를 보면 유난히 드리워지는 그림자가 길어지는 것을 느낄 수 있다. 이것은 해가 그만큼 낮게 뜬다는 것이다. 여름철의 직사광선은 뜨거워 가만히 있어도 땀흘리게 하지만 겨울의 햇빛은 따뜻함으로 느껴진다. 그리고 여름에는 햇빛이 처마에 걸려 실내로 들어오는 양이 적지만 겨울에는 햇빛이 창문을 통하여 실내 깊숙히 들어온다. 이런 변화가 일어나는 이유는 태양의 고도(지면과 태양이 이루는 각도)가 달라지기 때문인데 여름에는 고도가 높고 겨울에는 고도가 낮다. 태양의 고도가 낮을수록 지상에 해가 떠있는 시간이 짧아져 태양에너지를 적게 흡수하게 되고 태양에너지가 닿는 면적도 넓어져 단위 면적당 지표면이 흡수하는 에너지도 적어진다. 후자를 좀 더 설명하면 손전등을 바닥에 비출 때 비스듬이 비추는 것이 수직으로 비추는 것보다 더 희미하게 보이는데 빛이 넓게 퍼지기 때문이다. 즉 에너지 밀도가 낮아지기 때문에 전체적으로 적은 에너지를 흡수하여 온도가 내려가게 된다. 실내로 깊숙히 들어온 햇빛이나 겨울의 햇빛이 뜨겁지 않은 것은 햇빛이 닿는 면적은 넓어지지만 에너지 밀도가 낮기 때문에 온도는 내려가는 것이다.
태양의 고도가 변하는 것은 지구가 태양둘레를 1년 한바퀴씩 돌고 있고 공전궤도면에 대해 23.5도 기울어져 있기 때문이다. 이것이 계절을 변화시키는 원인이 된다. 사색의 계절에 자연에서 일어나는 작은 변화들의 이유를 생각해보자. 사고의 폭이 더욱 넓어질 것이다.

한겨레신문 신나는 과학 칼럼 96 - 4(11월 4일자)
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