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사람은 듣지 못하는 토네이도의 '경고음'을 잡는다

서울뉴스싱귤러2024-03-29 16:24:29【종합】8사람들이 이미 둘러서서 구경했습니다.

소개토네이도 ⓒ미국 국립해양대기청(NOAA)사람은 들을수 없지만 토네이도가 오고 있다는 소리는 있다.영국의 BBC는 엄청난 파괴력을 가진 토네이도의 소리를 들을수 있는 조기경보시스템을

사람은 듣지 못하는 토네이도의 '경고음'을 잡는다

토네이도 ⓒ미국 국립해양대기청(NOAA)


사람은 들을수 없지만 토네이도가 오고 있다는 소리는 있다.

영국의 BBC는 엄청난 파괴력을 가진 토네이도의 소리를 들을수 있는 조기경보시스템을 과학자들이 개발하고 있다고 보도했다.

BBC에 따르면 이 소리는 나뭇잎이 바스락거리는 소리, 경첩이 삐걱거리는 소리, 근처 나무들이 삐걱거리는 소리로 시작된다.

다가오는 화물열차처럼 귀를 먹먹하게 하는 우렁찬 소리, 나무판자에서 찢어지는 무시무시한 못들의 굉음, 날아다니는 잔해들로 예측할 수 없는 쿵 하는 소리가 들려온다. 

이는 토네이도 생존자들이 폭풍으로부터의 탈출을 이야기하면서 자주 묘사하는 소리들이다.

과학자들은 토네이도의 경고를 완전히 인식할수 없지만 종종 생명을 구하기에 충분하다고 판단하고 있다.

토네이도가 동반하는 또 다른 소리가 있지만 이런 소리를 쉽게 들을 수는 없다. 

사실 토네이도는 발생 빈도가 낮지만 인간의 청각 영역을 벗어날 수는 없다. 그러나 과학자들은 토네이도가 파괴적인 폭풍으로 커지기 전에 보다 빠르고 정확하게 경고할 수 있는 방법을 제공할 수 있는 방안을 찾고 있다.

최대 시속 483km(300mph)의 바람을 동반한 토네이도는 수백 마일을 이동할 수 있는 저주파 음파(Infrasound)를 발생시킨다.

이러한 초음파 신호를 도청하는 것은 토네이도가 마을을 평평하게 만들고 자동차가 장난감처럼 공중으로 던지는 것을 막을 수 없을지도 모르지만, 생명을 구할 수 있는 새로운 유형의 조기 경보 시스템으로 이어질 수 있다.

연평균 약 1200개의 토네이도가 미국에 파괴의 흔적을 남기는데, 그 중 대부분은 미국 중부의 대평원에서 발생한다.

토네이도는 매년 수백만, 몇 년 동안 수십억 달러 상당의 피해를 입히고 있다. 1951년 이후 연간 평균 87명이 목숨을 잃었다.

미국 국립해양대기청(NOAA)에 따르면 지난해부터 현재까지 미국에서 약 1400개의 토네이도로 76명이 사망했다. 

미시시피주에서는 이례적으로 오래 지속된 토네이도가 59마일(94km) 경로를 따라 2000채 이상의 주택을 손상시키면서 최소 26명이 숨졌다.

15일(현지시각) 미국 아칸소 주 온천 마을 외곽에서 토네이도로 밤새 피해를 입은 7번 고속도로의 송전선을 복구하는 작업을 하고 있다. ⓒAP 연합뉴스


토네이도는 왜 형성되는지, 그리고 왜 형성되지 않는지에 대한 명확한 그림이 아직 없기 때문에 예측하기가 어렵기로 악명이 높다. 격렬한 공기 기둥은 형성될 때에도 이상하게 움직인다.

수십 년 동안, 기상학자들은 어떤 폭풍이 토네이도를 발생시키고 어떤 폭풍이 토네이도를 발생시키지 않을 것인지를 알아내기 위해 노력해 왔다.

텍사스 A&M 대학의 대기과학과의 크리스 노워타르스키 부교수는 전문가들이 최대 며칠 전에 토네이도를 발생시킬 수 있는 대규모 상황을 예측하는 것은 상당히 능숙하지만, 토네이도가 언제 어디서 형성될지 구체적으로 예측하는 것은 더 어렵다고 밝혔다.

그는 "토네이도를 발생시킬 수 있는 것으로 보이는 몇몇 폭풍들이 같은 유리한 환경에 존재할 수 있지만, 실제로 토네이도를 발생시키는 것은 한 두 가지 정도에 불과하다"고 말했다.

대부분의 파괴적인 토네이도는 거대한 형태의 뇌우인 '슈퍼셀(Supercell)'로부터 발생한다. 슈퍼셀은 뇌우 즉 번개와 천둥을 동반한 폭풍우다. 우리말로 '용오름'이라 불리는 '메조사이클(Mesocyclone)' 중심부에는 상승기류가 있는데, 큰 기둥모양으로 보이는 것이 바로 슈퍼셀이다. 슈퍼셀의 회전하는 공기는 지면에 도달하면 좁은 기둥으로 집중되어 토네이도가 된다.

이러한 현상이 발생하는 원인에 대해 많은 이론들이 있지만, 폭풍 바깥쪽 공기의 온도 차이와 같이 토네이도를 형성하는 정확한 조건은 완전히 밝혀지지 않았다.

바람 자체는 사람의 눈에 보이지 않는다. 그것들은 기압이 더 낮은 토네이도의 소용돌이 안에서 깔때기 모양의 구름으로 응축되는 수증기의 존재 때문에 눈으로 볼 수 있으며 먼지와 잔해도 그것들이 볼수 있게 만든다.

구름의 모양을 입체적 볼수 있는 도플러레이더는 폭풍이 운반하는 물이 레이더 신호를 반사하기 때문에 메소사이클론을 탐지할 수 있는 방법을 제공할 수 있지만 기상학자들은 이 기술을 사용하여 실제 토네이도를 탐지하는 것은 거의 불가능하다고 판단하고 있다.

오클라호마 주립 대학 연구팀은 2020년부터 토네이도 추적 차량에 설치된 장비를 사용한 초음파의 예측 능력을 실험하고 있다.

이 장비가 토네이도의 발생을 실시간으로 더 잘 감시할 수 있도록 폭풍 추격자들에게 도움이 되기를 바라지만, 적절한 시기에 장비를 적절한 장소에 배치해야 효과를 발휘할 수 있다.

일부 연구원들은 토네이도 발생을 영구적으로 감시할 수 있는 시스템을 연구하고 있다.

이는 강력한 파괴력을 가진 토네이도를 미리 경고해 대피하도록 하기 위해서다.

경고는 최근 수십 년 동안 경고시스템은 개선됐다. 2003년부터 2017년까지 치명적인 토네이도 발생전 87%에 대한 사전경고가 내려졌지만 아직도 평균 10~15분 전에 대피하고 있는 실정이다.

오클라호마대 연구팀은 비밀 핵무기 실험을 탐지하기 위해 설계된 센서를 사용해 토네이도의 초음파 이론을 뒷받침하는 증거를 모았다. 연구팀의 로저 왁슬러는 "그것들은 극도로 큰 폭발에서 오는 신호를 탐지하기 위한 최첨단으로 여겨진다"라고 말했다.

연구팀은 2011년 오클라호마를 강타한 토네이도 발생 후 그들이 모은 자료를 바탕으로 폭풍에서 100마일(161km)을 이동하는 특정 토네이도를 추적할 수 있었다.

그들은 토네이도는 신호가 매우 커지도록 충분히 가까이 접근해 추적하면서 토네이도 탐지 모듈을 개발했다.

연구팀은 2020년 북부 앨라배마에 있는 이 모듈을 사용해 이 지역을 통과하는 거의 모든 토네이도를 감지했다. 

대박입니다!(85)