스마트폰음악 [김범준의 옆집물리학]여름이 더워지는 이유

스마트폰음악 지구가 태양에 더 가까워져서 여름이 더운 것일까? 그렇지 않다. 길쭉한 타원 모양인 공전 궤도에서 여름이 아닌 겨울에 오히려 지구가 태양에 더 가깝다. 태양이 가까워서 여름이 더운 것이 아니다.
마찬가지로 태양까지 거리가 가까워 한낮이 아침저녁보다 기온이 높을 리도 없다. 그럼 해가 중천에 뜬 한낮이 더 더운 이유는 무얼까? 추운 겨울날 꽁꽁 언 손을 난롯불에 녹일 때 우리는 손바닥을 난로를 향해 펼친다. 난로에서 에너지를 싣고 방출되는 전자기파의 진행 방향과 손바닥이 정확히 수직일 때 손바닥의 단위면적에 입사되는 에너지가 최대이기 때문이다. 마찬가지다. 같은 면적의 지면에 태양이 지구로 보낸 전자기파가 전달하는 복사 에너지는 햇빛과 지면의 각도에 따라 달라진다. 머리 위에 해가 있을 때 단위면적당 지면에 도달하는 햇빛의 양이 가장 많고 해가 지평선 위에 낮게 떠 있을 때 단위면적당 지면에 도달하는 햇빛의 양이 적다. 한낮이 뜨거운 이유는 거리가 아니라 각도 때문이다.
지구 자전축이 지구 공전 궤도면에 수직인 가상의 상황에선 어떤 일이 생길까? 적도 지역에선 햇빛이 지면에 수직 방향이어서 늘 여름이고, 북반구 우리나라에서는 매일 해가 똑같은 경로로 움직여 사시사철 같은 날씨가 된다. 자전축이 기울지 않은 지구라면 모든 지역에서 계절 변화가 없어 더운 나라는 계속 덥고 추운 나라는 계속 춥다. 자전축이 기울지 않으면 사계절이 없다.
사실 지구 자전축은 공전 궤도면에 대해 약 23.5도 기울어 있다. 사과를 지구로, 젓가락을 지구 자전축으로 생각하자. 정확히 한가운데를 통과하도록 젓가락 꽂은 사과를 오른손으로 쥐고 젓가락을 오른쪽으로 23.5도 기울이자. 왼쪽에서 쏟아지는 상상의 햇빛은 사과의 적도 남쪽 지역에서 사과 표면과 직각을 이루게 된다. 지구도 사과와 같다. 태양이 있는 쪽의 반대 방향으로 자전축의 북쪽 부분이 기울어 있을 때 남반구에 여름이 찾아오고, 그 반대로 기울어 있을 때 북반구에 여름이 찾아온다.
우리나라의 여름이 더운 이유는 이즈음에 지구 자전축이 태양이 있는 방향으로 기울어 있기 때문이다. 반년이 더 지나면 자전축은 태양 반대 방향으로 기울어 겨울이 된다. 우리나라에서 사계절이 반복되는 이유는 지구 자전축이 기울어서다.
지구에 관한 천문학과 복사 에너지에 관한 물리학으로 여름은 왜 덥고 사계절은 왜 생기는지 설명해보았다. 더운 여름이 왜 점점 더 더워지는지는 다른 문제다. 태양 활동성이 변한 것도 아니고 지구 공전 궤도나 자전축이 변한 것도 아닌데, 왜 여름은 점점 더 더워질까?
태양이 지구로 보낸 전자기파는 대기를 통과해 에너지를 지표면에 전달한다. 이렇게 지구에 입력으로 들어온 에너지는 지구에서 온갖 변화를 만들어낸 다음 지구에서 우주로 다시 출력된다. 물리학의 에너지 보존 법칙에 따르면 지구의 입출력 에너지는 결국 평형을 이루게 된다. 입력이 출력보다 커서 지구에 에너지가 쌓여 기온이 상승한다는 것은 잘못된 설명이다. 점점 여름이 더워지는 이유는 바로 대기에 포함된 온실효과를 만들어내는 여러 기체, 특히 이산화탄소 때문이다.
이산화탄소가 포함된 대기는 짧은 파장의 전자기파에는 투명해서, 지구에 유입되는 태양 복사 에너지는 이산화탄소의 영향을 크게 받지 않는다. 하지만 지구는 주로 파장이 긴 전자기파 영역에서 에너지를 지구 밖으로 방출하는데 이 파장 영역에서는 대기 안의 이산화탄소가 에너지를 흡수해 지구 밖으로 방출되는 복사 에너지의 출력량을 줄인다. 물론 에너지 보존 법칙에 따라 이 상황이 지속될 수는 없다. 결국 대기 온도가 더 오르면서 에너지의 출력량이 커져서 지구의 에너지 입출력의 평형점이 더 높은 대기 온도에서 형성된다. 대기 중 이산화탄소가 많아지면 지구 대기의 온도가 오르고, 이렇게 온도가 오른 대기는 또 더 많은 수증기를 포함하게 된다. 수증기도 온실효과를 만들어내는 온실가스다. 결국 요즘 여름이 점점 더 더워지고 있는 이유는 이산화탄소의 증가와 이로 말미암은 수증기의 증가 때문이다.
기온이 오르면서 수증기가 늘어난 대기는 큰 에너지를 담고 있어 폭풍이 더 강해지고 폭우와 홍수도 빈번해진다. 기온이 오르면 나무가 가지고 있는 액체 상태의 물이 수증기 형태로 대기로 방출되어 나무가 말라 산불이 더 크게 번진다. 더운 여름이 더 더워지는 것은 늘어난 이산화탄소 때문이다. 우리 때문이다.
이 대통령에 밑그림은 보고금융감독기구 재편 등 일부대통령실·여당과 견해차
검찰개혁안 나올 추석 무렵정부조직 개편안 확정 전망
대통령 직속 국정기획위원회가 13일 두 달간의 활동을 마무리하며 국민보고대회를 열었지만, 가장 큰 관심을 모은 정부조직 개편안은 발표 내용에서 제외됐다. 대선 공약을 토대로 국정기획위가 구상한 정부조직 개편의 얼개는 이재명 대통령에게 보고된 상태다. 대통령실과 정부·여당이 이를 토대로 최종안 도출에 나설 것으로 보이지만, 내부 이견이 있는 것으로 알려져 난항이 예상된다.
지난 6월16일 출범한 국정기획위는 정부조직 개편 태스크포스(TF)를 두고 이 대통령의 공약을 바탕으로 정부조직 개편의 틀을 마련해왔다. 구체적으로는 검찰청 해체, 기획재정부의 기획예산처와 재정경제부로 분리, 기후에너지부 신설 등의 안을 마련했다. 개편안 초안은 지난달 3일, 국정위 최종안은 지난 1일 이 대통령에게 보고됐다.
검찰청 해체안은 검찰의 수사·기소 분리를 통해 검찰청을 폐지하고 공소청과 중대범죄수사청을 신설하는 게 골자다. 기재부는 예산 기능을 분리해 기획예산처를 부활하고 기획을 떼어낸 기재부는 재정경제부로 전환된다. 금융위원회의 국내 금융정책 기능을 재정경제부로 넘기고, 금융감독위원회·금융소비자보호원을 신설하는 금융감독체계 개편안도 포함됐다. 이 중 금융감독 기구 재편과 관련해 국정위 안과 대통령실의 견해가 충돌하는 부분이 있는 것으로 알려졌다.
이날 금융위원장 후보로 이억원 전 기재부 1차관이 내정되면서 금융위를 기존 체제로 유지하느냐는 질문에 강훈식 대통령비서실장은 용산 대통령실 브리핑에서 “가능성은 모두 다 열려 있다”며 “정부조직 개편안이 아직 확정되지 않았고 현재 금융위가 활동하고 있으므로 금융위원장 지명은 당연한 수순이라 생각해달라”고 말했다.
산업통상자원부 에너지실을 환경부로 이관해 기후에너지부를 신설하는 안에 대한 여권 내 반대 기류도 있다. 이언주 더불어민주당 최고위원은 지난 11일 최고위원회의에서 “관세전쟁에 따른 산업 공동화와 고용 위기 상황에서 에너지 기능을 환경부로 이관하는 개편안에 신중하기를 부탁한다”고 밝혔다.
여권 내부에 견해차가 있는 상황에서 이제는 공을 넘겨받은 대통령실이 주도적으로 개편안을 마련해야 한다. 대통령실에선 정부조직 개편 논의가 본격화되면 본궤도에 올라 있는 국정운영의 동력이 자칫 약화될 것을 우려하는 기류도 감지된다. 반대로 개편이 늦어질 경우 공직사회 전반의 불안감이 확산될 우려가 있어 서둘러야 한다는 견해도 만만찮다.
정부조직 개편안 확정 시기는 ‘추석 무렵’이 거론된다. 이 대통령과 정청래 민주당 대표가 공히 “추석 전 얼개를 볼 수 있을 것”이라고 언급한 검찰개혁안이 나올 즈음이다. 검찰청을 폐지하고 중수청·공소청 등을 신설하는 검찰개혁안은 정부조직법 개정을 필요로 하는데, 이에 맞춰 전체 정부조직 개편안을 법률 개정안에 담는 방안이 유력하게 거론된다.
정권교체기에 관심이 집중되며 ‘실세 기구’ 역할을 하는 인수위와 달리 국정기획위는 새 대통령에 정치적 무게가 쏠린 상태에서 과도적으로 운영돼 왔다. 이 같은 구조적인 한계가 정부조직 개편안을 발표하지 못한 이번 보고대회에서 여실히 드러났다는 평가도 나온다.
■ 영화 ■ 코리아(OCN 오전 8시10분) = 대한민국에 탁구 열풍을 일으킨 국가대표 탁구 선수 현정화. 중국에 밀려 은메달에 머물던 그는 1991년 41회 세계선수권대회를 앞두고 남북단일팀 결성 소식을 듣는다. 남북 선수들은 ‘코리아’라는 이름으로 한 팀이 되지만 훈련 방식부터 생활 방식까지 모두 달라 사사건건 부딪친다. 남한의 현정화와 북한의 리분희, 이들이 펼치는 46일간의 도전이 시작된다.
■ 예능 ■ 어서와 한국은 처음이지(MBC 에브리원 오후 8시30분) = 24시간 내로 한라산, 지리산, 설악산을 정복하는 ‘쓰리픽스 챌린지’에 성공한 에스토니아의 세 친구가 한국 여행에 나선다. 이들은 가장 먼저 놀이공원에 방문해 사파리를 체험하고 놀이기구를 타며 스릴을 즐긴다. 다음으로 유네스코 세계유산을 찾아 부여로 떠난다. 백마강, 왕릉원, 백제역사문화관 등을 찾아 백제의 역사를 알아본다.

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