낙뢰에 대한 이해와 산에서 낙뢰 대피법

 

 

 

낙뢰에 대한 이해와 산에서 낙뢰 대피법

 

 

 

최근 들어 등산 인구가 크게 늘면서 산에서 낙뢰 사고도 종종 발생하는데 기상청 발표에 의하면 우리나라는 한해에 낙뢰가 86만 여회 발생한다고 한다. 낙뢰는 1년중 8월에 약 40만회 집중되지만 이제 봄이 되면서 비 오는 날도 많아지고 우중 산행시 만날 수도 있는 낙뢰의 일반적 특징과 산행시 낙뢰대피법에 대해 살펴보기로 한다.     번개와 천둥을 발생시키는 뇌우(雷雨)는 적운이나 적란운이 모여서 발달한 국지적인 폭우로서 강한 돌풍과 심한 난류, 번개, 맹렬한 소나기, 우박 등을 동반하는 경우가 대부분이며, 심한 경우에는 토네이도도 발생할 수 있다. 우리가 흔히 말하는 뇌우와 적란운은 사실상 같은 의미이며, 그 차이점은 단지 천둥(雷聲)이 존재하는가에 달려 있다. 즉, 천둥과 번개를 동반하는 것이 뇌우인 것이다     1. 뇌우의 형성조건   뇌우가 발생하기 위한 기본적인 조건에는 불안정한 대기와 상승작용, 그리고 높은 습도가 있으며, 이 3가지 조건에 의한 뇌우의 성장에는 하층의 가열을 비롯한 대류, 수렴, 기계적 상승, 상층냉각 등의 요인에 의한 촉발(trigger)작용이 선행되어야 한다. 이 가운데 하나의 요인만이라도 충족되면 뇌우의 발생이 가능해지며, 이 3가지 조건을 모두 만족할 때 그 일생(발달기, 성숙기, 소멸기)을 시작한다.     2. 뇌우의 발단단계   뇌우는 일반적으로 발달기, 성숙기, 소멸기의 3단계를 거친다. 그러나 보통 서로 다른 단계의 구름들이 섞여 있기 때문에 특정 뇌우의 단계를 뚜렷하게 구별하기는 어렵다. 뇌우의 수명 또한 20분에서 3시간 정도로 다양하다. ▨ 적운단계 : 모든 적운이 뇌우로 발달하는 것은 아니지만 뇌우의 초기상태는 적운으로 전류가 존재하는데 이것은 측면에부터 시작된다. 이 시기의 특징은 지상에서 수십km 상공까지 강한 상승기서 구름 속으로 공기의 유입이 있어 구름 내부의 온도가 외부보다 높기 때문에 그 온도차로 발생한다. 또한, 이 단계에서 응결 과정도 시작된다. 구름의 상부에는 눈이나 빙정이 존재하며 상승기류에 의해 빙결고도 이상에서 물방울이 존재하기도 하지만 강수현상은 없다.     ▨ 성숙단계 : 성숙기가 시작되면 구름의 하층으로부터 강수가 시작되고 우박 및 하강기류가 관측된다. 빗방울과 빙정은 점차 성장하여 상승기류로 유지할 수 없을 만큼 커지고 그 수도 증가한다. 이 때 구름의 평균고도는 8km 정도까지 달하며 이 고도에서 구름은 빙정으로만 구성된다. 성숙단계의 초기에는 상승기류의 속도가 빨라져 1.5km/min까지 되고 빗방울이 떨어지기 시작하면서 마찰력이 생기면 상승기류를 약하게 하여 주변의 공기도 함께 하강한다. 공기가 불안하기 때문에 찬 공기는 하강기류를 형성하는데 이것은 빙결고도 부근에서 형성되어 지표부근에서 현저히 사방으로 퍼지면서 기온의 급격한 하강과 강한 돌풍을 일으킨다. 이 돌풍의 앞쪽 끝을 돌풍 전선(gust front)라 한다. 성숙단계에서는 상승기류와 하강기류가 공존하므로 이들이 만나는 지점에서는 난류현상이 심하다. 이 시기에 가장 높은 고도까지 성장하며 번개, 우박, 강풍, 호우 등의 현상도 절정에 달한다. ▨ 소멸단계 : 성숙단계를 지나면 하강기류가 지속적으로 생성되면서 상승기류는 점차 약해진다. 그 결과 뇌우는 완전히 하강기류 영역에 놓인다. 따라서 응결 잠열을 얻을 상승기류가 없기 때문에 점차 소멸해 간다. 구름 내부의 온도는 주위보다 낮고 비는 점차 약해져 소멸기가 시작된 후 20분쯤이면 그친다. 한편, 이 기간동안 구름 상층부에 강한 바람이 존재하면 구름 상부가 모루 형태로 되기도 한다.   3. 번개와 천둥 그리고 낙뢰   ▨ 번개 : 번개가 전기현상에 의한 것이라는 것은 250여년전 벤자민 프랭클린에 의하여 밝혀졌으나, 본격적인 해명이 시작된 것은 1928년 Boys camera에 의하여 번개가 사진으로 찍히기 시작하면서부터이다. 이때부터 진보된 관측 기술에 의하여 그 전모가 상당히 밝혀졌지만, 아직도 많은 부분이 알려져 있지 않은 상태이다. 번개는 일반적으로 적란운과 함께 나타났지만 난층운이나 눈보라, 먼지폭풍과 더불어 분출하는 화산으로부터 나오는 먼지나 가스와 함께 나타나기도 한다. 뇌우가 있는 동안에 번개는 구름 안에서, 구름들 사이에서 , 구름과 공기사이에서, 또는 구름과 땅 사이에서 나타날 수 있다. 번개를 발생시키는 뇌운은 주로 적란운(積亂雲)이며, 이 적란운은 상층과 하층의 대기가 불안정할 때 발생한다.   ▨ 천둥 : 천둥은 번개(lightning)에 의하여 만들어지기 때문에 두 개의 현상은 함께 발생한다. 번개는 적란운이 발달하면서 구름 내부에 분리 축적된 음전하와 양전하 사이에서 일어나는 불꽃방전을 말한다. 그러나 대기는 전도체가 아니기 때문에 전하를 분리하기 위하여 상당한 전위를 가져야 하는데, 양쪽 전하 중심 사이의 전위차가 수백만～수억 볼트에 이르면 방전이 발생하게 된다. 이때 번개 방전은 수 ㎝의 직경을 갖는 공기의 채널을 경로로 하여 일어나며, 이 좁은 경로 속의 공기를 가열하여 순식간에 20,000～30,000℃까지 기온을 상승시킨다. 그런데 이렇게 공기가 갑자기 가열되면 폭발적으로 팽창하고, 그 충격으로 인해 폭발음과 같이 소밀파(疏密波)가 발생한다. 그리고 이것을 천둥 또는 뇌성(雷聲)이라고 한다. 천둥이 들리는 범위는 보통 약 20㎞이나, 때에 따라서는 40㎞나 떨어진 먼 곳으로부터 들려오는 경우도 있다.   ▨ 낙뢰 : 적란운이 발달하면서 구름 내부에 분리 축적된 음전하와 양전하의 사이에서 일어나는 불꽃방전을 번개라고 한다. 이러한 번개 중에서도 구름 속에서 일어나는 방전현상을 구름방전이라 하고, 구름 하단의 음전하와 지면으로 유도된 양전하 사이에 발생하는 방전을 낙뢰라고 한다. 일반적으로 적란운에서 발생하는 방전의 90%이상을 구름방전이 차지하며, 낙뢰 즉 대지방전(對地放電)이 차지하는 비율은 10%미만이다. ※ 낙뢰의 성질 : 뇌운은 격심한 상승기류가 있는 곳에서 발생되고 있고 이 상승기류의 원인은 대략 아래와 같이 구분된다.      ① 열뢰(熱雷) : 여름철 적란운 등이 이에 해당하며 지표면의 과열로 발생      ② 계뢰(界雷) : 고·저기압 경계에서 발생      ③ 와뢰(渦雷) : 태풍이나 저기압 구역 내에서 일어나는 것      ⑤ 지형뢰 : 산줄기를 스치면서 상승할 때 발생      ⑥ 자연뢰 : 화산의 폭발 등으로 발생 격심한 상승기류에 의하여 구름 내부에 거친 소용돌이가 생성되며 이에 의하여 전하가 분리되어 전하는 구름의 상부, 전하는 구름의 하부에 밀집되어 뇌운이 되는 것으로 설명되고 있다. 뇌운과 지표면 간에 전위경도가 공기의 절연내력을 초과할 때 구름하부의 전하가 방전되어 섬광을 동반하는 천둥, 번개가 발생된다. 낙뢰직전의 지표면 전위경도는 보통 30∼40㎸/m 이나, 최대 100㎸/m에 달하는 경우도 있음에 비추어 뇌운은 수만∼수십만 볼트(V)에 달한다고 보여 진다.   ○ 구름방전(雲放電: Cloud Discharge) : 벼락(落雷), 즉 방전로의 한쪽 끝이 대지(大地)에서 끝나는 것 이외의 뇌방전(雷放電)의 총칭이다. 가장 흔한 것은 1개의 구름 안에서 분극(分極)되어 있는 전하(電荷) 사이에 일어나는 방전으로서 구름속방전(雲內放電; intra-cloud discharge)이라고 불린다. 구름방전에는 이 밖에 2개의 떨어져 있는 구름 사이에서 일어나는 구름 사이 방전(雲間放電; inter-cloud discharge, cloud to cloud discharge) 및 구름 바깥쪽에 있는 공간전하에 대하여 일어나는 대기방전(大氣放電; cloud to air discharge)이 있다. 구름방전과 대지방전(벼락)의 비율은 보통 3 : 1 내지 2 : 1이다.   ○ 계단형 선구방전(階段形 先驅放電: Stepped leader) : 가장 첫 번째 발생하는 선도뇌격을 말한다. 뇌는 한줄기 빛으로 보이지만 실제로는 뇌(雷)가 실린 구름에서 선도뇌격이 구름을 출발하여 전진과 휴지를 반복하게 된다. 이 선도뇌격이 대지나 지상의 물체에 접근하면 대지나 물체에서 상향의 스트리머가 생기며, 이 양자가 결합할 때 뇌운에서 대지 또는 물체에 이르는 방전로가 형성된다. 제1 선도뇌격은 제2 및 그 후의 것과 다른 특성을 가진다. 지속시간이 10배정도 길고, 빛은 20m 진행할 때마다 약 50μsec의 정지시간을 두면서 이 정지시간에 20m씩 하강하므로 계단형 선도(stepped leader)로 불린다. 휴지시간을 동반하는 계단형 선행방전. 제1뇌격시 이 형태를 취한다.      4. 산에서 낙뢰 대피법

 

다음은 산에서 안전하게 낙뢰를 대피하는 일반적인 방법이다.

 

▲ 산은 낙뢰의 안전지대가 절대 아니므로 낙뢰가 예상될 때는 가능한 등산을 삼가한다

 

▲ 낙뢰는 높은 물체나 돌출된 물체에 떨어지기 쉬우므로 산의 정상부나 암릉의 돌출부에서 신속히 저지대로 이동한다

 

▲ 낙뢰 발생 시 즉시 몸을 낮추고 움푹 파인 곳이나 계곡, 동굴 안으로 대피한다

 

▲ 자연적인 피뢰침 역할을 할 수 있는 대표적인 것이 나무이므로 공터에 고립된 나무나 키 큰 나무 밑은 피한다

 

▲ 숲속에서는 작은 나무가 많이 있는 곳의 낮은 쪽으로 피하고 가능하면 좁은 골짜기에 있되 홍수를 조심한다.

 

▲ 등산용 스틱이나 우산같이 긴 물건은 땅에 뉘어 놓고 가능하면 몸에서 멀리 던져 놓는다

 

▲ 야영 중일 때는 침낭이나 이불을 깔고 앉아 몸을 웅크려 낙뢰가 소강상태에 들기를 기다린다

 

▲ 주위 사람에게도 위험을 줄 수 있으므로 대피할 때에는 다른 사람들과 최소 5m 이상 떨어지되 무릎을 굽혀 자세를 낮추고 손을 무릎에 놓은 상태에서 앞으로 구부리고 발을 모은다

 

▲ 갑자기 하늘에 먹구름이 끼면서 돌풍이 몰아 칠 때 특히 바람이 많은 산의 정상부나 산골짜기 등지에서는 낙뢰 위험이 높으므로 신속히 대피한다

 

▲ 공터에 고립되어 머리칼이 곤두서고 막 낙뢰가 떨어질 것 같은 느낌을 받을 때 바닥에 엎드리는 것은 인체의 많은 면적이 땅과 접촉되어 더욱 위험하므로 무릎을 굽혀 쪼그리고 앉는다.

 

▲ 산에서 번개나 천둥이 치면 당황하지 말고 30분 정도 안전한 장소에서 기다린다.    - 끝 -