신문은 선생님

그리스신화에는 새의 깃털로 만든 날개를 달고 하늘을 난 사람이 등장합니다. 이름난 장인이었던 다이달로스와 그의 아들 이카로스인데요. 왕의 분노를 사 미궁에 갇힌 다이달로스는 감옥 창문으로 날아오는 새의 깃털을 모아 날개를 만듭니다. 그리고 아들과 자신의 등에 날개를 달고 탈출하지요. 하지만 이카로스는 "너무 높이 올라가지 말라"는 아버지의 말을 무시하고 하늘 높이 날아오릅니다. 그러다 태양에 너무 가까이 가는 바람에 날개를 붙이는 데 사용했던 밀랍이 녹기 시작했고, 결국 날개의 깃털이 다 빠지면서 에게해(海)에 떨어져 죽고 맙니다.

그렇다면 신화처럼 하늘 높이 날아올라 태양과 가까워지면 정말 밀랍이 녹을 정도로 주변 온도가 높아질까요? 어느 정도의 높이까지 올라갔느냐에 따라 다릅니다. 우선 이카로스는 지구 표면에서 8~9㎞ 이상까지는 날아오르지 못했을 거예요. 그 이상으로 날아올랐다가는 산소 부족으로 정신을 잃을 테니까요. 실제 영국 기상학자 글레이셔는 기구를 타고 지구 표면에서 8.7㎞ 높이까지 올라갔다가 산소 부족으로 정신을 잃었다고 하지요. 그런데 지구 표면에서 약 8㎞ 높이의 기온은 영하 35도 정도예요. 그러니 이 정도 높이에서 밀랍이 녹았다는 것은 과학적으로 맞지 않는 이야기지요.

지구를 둘러싸고 있는 공기층을 대기권(atmosphere)이라고 하는데요. 대기권은 지표면과의 거리가 가까운 순으로 대류권·성층권·중간권·열권으로 나뉘어요. 대기권에서 가장 낮은 층인 대류권은 지표면에서 고도 약 10㎞까지 위치해 있어요. 전체 대기 질량의 80%, 수증기의 98%가 대류권에 있기 때문에 이곳에서는 구름과 비, 안개와 바람 등이 만들어집니다. 대기권 중에서도 인류가 숨을 쉬며 살아갈 수 있는 유일한 공간이지요.

그런데 이곳에서는 상공으로 올라갈수록 기온이 낮아집니다. 태양 빛을 받아 땅이 먼저 데워지기(복사열) 때문에 지표 부근의 기온이 가장 높은 거지요. 반면 대류권 위에 있는 성층권은 고도 50㎞까지 뻗어 있는데, 이곳에 있는 오존층이 햇빛의 에너지를 상층부에서부터 흡수해 고도가 올라갈수록 기온이 올라갑니다. 오존층은 태양에서 날아오는 유해한 자외선을 막아주는 보호막 역할도 한답니다.

또 고도 50~85㎞ 사이의 중간권에서는 높이 올라갈수록 기온이 낮아지는데요. 대기를 가열할 만한 열원(열이 생기는 근원)이 존재하지 않기 때문이에요. 지면에서는 멀어서 가열될 수 없고, 태양 복사에너지는 열권에서 대부분 흡수하기 때문에 중간권을 가열하기 어려워요. 중간권 이후부터 고도 1000㎞까지에 이르는 열권에서는 높이 올라갈수록 기온이 올라갑니다. 열권에 있는 입자들이 태양의 열을 흡수하기 때문이지요.