바람은 공기의 흐름이야. 공기가 흘러다니는 것을 두고 바람이 분다고 하지. 그렇다면 공기는 어떻게 흐를까? 공기는 기압이 높은 고기압 쪽에서 기압이 낮은 저기압 쪽으로 흘러. 기압의 차이로 인해 바람이 분다는 말이지.
미국 기상학자 페렐은 간단한 실험으로 바람이 부는 이유를 설명했어. 그는 풍선에 바람을 가득 불어넣었다가 갑자기 바람을 뺐지. 바람은 순식간에 쏟아져 나왔어. 당연해 보이지? 그런데 이 현상에도 놀라운 과학 원리가 숨어 있어.
풍선이 부풀어 오른다는 건 풍선 안에 많은 공기가 꽉꽉 채워져 있다는 뜻이야. 이렇게 꽉 들어찬 풍선 속의 공기는 바깥 공기보다 압력이 높은 상태야. 이때 풍선의 매듭을 풀면 압력이 높은 풍선 속 공기가 압력이 낮은 바깥쪽 공기와 만나게 되지. 그러면 압력이 높은 쪽에 있던 공기가 압력이 낮은 바깥 공기 쪽으로 움직이게 돼. 앞서 말한 대로 공기가 고기압에서 저기압 방향으로 흐른 거야. 어때, 정말 사소한 현상에도 과학적 원리가 숨어 있지?
◇바람은 기온이 낮은 곳에서 높은 곳으로 분다
바람의 또 다른 특징은 기온이 낮은 곳에서 높은 곳으로 분다는 거야. 기온이 낮은 곳은 공기의 밀도가 높아. 밀도는 일정한 공간 안에 들어 있는 물질의 조밀한 정도라고 할 수 있는데, 공기 밀도가 높다는 것은 공기 입자가 대기 중에 빽빽이 들어 있다는 뜻이야.
열을 받아서 온도가 올라간 공기 입자는 활발하게 운동해. 밀도가 낮아지는 거지. 반대로 공기 입자가 열을 빼앗겨 온도가 내려가면 움직임이 둔해져. 공기 입자 사이의 공간도 빽빽하게 좁혀지지. 이건 밀도가 높아진다는 뜻이야. 밀도가 높다는 것은 대기 안에 공기가 많다는 뜻이니까 기압이 높다는 말이고, 밀도가 낮다는 건 대기 안에 공기가 적다는 것이니까 기압이 낮다는 말이지. 결국 바람이 기온이 낮은 곳에서 높은 곳으로 분다는 말은 공기가 고기압에서 저기압으로 흘러간다는 말과 같아.
◇해풍과 육풍
해풍은 낮에 바다에서 육지를 향해 부는 바람이야. 육풍은 반대로 밤에 육지에서 바다를 향해 부는 바람이지. 해풍과 육풍이 번갈아 부는 이유는 무엇일까? 그건 바람이 기온이 낮은 쪽에서 높은 쪽으로 불기 때문이야.
낮에는 육지 쪽의 공기가 바다 쪽의 공기보다 더 빨리 뜨거워져. 데워진 공기는 가벼워져서 위로 올라가므로 아래쪽은 공기가 적은 저기압 상태가 돼. 바다의 공기는 육지의 공기보다 덜 데워져서 상대적으로 온도가 낮은 고기압 상태지. 이때 고기압인 바다의 공기가 저기압이 된 육지 쪽으로 몰려들면서 바람이 부는데, 이게 바로 해풍이야.
밤이 되면 반대의 상황이 일어나. 육지는 빨리 식고 바닷물은 천천히 식거든. 아직 온도가 높은 바다의 공기가 위로 올라가서 아래쪽이 저기압이 되면, 상대적으로 온도가 낮아 고기압인 육지의 공기가 바다 쪽으로 들어가면서 바람이 불지. 이게 바로 육풍이야.
여름에 해양에서 대륙으로 부는 남동풍과 겨울에 대륙에서 해양으로 부는 북서풍을 계절풍이라고 해. 이것도 해륙풍처럼 땅이 바다보다 빨리 뜨거워지고 빨리 식기 때문에 생긴단다.
하늘을 나는교실 제공·'초등학생이 가장 궁금해하는 과학 이야기 30' 시리즈 중 날씨 이야기(노하선 글·우디 크리에이티브스 그림)
