토네이도 추적하기 - 캐런 코시바

전체 강의 보기 : http://ed.ted.com/lessons/how-to-track-a-tornado-karen-kosiba

대기 과학자 캐런 코시바는 토네이도가 어떻게 형성되고 피해를 입히는지를 연구합니다. 하지만 이 토네이도의 밑부분을 측정하는 것은 매우 어려운 일이고, 그 안으로 들어가는 것은 영화에서나 허락되는 일입니다. 이 TEDYouth 강연에서 코시바는 그녀와 그녀의 팀이 관측과 모형 제작을 이용하여 이런 슈퍼 폭풍들을 추적하는 과정을, 멋진 현장 자료와 함께 설명합니다.

강연: 캐런 코시바

저는, 토네이도에 관한 훌륭한 이야기는

모두 멋진 토네이도 사진으로
시작해야 한다고 생각합니다.

그런데 이 사진은 그렇게 멋있지 않네요.

이건 제가 첫번째로 본 토네이도에요.

매우 멋있으면서도 매우 무서웠어요.

제가 이 사진을 보여드리는 이유는

이게 제가 이 분야에 가담하게 된
계기이기 때문이에요.

사진이 별로이긴 하지만,

이 때 현장에 처음 있게 되었는데,
정말 좋은 경험이었어요.

여기서는 제대로 된
토네이도 장면을 찍고 있는데,

몇 년 전으로 돌아가자면,

이건 몇 년 전에 있었던

VORTEX2 라는
현장 프로젝트 중에 찍은 거에요.

저와 다른 많은 과학자들이 현장에서

여러가지 기계를 들고
토네이도들을 둘러싸는 프로젝트였어요.

토네이도가 어떻게 형성되는지를
알아내기 위해서였어요.

그건 저희가
답을 찾아야 하는 큰 질문이에요.

매우 기본적인 질문처럼 보이지만

아직도 이에 대한 답을 찾고 있어요.

저희는 또한

바닥쪽 면의 바람이 어떤지를
알아내려고 하고 있습니다.

위 쪽의 바람이 어떤지는 알고 있지만

밑 쪽 표면의 바람이 어떤 모습인지와

또, 그 것이 위 쪽의 바람의 모습과
어떤 연관이 있는지는 잘 모르거든요.

대부분의 토네이도들은
수퍼셀 뇌우로부터 형성되는데

수퍼셀 뇌우가 뭐냐면

흔히 토네이도를 일으키는 폭풍으로
생각되는 것이고,

미국의 중앙부에서 많이 볼 수 있는

크고 회전하는 뇌우에요.

하지만 여기서 문제는

바람이 위 쪽에서 회전하고 있다고 해서

바닥 면에서도 회전하고 있다는 뜻은
아니라는 거에요.

이 폭풍들 자체와

이 사진들과

우리에게 있는 수치들은

보기에는 모두 비슷해요.

그래서,
토네이도 예보나 경고를 하려고 할때

문제가 되는데,

실제로 토네이도를 만들 수 있는

폭풍들에 대해서만

예보를 하거나 경고를 해야하거든요.

폭풍이 토네이도를 만들지 안 만들지를
구분하게 해주는

매우 중요한 특징 중 하나가

후면 가장자리 하강기류입니다.

이 회전하는 큰 뇌우들에게는

후면의 가장자리를 감싸는
하강기류가 있는데,

그래서 그런 이름을 얻었어요.

이것이 얼마나 따뜻한지와

얼마나 활성화되어 있는지와

그것을 감싸면서 들어가는

상승기류가 얼마나 강한지가

토네이도가 될지 안 될지에

큰 변화를 줍니다.

이 것에 관련해서 더 자세한 정보가 많은데

금방 더 알려 드릴게요.

토네이도를 발견한 후에도

역시나 우리의 문제는

바닥 가까이의 수치를 얻는 것이겠죠.

이것은 매우 어려운데, 대부분의 사람들이

토네이도 안으로
들어가고 싶어하지 않기 때문입니다.

몇몇 예외가 있기는 하죠.

TV 드라마에서 보셨을 거에요.

하지만 대부분의 사람들은
그렇게 하고 싶어 하지 않잖아요.

토네이도가 지나가는 길에
기계를 놓는 것 조차 꽤 어려워요.

이것 또한 토네이도에 그렇게
가까이 다가가고 싶지 않기 때문이에요.

가끔 토네이도 주변의 바람도 매우 강하거든요.

그래서 그 중요한 위치의 정보를 얻는 것이
저희의 열쇠입니다.

아까도 말씀드린것처럼

저희가 지면 위의 높은 곳에서 보는,

건물 보다도 훨씬 높은 곳의 바람이

바닥의 바람을
보여주는지는 모르기 때문입니다.

더 강한지, 더 약한지

혹은 위쪽에서 보는 것과 비슷한지 말이에요.

이러한 질문들에 대해 답을 찾는 방법에 대해
말씀드리자면

저는 관측을 중요시하는 사람이라
현장에 나가는 것을 매우 좋아해요.

토네이도에 대한 정보를 모으는 것을 좋아하고

많은 관측 결과들을 수집합니다.

저는 이동 전파 탐지기를
작동하는 분들과 일하는데

그 기계는 이름 그대로에요.

파랗고 큰 트럭의
뒤에있는 전파 탐지기를

토네이도에 매우 가까이 싣고 가서

바람과 강수량을 측정하고

이 폭풍들의 과정을
더 잘 이해하기 위해서

다른 여러가지 현상들을 측정합니다.

그리고 저기 밑에 있는 사진이

이동 전파 탐지기로 보았을 때의

토네이도의 모습인데,

그 기계로 매우 가까이 보았을 때에요.

저희는 또 모형을 만드는 일을 많이 해요.

컴퓨터로
많은 모형과 모의실험을 만드는데,

대기는 물리의 법칙에 지배를 받기 때문에

물리의 법칙으로 모형을 세워서

토네이도가 어디로 갈지

폭풍이 어디로 갈지

밑쪽의 바람이 얼마나 강한지,
이러한 것들을

현장에 나가지 않고도
측정할 수 있게 됩니다.

물론 과학을 제대로 이용하기 위해서는

모형과 관찰 두개가 모두 필요하겠죠.

이건 아까 보여드린 빠른 영상인데

그것을 전파 탐지기로 보면
이런 모습이에요.

시각적인 자료를 보셨는데,

제가 정말 좋아하는 것은

현장에서 보게되는

이런 모습의 것들입니다.

토네이도를 만들지 않은 상태를

포착했다가

토네이도를 만들고

점점 강해지다가

소멸하는 과정을

보게되었다는 것이 정말 흥미로워요.

이것은 저희가 가지고 있는

정말 흔치 않은 데이터 중 하나인데

토네이도의 전 단계에 대해
알 수 있게 해줍니다.

뒤쪽의 하향 기류와

그것이 왜 그렇게 중요한지에
대해 말씀 드렸었죠.

그게 기울어지기 때문에
대기에 많은 회전이 생겨요.

하지만 모든 대기의 회전의 문제점은

토네이도가 그러하듯이

수직 방향이어야 한다는 점입니다.

땅에 가까워질수록 말이죠.

저희는 이 후면의 가장자리 기류가
진동한다고 생각합니다.

그리고 이 진동들은

회전을 집중시키는데에 있어서 뿐만 아니라

회전을 제대로 된 위치로 보내는 데에

매우 중요하다고 생각해요.

저희가 알게 된 또 다른 사실은

토네이도가 다니는 길과

바닥과 매우 가까운 곳에서

운이 좋게도,
많은 측량 결과를 얻었다는 것이에요.

그리고 저희는 바닥 쪽의 바람이

지상에서 30,40미터 되는 곳과

비슷하다는 것을 알아냈습니다.

결국 밑 쪽 표면이, 위 쪽과 비교했을 때

많이 줄어들지 않았다는 것이죠.

이것은 저희에게 꽤 놀라운 발견이었어요.

저희는 바람이
바닥에서는 상당히 줄어들 것이라고

예상했기 때문이에요.

이 것을 짧게 보여드리면서 마무리를 할게요.

제가 본 마지막 토네이도는 아니지만

제가 정말 좋아하는 영상이에요.

제가 말씀드렸던 이동 전파 탐지기로
찍은 것이거든요.

이건 토네이도에요. 허리케인이 아니에요.

그리고 이것은

매우 근접했을 때 볼 수 있는 모습입니다.

이러한 기술들을 이용해서

이런 종류의 폭풍에
이렇게 가까이 다가갈 수 있고

내면의 모습을 볼 수 있다는 것이

저는 정말 놀라워요.

토네이도 자료를 자주 보시는 분들께서는

여기서 많은 일이 일어나고 있다는 것을
보실 수 있을거에요.

빗물이 상승하고 있고

이 토네이도와 섞여있는
잔해 구름을 보실수 있을거에요.

저는, 여러분들이 과학에 기여를 함으로써

세상이 발전하고, 이에 따라
미래와 미래의 기술이 더 발전해서

이러한 폭풍에 대해 더 많이 배울 수 있고

그렇게 토네이도가 형성되는 원리에 대해

제대로 더 많이 배우게 되는 것을
기대하고 있습니다.

감사합니다!