보통 번개보다 1천배 밝은 슈퍼볼트란…

일반 번개보다 100배나 밝은 번개를 슈퍼볼트(Superbolt)라고 한다. 이 중에서도 일반 번개보다 1,000배 밝은 강력한 슈퍼볼트 전모가 연구에 의해 밝혀졌다. 이 연구를 통해 강력한 슈퍼볼트가 발생하기 쉬운 장소나 메커니즘 등 해명이 진행되고 있다.

세계기상기구 WMO는 2020년 6월 지금까지 관측된 번개 길이 기록을 크게 경신한 길이 709km 번개에 대한 관측 기록을 발표했다. 이 발표에서 나타난 번개는 지금까지 세계 최장이며 길이 321km 번개를 더블스코어로 경신했다고 보고하고 있다.

이런 번개가 어떤 장소에서 발생하기 쉬운지 밝혀내기 위해 로스알라모스국립연구소 LANL에 근무하는 연구팀은 기상 위성 GOES-16에 탑재된 관측 장비 GLM을 이용한 번개 관측을 실시했다. 2018∼2020년까지 2년간 정지 궤도에서 하늘을 관측하고 번개에 의해 발생한 번개를 2밀리초 단위로 기록했다.

그 결과 일반 번개보다 100배 이상 빛을 발하는 슈퍼볼트는 200만 회 발견됐다. 2019년 2월 발생한 슈퍼볼트는 7초 동안 미국 남동부 하늘에 섬뜩한 모습을 그렸다. 또 연구팀이 관측 대상을 보통 번개보다 100배에서 1,000배로 올리면 볼리비아와 브라질, 파라과이, 우루과이, 아르헨티나에 걸쳐 리우데라플라타(Río de la Plata Basin), 미국 중부(Central United States) 2곳에서 특히 강한 슈퍼볼트가 빈발한 것으로 밝혀졌다.

연구팀은 이 연구 결과에 대해 번개 방전은 보통 번개보다 수천 배에 달하는 3테라와트 이상 에너지가 관측됐다. 이런 극단적인 현상 이해를 진행할 번개 위협을 아는데 있어 중요한 것이라고 밝혔다.

연구팀은 또 세계 각지에서 발생한 슈퍼볼트에 관한 연구를 실시했다. 이 연구에서 핵 실험 감시 위성(FORTE)이 축적한 과거 12년간 관측 데이터를 조사하고 100기가와트 이상 전력을 생산한 번개를 추출, 지상에서 관측 기록과 슈퍼볼트별 특징을 알아봤다.

연구 결과 슈퍼볼트는 보통 번개와는 다른 경향을 가진 번개라는 걸 발견했다. 보통 번개는 마이너스 전하를 띤 구름과 땅 사이 방전에서 발생하는 게 대부분이지만 슈퍼볼트 일부는 플러스 전하를 띤 구름과 지상 사이 방전에서 발생하고 있었다는 것이다.

연구팀은 이번 연구를 통해 100기가와트 정도 비교적 약한 슈퍼볼트는 -CG와 +CG 메커니즘 모두에서 발생하는 것이다. 하지만 350기가와트를 초과하는 가장 강력한 부류 슈퍼볼트는 일본 해안 부근에서 발생하는 강력한 +CG에 의해 발생했다고 밝히고 있다. 관련 내용은 이곳에서 확인할 수 있다.