계절의 변화와 지구 생명체
계절의 변화와 지구 생명체
  • 고병진 교사
  • k-spirit@naver.com
  • 승인 2019.04.25 09:13
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[칼럼]고병진 교사 (홍익교원연합 회장)

따뜻한 봄이 오면 겨우내 잠들어 있던 생명의 기운들이 꿈틀대며 짙은 새싹을 피어내고, 따사로워진 햇살에 나무들은 저마다의 꽃을 잉태하며 왕성한 생명활동을 알린다. 또한 바람이 잦은 변덕스런 봄 날씨와 심한 일교차는 오히려 갖 태어난 그들의 자생력과 생육활동을 놀랍도록 성장시킨다. 자연은 남쪽에서 북쪽으로 산 아래에서 위쪽으로 점차 꽃이 피고 지며, 나무의 잎들은 따뜻한 햇빛을 받아 광합성 작용으로 자신의 몸을 만들며 스스로 성장하며 변화한다. 이 과정에 산과 들은 연두빛에서 점차 짙은 녹색으로 어우러져 하루하루 다르게 형형색색의 아름다움을 우리에게 선물한다. 봄을 만끽하고픈 수많은 상춘객들로 전국의 산과 들은 생명의 축제가 펼쳐진다.

고병진 교사(홍익교원연합 회장)
고병진 교사(홍익교원연합 회장)

지구에 계절의 변화가 일어나는 까닭은 무엇인가. 천문학적 원인을 살펴보자. 태양계의 행성들은 거의 모두 동일한 공전궤도면을 따라 태양 주위를 한 바퀴 회전하는 공전을 한다. 우리가 사는 지구의 경우 약 365일에 한 번 공전을 한다. 또한 지구는 공전과 함께 자전축을 중심으로 24시간에 한 번 회전하는 자전을 한다. 이로 인해 태양이 뜨고 지는 과정에 지표면은 태양에너지를 받거나 받지 못하는 낮과 밤의 순환을 반복하게 된다. 지구가 공전할 때 지구의 자전축은 공전궤도면의 수직선에 대해 약 23.5도 기울어져 있다. 이것이 바로 계절의 변화가 생기는 결정적 원인이다.

태양 에너지의 측면에서 살펴보면 햇빛이 지표면을 비추는 각도인 태양의 고도에 따라 흡수하는 태양복사 에너지량이 다르다. 태양의 고도는 그 지방의 위도가 가장 큰 영향을 미치는 데 적도에서 극지방으로 갈수록 고도는 낮아지고 햇빛은 약해진다. 지구 자전축의 기울기는 공전하는 지구의 위치에 따라 태양의 고도를 변하게 하는데, 적도를 기준으로 북위 23.5도에서 남위 23.5도의 범위에서 태양의 고도가 수직으로 변한다. 지구의 표면은 가시광선의 태양복사에너지를 흡수하고 이를 다시 적외선의 지구 복사에너지를 방출한다. 대기 중의 공기는 지표면이 방출하는 지구복사에너지의 흡수량에 따라 기온의 변화가 나타난다. 지구상의 기온의 일변화와 연중 변화는 태양의 고도변화에 가장 큰 영향을 받는다. 지상의 생명체는 기온의 변화에 가장 민감하게 반응하여 이에 적응하며 살아가는 것이다.

지구에 사는 슬기로운 인류는 고대부터 하늘에 있는 태양과 달과 별의 움직임을 관찰하여 이들의 주기적인 운동을 알아냈으며 나아가 태양의 연주운동과 달의 위상변화의 주기를 연구하여 달력을 만들어 생활과 농경에 적극 활용해 왔다.

태양은 지구의 공전으로 인해 하늘(천구)을 1년 동안 한 바퀴 도는 것처럼 연주운동을 하는 데 이때 태양이 지나는 길을 황도라 한다. 태양이 황도를 따라 남반구에서 올라오다 적도를 지날 때를 춘분날(3월 21일), 북반구 23.5도(북회귀선)에 위치할 때를 하짓날(6월 22일), 내려오다 적도를 지날 때를 추분날(9월 23일), 남반구 23.5도(남회귀선)에 위치할 때를 동짓날(12월 22일)로 정하였으며, 이를 기준으로 황도상 위치에 따라 계절적 구분을 하기 위해 24절기를 만들어 지혜롭게 삶을 살아갈 수 있도록 활용해 오고 있다.

지구의 모양은 구형이며 지구의 적도를 기준으로 북반구와 남반구의 위도에 따라 계절은 정반대가 된다. 북반구에 봄이 오면 남반구에는 가을로 접어드는 것이다. 태양에너지는 지구 생명체가 필요한 에너지의 근원이다. 생명체의 생존에 가장 큰 영향을 미치는 것이 기온과 강수량이다. 지구의 자전축이 기울어져 있기 때문에 수직의 상태로 공전을 한다면 지구에는 기온의 변화에 따른 계절변화는 일어나지 않을 것이며, 지구 생명체가 살 수 있는 곳도 줄어들게 되며 다양성도 줄어든다. 46억 년이라는 기나긴 진화의 과정 속에 지구상 모든 곳에서 계절의 변화에 스스로 적응하여 살아가는 다양한 생명체들 어느 하나 소중하지 않은 것이 없다. 자연은 알면 알수록 태양과 지구 그리고 달의 조화 속에 생명을 번성하게 하며, 우리 인류에게 지구의 모든 생명체가 조화 속에 지속 가능한 성장을 할 수 있도록 요구하고 있다는 자각을 갖게 하는 것 같다. 바쁜 일상이지만 가끔씩 인근 산의 숲 전체의 변화를 바라보고 느끼며 지구 생명체와 우리 인류의 역할에 대해 성찰해 보자.

 

* 본 칼럼은 본지의 편집 방향과 관련이 없습니다.

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