[지구과학/실험] Globe at Night 보고서

악...

너무 급하게 대충 한 것 같다.

끝나고 애들 거 보니까 잘한 애들은 정말 잘 했던데...(물론 아닌 애들도 있었지만)

아쉽다. 이론적 배경이라도 몇 개 더 넣었으면 나았을텐데. 

관측이야 어차피 잘 안 되었으니 말이다.

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Globe at night

 

1. 실험 동기

 학교 지구과학 시간을 통해 국제적인 공해 측정 프로젝트인 Globe at night라는 것을 알게 되었다. 우리 부산과학고등학교 2학년 모두는 이 프로젝트에 참가하였는데, 학교에서 한 번 측정, 집에서 한 번 측정을 기본으로 하여 모두 최소한 두 번씩 공식 사이트에 관측 자료를 올렸다. 그리고 그 연장선의 활동으로, 그 이후의 관측 활동도 계속 하여 보고서를 쓰게 되었다.

 

2. 이론적 배경

1) 오리온자리 

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출처 : http://cafe.naver.com/treeofunder/57

오리온자리는 겨울철의 대표적인 별자리로, 비교적 크기가 큰 별자리여서 눈에 잘 띈다. 그리스 신화에 등장하는 사냥꾼 오리온에서 기원한 별자리이다. 오리온자리의 알파별은 1등성 베텔게우스로 오리온의 오른쪽 겨드랑이에 위치하고, 베타별은 1등성 리겔로 왼쪽 무릎에 위치한다. 오리온자리에서 단연 눈에 띄는 것은 삼태성(三太星)으로, 오리온의 허리띠에 잇는 민타카, 알니탁, 알닐람 세 별을 일컫는 말이다. 밝은 별이 일렬로 늘어서 있어 매우 잘 보인다. 삼태성은 하늘의 적도상에 있어 항상 정동에서 떠서 정서로 지므로, 삼태성이 떠오르는 방향을 보면 어느 쪽이 동쪽인지 알 수 있다. 삼태성의 아래쪽으로 늘어선 세 개의 별은 소삼태성이라 하며, 이 별 주위에 오리온 대성운이 있어 맑은 날에는 소삼태성의 주위가 부옇게 흐려진 것을 볼 수 있다.

 

3. 실험 설명과 계획

Globe at night라는 이 프로젝트는 전 세계의 사람들이 오리온자리의 별이 보이는 정도를 매뉴얼을 참조하여 기록하여 공식 사이트에 올리는 방법으로, 오리온자리의 별이 어느 정도로 보이느냐에 따라 광해의 정도를 알아내는 방식으로 진행된다. 이 프로젝트는 이미 예전부터 시행되어 와서 홈페이지의 자료를 받으면 Google Earth 프로그램을 통해 프로젝트의 자료를 지도 상에서 볼 수 있어, 어느 나라의 어느 도시가 광해가 심한지(별이 잘 보이지 않는지) 혹은 덜한지를 알 수 있다.

실험을 시행하는 기간이 봄철이어서 오리온자리가 남중하는 기간은 아니지만, 우리 학교를 기준으로 하면 학생들이 기숙사로 귀가하는 시간(오후 11시 25분 경)에 오리온자리는 남서쪽 하늘에 떠 있게 된다..

매뉴얼에는 오리온자리가 보이는 정도를 알려주는 magnitude가 예시 그림과 함께 나와 있어 하늘에 오리온자리가 보이는 정도를 magnitude에 맞게 기록하고, 그 날의 구름 낀 정도를 기록하면 실험 한 번이 간단하게 완료된다.

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예시 1)홈페이지에 관측 자료를 올리는 화면

실험의 구체적인 순서는 다음과 같다.

1) 관측 장소의 경도와 위도 측정

경도와 위도를 알 수 있는 사이트 등(예: Google earth)을 이용하여 관측 위치의 경도와 위도를 기록한다.

2) 오리온자리 찾기

직접적인 빛이 오지 않는 어두운 곳에서 하늘을 보고 오리온을 찾는다. 밝은 곳에서 나온 직후에는 눈이 어두운 곳에 적응되어 있지 않은 상태이므로 최소 10분 간은 빛을 보지 않고 암적응을 해야 한다. 이 때 잠깐이라도 밝은 빛을 보게 되면 암적응이 바로 깨져버리므로 주의해야 한다.

3월 31일 오후 9시 기준으로 오리온자리는 남서쪽에 위치한다.

3) magnitude chart와 대조하기

오리온자리를 보고 가장 근접한 magnitude를 선택하여 기록한다. 구름이 끼었다면 구름이 어느 정도 끼었는지를 기록한다. 만약 Sky Quality Meter가 있다면 그것의 측정값도 기록하도록 한다.

다음은 magnitude chart이다.

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 이러한 방법에 따라 데이터를 수집한 뒤, 보고서를 작성하는 데에 이용한다. 실험 계획은 크게 두 가지로 정했다.

1) 학교에서의 관측: 매일 일정 시간(자습을 마치고 난 후인 오후 11시 25분 경)마다 일정한 곳(부산시 연제구 연산9동 톳고개로 3-5 부산과학고등학교 주차장)에서 하늘을 관측하여 오리온자리의 밝기를 기록한다.

2) 집에서의 관측: 학교에서처럼 일정 시간에 관측하는 것은 너무 시간 간격이 길어서 불가능하므로 대신 몇 날을 잡아(3월 13일, 4월 4일) 집 근처 지역을 돌며 하늘을 관측하여 오리온자리의 밝기를 기록한다.

                              지역은 부산시 사상구 학장동~엄궁동 일대로, 다음은 계획된 지역을 지도에 표시한 것이다.

 

4. 실험 결과

1) 학교에서의 관측: 매일(3월 중순~3월 말) 11시 25분 경 부산시 연제구 연산9동 톳고개로 3-5에 위치한 부산과학고등학교에서 하늘을 관찰하였으나, 하루(3월 11일 오후 10시 40분)를 제외하고는 하늘에서 오리온자리를 찾을 수 없었다.

관측 일시	위도	경도	Magnitude	Amount of cloud
2010-03-11	35.190076	129.09614	2	clear

 

2) 집에서의 관측 : 3월 13일 오후 10시 20분과 4월 4일 오후 9시 10분 경부터 한 시간 가량 지도에 표시된 붉은 길을 따라 걸어가며 하늘을 관찰하였으나, 3월 13일(학장반도보라타운)에만 오리온자리를 관측할 수 있었고 4월 4일에는 하늘에서 오리온자리를 찾을 수 없었다.

관측 일시	위도	경도	Magnitude	Amount of cloud
2010-03-13	35.081160	128.58474	1	clear

 

5. 결과 분석

 장기간에 걸친 관측이었으나 별이 보이는 경우가 없어 관측이 불가하였다. 이를 바탕으로결론을 내리자면 우리 학교 주위와 나의 집(학장반도보라타운) 주위의 광해가 심한 것이라고 할 수 있지만, 데이터 수가 많지 않아 이 자료로 결과를 섣불리 내기는 힘들다. 추후 더 많은 자료들을 얻어서 비교하는 것이 올바를 것이다. 별을 관측하지 못한 이유로는 다음과 같은 사항들을 들 수 있다.

1) 기상 : 지난 3월부터 하늘에 구름이 없는 날이 드물었다. 특히 학교에 있었던 날에 하늘을 보면 하늘이 검은 날보다는 붉은 날이 훨씬 많았다. 하늘이 붉었던 것은 아마 구름 낀 하늘에 학교 밑의 건물들이 내는 빛이 비춰지면서 산란되어 붉어진 것이라 생각된다. 이 하늘은 또한 밝았다고도 할 수 있으며, 따라서 별을 관측하지 못하였다. 집에서의 관측 역시 구름 때문에 원활히 이루어지지 않았으며, 학교에서 보다는 구름의 양이 적었지만 전체적으로 구름이 하늘을 덮은 상황이어서 관측이 어려웠다.

2) 빛 : 학교의 경우, 학교 건물 자체가 내뿜는 빛은 그리 밝지 않았으나 학교 밑의 건물들이 밝은 빛을 무척이나 많이 내었다. 학교가 위쪽에 있어 빛의 영향을 적게 받을 것이라 생각했지만 그렇지 않았던 것 같다. 하늘이 붉어진 것도 이 때문이고, 따라서 별을 볼 수 없었다. 집에서 보았을 때는 관측을 도로에서 했기 때문에 직접적으로 눈에 들어오는 빛이 학교에서보다 몇 배나 더 많아 관측이 더욱 불리했다.

3) 암적응 : 학교에서는 암적응에 대해 제대로 알지 못해 암적응을 하지 못한 상황에서 별을 관측했다. 그래서 볼 수 있었던 별도 놓쳤을 가능성이 있다. 집에서는 암적응에 대해 알고 관측을 시도했으나, 관측 장소에 너무나도 많은 광원들이 있었고 그것들을 통제할 방법이 없었기에 관측이 불가하였다.

4) 시간 : 오리온은 겨울철 별자리로, 한겨울 늦은 밤에 하늘을 올려다 보면 오리온자리가 선명하게 보인다. 지난 겨울에 집 근처에서 매우 밝고 선명한 오리온자리를 머리 바로 위에서 본 경험이 있다. 그러나 이번 관측의 경우, 봄에 겨울철 별자리를 관찰하게 되어 시간대를 빨리 맞추어 잘 잡지 않으면 오리온자리가 서쪽으로 많이 기울게 되어 관측이 어렵다. 학교에서 관찰하는 시간대(3월 중순~3월 말, 오후 11시 25분)는 오리온자리가 거의 서쪽에 위치하는 때로, 주변에 산이 많은 학교 위치 상 관측이 불리하였다. 집에서의 관측(4월 4일 9시 30분 기준)에서도 오리온자리가 거의 서쪽으로 이동해 있어 높은 건물들이 많은 관측 장소에서 별을 관측하는 것이 불가하였다.

5) 관측 주기 : 관측 주기가 매우 불규칙하였다. 학교에서의 관측은 주기가 하루에서 사흘 사이였으며, 집에서의 관측은 무려 22일이나 날짜가 차이가 난다. 만약에 좀더 짧은 주기를 가지고 규칙적으로 관측을 시도했었다면 더 좋은 결과를 얻을 수 있었을지도 모른다.

 

6. 느낀 점과 개선 방향

 관측시 필요사항들을 꼭 숙지하고(암적응 등), 좀 더 어두운 곳을 찾아 직접적인 빛의 영향을 최소화할 수 있는 곳으로 위치를 선정해야겠다. 계절상 오리온자리가 비교적 빨리 지므로 가능한 한 오리온자리가 땅에서 멀리 떨어져 있을 때 빨리 관측하여 관측이 쉽도록 해야겠다. 또한 관측 주기를 일정하게 하고 그 주기를 짧게 하여 더욱 더 많은 자료를 수집할 수 있도록 해야 한다. Sky Quality Meter를 써서 하늘의 밝기와 magnitude의 관계를 밝혀보는 것도 좋을 것이다. 다음에는 다른 별자리를 사용하여 광해 정도를 측정해 볼 수 있도록 해 보고 싶다.

 

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끄윽...

평가 어떻게 할까;;