마이크로바롬

음향학에서 마이크로바롬(microbarom) 혹은 속칭 바다의 소리라 함은 대기와 파도의 비선형적 작용으로 인해 생기는 해양 폭풍으로 만들어지는 지구 대기권의 초저주파음 파동들을 의미한다. 보통 진폭이 최대 수 마이크로바인 협대역에 거의 정현파에 가까운 파형을 가지고 있으며 주기는 거의 5초에 가깝다(0.2Hz). 저주파는 지구 대기가 거의 흡수하지 못하기 때문에 마이크로바롬은 대기중에서 수 천 km 넘게 전파될 수 있으며 지구 표면 거의 어디에서든지 감지 장비를 이용해 마이크로바롬을 감지할 수 있다.

마이크로바롬은 포괄적 핵실험 금지 조약에 따라 조직된, 전 세계의 핵폭발을 감시하기 위해 설치한 국제적인 핵폭발 저주파음 탐지기를 방해하는 가장 큰 요인이다. 특히 마이크로바롬이 대략 1kt 위력의 핵폭탄이 내는 주파수 스펙트럼과 겹치므로 핵폭발 탐지에 가장 큰 방해가 된다.

역사 
이 현상은 사고로 발견되었는데, 바다 하구둑 기상관측소 및 선박에서 일하는 기상학자들이 수소로 가득 채워진 풍선인 표준 기상관측기에 사람이 접근할 때 유달리 고통을 느끼는 것에 주목하였다. 기상 관측대 중 하나인 소련의 기상학자 바실리 블라디미로비치 슐레이킨과 최고 기상학자 V. A. 베레지킨이 처음으로 이 현상을 입증하였다. 이 현상은 과학자들의 이목을 끌어 사람의 귀로는 들리지 않지만 강한 세기를 가진 초저주파음을 감지할 수 있는 기기를 만들었다.

일련의 실험을 통해 1935년 슐레이킨은 이러한 현상의 본질이 바로 "바다의 소리"에서 나온 초저주파음이라는 첫 논문을 발표한다. '마이크로바롬'이라는 단어는 1939년 캘리포니아 공과대학교의 지진학자인 휴고 베니오프와 베노 구텐베르크가 꼭데기에 저주파음 스피커가 장착된 나무상자인 전자기적 미기압계의 관측 결과를 연구하며 처음 발표했다. 이 연구팀은 초저주파음을 지진계에 감지된 미소진동과 연관지으며 이 관측 결과는 동북태평양의 저기압이 만들어낸 것이라고 가정하였다. 1945년 스위스의 지구과학자 L. 섹서는 해상의 폭풍 크기와 마이크로바롬의 파고를 비교하며 둘 사이의 관계를 처음으로 보여주었다. 뒤이어 에릭 S. 포스멘터는 정상파가 나타나는 해양 표면 위의 공기의 중심이 진동하는 것이 마이크로바롬의 근원이며 관측한 마이크로바롬의 주파수와 파도의 주파수 사이의 관계를 보여주었다.

이론 

고립된 해수면의 중량파는 감쇠하는 음파만 방출할 뿐 마이크로바롬을 방출하지는 않는다.

서로 다른 주파수와 방향을 가진 표면파가 상호작용하면 또 다른 파동들이 생겨난다. 거의 같은 속도로 전파되는 파도의 경우 파도의 위상속도보다는 살짝 느린 파동군이 생겨난다. 약 10초 주기를 가진 파도들의 군속도는 10 m/s에 가깝다.

파동의 전파 방향이 서로 반대이면 파동군은 더 빠른 속도로 진행하는데 파수가 각각 k1과 k2인 파도가 상호작용하면 군속도는 2π(f1 + f2)/(k1 − k2)가 된다. 주파수 차이가 매우 작은 파동군들은 음파와 거의 비슷한 정도인 300 m/s 정도까지 수평속도가 높아질 수 있으며 이것들이 공기를 진동해 마이크로바롬을 만들어낼 수 있다.

같이 보기 
 미소진동

각주

참고 문헌 
 
 
 

음향학