낙뢰는 뇌전 현상의 일부로 구름으로부터 지면으로 방전현상이 일어나는 것을 의미한다. 번개(lightning)는 발달한 구름대에서 발생하는 전기적 현상으로 구름 내부나 구름과 구름사이로 혹은 구름에서 주변 대기나 지면으로 이동하는 섬광을 말한다. 이중 구름에서 지면으로 연결되는 번개 불빛을 낙뢰(cloud-to-ground lightning)라고 부른다1). 또한, 번개의 섬광이 통과하는 경로의 공기는 순간적으로 최대 온도 3만℃에 이르는 급격한 가열이 일어나면서 대기가 폭발적으로 팽창하게 된다. 이 과정에서 발생하는 충격파로 인한 폭음은 천둥(thunder)이라 부른다. 천둥과 번개현상을 합쳐 뇌전현상이라고 부른다.

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그림 1. 2017년 전국 낙뢰발생 횟수 분포(출처: 기상청 2018: 2017년 낙뢰연보. 1~6 pp)

낙뢰의 발생 횟수는 해마다 다르게 나타나는데, 2017년 관측된 낙뢰발생 총 횟수는 316,679회로, 최근 10년간 평균값인 144,949회 보다 많이 발생한 것으로 관측되었다(그림 2).

그림 2. 최근 10년간 낙뢰발생 횟수(출처 : 기상청 2018: 2017년 낙뢰연보. 1~6 pp)

낙뢰는 정전, 화재, 시설물 파괴와 인명 피해 등 매우 좁은 지역에 큰 피해를 남기는 기상 현상이다. 우리나라에서 낙뢰의 89%는 여름철(6~8월)에 발생하며 7월에 가장 많은 발생빈도(39%) 를 보인다(2005~2014년(10년 평균), 2014년 낙뢰연보). 2017년도에도 전체의 약 85%가 여름철, 7월에 약 58% 정도가 발생한 것으로 나타났다(그림 3).

그림 3. 2017년 전국 월별 낙뢰발생 횟수(출처 : 기상청 2018: 2017년 낙뢰연보. 1~6 pp)

서로 다른 전하끼리 끌어당기는 전기의 속성 때문에 구름 하부의 음(-)전하는 바로 그 지상에 양(+)전하를 유도한다(그림 4). 지상의 양전하는 강하게 발달하는 구름의 위치에 따라 달라진다. 일반적으로 우박이나 강한 비가 내릴 때 낙뢰 가능성이 증가하는데, 이는 음(-)전하를 띠는 큰 얼음알갱이들이 구름하부로 이동하여 지상에 양(+)전하가 집중되는 지역(지면에서 솟아 오른 물체로 고층건물이나 나무)에 강한 전류를 만들기 때문이다. 강한 강수 이후에도 대기 중‧하층에 강한 하강기류에 의해 음(-)전하를 구름하부로 이동시켜 낙뢰를 발생시키기도 한다.

그림 4. 전하의 분포에 따른 낙뢰(번개) 발생 모식도(출처: 기상청 2018: 2017년 낙뢰연보. 1~6 pp)

1. 대기환경과학 2009: 민경덕, 민기홍 역, Essentials of Meteorology 제5판: C. Donald Ahrens 저, p248-253.