박종진의 과학 이야기- 회귀선

박종진

지구는 그 축이 기운 채로 태양 주위를 공전한다. 그래서 태양 빛을 그만큼 경사지게 받는데 지구의 북반구가 태양에 가까울 때의 하지에는 북반구의 어느 곳은 태양 빛이 수직으로 도달한다. 그런 곳을 이은 가상의 선을 북회귀선(Tropic of Cancer)이라고 하고, 반대로 남반구에는 남회귀선(Tropic of Capricorn)이 있다. 그때 북반구는 여름이고 남반구는 겨울이다.  
 
그 두 선 사이를 열대라고 하며 중간에 적도가 지나간다. 열대는 고온다습하여 커피 농사가 잘되므로 커피 벨트라는 별명으로도 불린다. 이 두 회귀선의 사이에서만 한낮에 햇빛이 수직으로 내리쬐게 되는 곳이 있는데 경사지게 들어오는 햇빛보다 바로 위에서 받는 햇빛이 훨씬 강하다. 더 덥다는 말이다.
 
회귀선의 영어 표현에는 별자리 이름이 들어가는데 처음에 이름 지을 때 태양이 북회귀선을 지나는 북반구의 하지 때는 황도상에서 태양이 게자리(Cancer)에 오며, 동지 때 태양이 남회귀선 상에 있을 때는 염소자리(Capricorn)에 위치하기 때문이었다. 하지만 지구의 세차운동으로 인한 자전축의 변화로 지금은 게자리에서 황소자리 쪽으로 이동하고 있는데 관례상 처음 정한 이름을 그대로 쓴다. 회귀선은 영어로 tropic이라고 하는데 회귀선 사이에 걸쳐져 있다는 의미에서 열대 지방도 같은 단어의 복수 형태를 쓴다.
 
한국은 북회귀선보다 북쪽인 북위 33도에서 43도에 자리하기 때문에 사실 태양 빛을 수직으로 받는 일이 없다. 마찬가지로 미국 본토는 북회귀선 북쪽에 있지만, 하와이는 북회귀선 바로 아래 있으므로 한때 하와이 왕국의 수도였던 마우이섬의 라하이나라는 곳은 정오에 해가 바로 우리 머리 꼭대기에 있어서 땅에 그림자가 생기지 않을 때가 있다. 이를 '라하이나의 정오'라고 하며 그림자가 없어지는 곳으로 유명하다.  
 
지금부터 2,200년 전 알렉산드리아 도서관장을 하던 그리스의 에라토스테네스는 하지에 태양이 남중할 때 시에네(현재 이집트의 아스완댐이 있는 곳으로 북회귀선 상에 있는 도시)에서는 우물 바닥까지 해가 비치는 것, 즉 그림자가 생기지 않는다는 사실에 착안하여 지구의 크기를 과학적으로 구했다. 참 대단한 일이다.
 

북회귀선은 북위 약 23.5도의 선이고 남회귀선은 남위 약 23.5도를 질러간다. 이는 지축의 기울기와 같다. 지구가 기운 채로 태양 주위를 공전하고 있어서 태양 빛은 경사진 상태로 지구상에 도달하지만, 지구의 어떤 곳은 일 년 중 어떤 때 태양 빛을 수직으로 받기도 한다. 북회귀선이란 지구의 북반구에서 햇빛이 수직으로 지상에 내리쬐는 곳의 경계선이고 남회귀선은 남반구에서 그런 경계를 잇는 선이다. 햇빛을 수직으로 받으면 경사지게 받는 것보다 열효율이 훨씬 높으므로 한낮에 우리 머리 바로 위에서 작열하는 태양이 해 질 녘의 햇볕보다 더 뜨겁다. 두 회귀선 사이는 대체로 햇빛이 수직에 가깝게 내리쬐기 때문에 지구상의 다른 곳에 비해 기온이 높다. 지구의 적도를 중심으로 북회귀선과 남회귀선 사이는 고온다습하여 열대 밀림이 형성되어 있다.
 
북회귀선 바로 북쪽은 아열대이고 남쪽은 열대 지방인데 북회귀선에 걸친 나라들로는 대만, 미얀마, 인도, 멕시코, 사우디아라비아, 알제리, 리비아 등이 있고 반대로 남회귀선을 지나는 나라는 아르헨티나, 브라질, 호주, 남아프리카공화국 등이다. 참고로 에콰도르, 콜롬비아, 우간다, 케냐 등의 나라는 적도에 걸쳐있다. (작가)
 
 
 

박종진