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“봄바람 휘날리며~♬ 흩날리는 벚꽃 잎이~♪”
창문을 열고 따뜻한 봄바람을 만끽하던 섭섭박사님은 문득 메이커 실험 주제가 떠올랐어요. 바로 따뜻한 봄, 밖에 나가서 바람의 세기를 측정할 수 있는 봄바람 풍속계를 만들어 보는 거예요. 이번 메이커 스쿨 현장으로 함께 가 볼까요?
 

알아보자! 바람은 왜 부는 걸까?

여러분은 언제 바람을 느끼나요? 길을 걷다가 갑자기 피부에 공기가 ‘훅’ 하고 와 닿을 때가 있을 거예요. 이처럼 공기가 움직이는 흐름을 ‘바람’이라고 해요. 
공기가 움직이는 데엔 다양한 이유가 있어요. 우선, 지구를 둘러싼 공기의 운동인 ‘대기 대순환’은 온도 차이 때문에 생겨요. 지구의 적도 지방에서 태양 에너지를 많이 받아 공기가 가열되면 위로 올라가 극지방으로 움직여요. 극지방에서 차가워진 공기는 다시 가라앉으며 적도 지역으로 움직여 순환이 이뤄진답니다. 
그런데 이 논리에 따르면 북반구와 남반구에서 각각 하나의 대순환만 일어나야 해요. 하지만 실제로는 위도 30°와 60°를 기준으로 대기의 순환이 나뉘지요. 이는 지구가 자전하면서 위도에 따라 바람의 방향이 바뀌기 때문이랍니다. 이처럼 위도 30°와 60°를 기준으로 대기의 순환이 나누어지면서 지표면에도 위도에 따라 극동풍, 편서풍, 무역풍 세 종류의 큰 바람이 나타나지요. 
이밖에도 바람은 산이나 바다와 같은 지형, 기상 현상 등에 의해 만들어지고 사라지기도 한답니다. 

풍속계의 원리를 이해하라!

미션 ➊바람을 모아라!

풍속계는 바람의 빠르기를 측정하는 방법에 따라 여러 종류로 나뉘어요. 먼저 로빈슨 풍속계는 1845년, 아일랜드의 천문학자 토마스 롬니 로빈슨이 개발했어요. 이 풍속계는 일정한 시간마다 오목한 컵 3~4개의 회전 수를 측정해요. 이를 통해 컵의 회전 속도를 계산하고, 바람의 빠르기도 알아낼 수 있지요. 프로펠러를 이용하는 ‘베인 풍속계’도 원리는 같아요. 이 두 방식은 오래전에 만들어졌지만 모양과 원리가 간단하기 때문에 지금까지도 가장 많이 쓰이고 있답니다.
한편, 소리가 공기를 타고 움직이는 원리를 이용한 풍속계도 있어요. 1950년대에 개발된 초음파 풍속계지요. 초음파 풍속계는 초음파를 쏘는 장치와 초음파를 받아들이는 장치를 이용해 초음파가 돌아오기까지의 시간을 계산한답니다. 또 가열된 와이어가 바람의 세기에 따라 식는 정도를 측정하거나 레이저 빛이 산란되는 정도를 측정하는 풍속계 등 다양한 종류가 있답니다. 
이 중에서 섭섭박사님은 어과동 친구들과 가장 간단하게 만들 수 있는 로빈슨 풍속계를 선택했답니다. 

미션 ➋바람의 세기를 계산하라! 

풍속을 측정하기 위해 회전을 감지할 센서가 필요해요. 이번 메이커 스쿨에서는 ‘토글 스위치’를 사용했지요.
토글 스위치는 본래 아래위로 젖힐 수 있는 모양으로, 전기 회로를 열고 닫는 스위치를 뜻해요. 기계의 전원 스위치로 흔히 쓰이지요. 
하지만 이날 사용한 토글 스위치는 조금 다르게 생겼어요. 손으로 움직일 수 있는 스위치가 아니라, 자석을 갖다 대야 움직일 수 있는 스위치였지요. 컵 근처에 달려있는 자석이 토글 스위치 가까이 가면 스위치가 닫히고, 멀어지면 스위치가 열렸답니다. 
스위치가 닫히면 회로에 전기가 흐르고, 스위치가 열리면 회로에 전기가 끊겼지요. 그러면 풍속계와 연결된 아두이노에서 전류가 흘렀다 끊겼다 하는 속도를 측정해, 바람의 세기를 계산할 수 있답니다.

바람의 세기를 재 보자!

친구들은 완성한 풍속계와 노트북을 들고 옥상으로 올라가 보았어요. 이날은 꽃샘추위가 찾아와 유독 바람이 세게 불었던 탓에, 옥상에 들어서자마자 풍속계가 아주 빠르게 돌아가기 시작했지요. 
“와! 시속 20km가 넘었어요!”
풍속을 측정하던 최유영 기자가 재빨리 기록지에 당시의 기온과 풍속을 적었어요. 아두이노를 통해 계산된 값은 ‘기온 4.2℃, 풍속 19.8km/h, 1121RPM’이었지요. 
계산된 풍속은 두 가지 방식으로 나타나요. 먼저 1시간 동안 몇 km를 움직일 수 있는지 나타내는 km/h 방식과 풍속계가 1분 동안 몇 번 회전하는지를 나타내는 RPM이었지요. 또 이를 바탕으로 바람의 세기를 등급으로 나타내는 ‘보퍼트 풍력 계급’도 확인할 수 있었답니다. 
섭섭박사님과 풍속계를 만들어 본 박은교 기자는 “집에 가서도 바람의 빠르기를 측정해보고 싶다”며 측정 방법을 한 번 더 확인하고 집으로 돌아갔답니다.