고도계에 대하여

제목 : 고도계에 대하여

우리가 사용하는 고도계는 고도가 높아짐에 따라 기압이 낮아지는 원리를 이용하여 만들어졌다. 기압과 고도의 관계를 나타내 주는 수식은 다음과 같다. 여기서 h는 해면으로부터 고도(m)이고, tm은 0m 고도와 현재의 고도 사이 대기의 평균 섭씨 온도이다.  또한 Po는 해면에서 기압(hPa)이고, P는 현재 고도에서 측정한 기압(hPa)이다. 우리의 고도계는 기압과 온도를 측정하고 위의 수식을 이용하여 현재의 높이를 계산하여 알려 준다. 위의 수식을 이용하면 우리는 요즈음 지리산 천왕봉을 올라갔을 때 기압이 얼마나 될지 알 수 있다. 요즈음은 더워서 우리가 사는 낮은 곳의 기온은 30C일 것이라고 가정할 수 있을 것이고 산에 오르면 100m에 0.6C정도씩 낮아지니까 고도가 1915m인 지리산 천왕봉에서 기온은 20C정도는 될 것이며 따라서 평균 기온은 25C라고 가정해도 될 것이다. 그래서 위의 수식에 대입하면 천왕봉의 기압은 해면에 비해 80.3%로 해면기압을 1013hPa이라고 할 때 813hPa이 된다. 기압이 낮으면 허파를 통해 우리의 몸에 녹아 들어오는 산소의 양이 적어지니 당연히 몸의 체력도 평소의 80%이하로 떨어지리라. 해면기압은 기후 상황에 따라 바뀐다. 극단적인 예를 들어 보자. 우리가 그 중심기압이 980hPa인 태풍의 눈의 가운데로 들어간다면, 그리고 고도계에서 Po인 해면 기압이 1013hPa로 셋팅(설정)되어 있다면 25C의 기온에서 우리의 고도계는 289m를 가리킬 것이다 (기압이 0.5%(5hPa)만 낮아져도 고도계는 우리의 위치를 43m 높게 나타낸다). 그대로 읽는다면, 이 얼마나 엉터리 고도계인가? 그래서 정확한 고도 측정을 위해서 우리는 가능하면 산에 갈 때마다 매번 고도계를 교정해야 한다. 모든 분이 아시겠지만 우리의 고도계는 편리를 위해 해면기압인 Po를 셋팅하는 것이 아니라 고도를 알고 있는 곳에서 고도를 셋팅한다. 그러면 내부적으로 해면 기압이 기억되는 것이다. 또한, 우리가 사용하는 고도계의 경우 정확한 온도의 측정은 중요하다. 예를 들어 현재의 기온이 0C인데, 주머니에 고도계를 넣고 있어 10C로 데워진다면 1000m의 고도를 1037m로 잘못 볼 수 있다. 고도계는 오르막길에서 숨이 막히게 어려울 때 남아있는 오르막이 얼마인지를 알려 주어, 힘을 분배하는데 도움을 주기도 하지만, 무엇보다도 현재의 위치를 확인하는데 나침반, 지도와 함께 매우 요긴한 도구이다. 내가 사용하는 고도계는 분해능이 1m이고, 나침반, 기압과 온도측정, 시계, 알람, 타임워치 등의 기능을 갖추고 있는 미국 하이기어(HighGear)의 것이다. 중국에서 만들기는 했으나, 반년 정도 지난 지금까지 고장 없이 잘 쓰고 있다. 우리나라의 등산제품 관련 기업도 1647년에 프랑스의 과학자 파스칼(수학자, 철학자이기도 함)가 발견한 이 오래된 원리의 제품을 만들어 주길 기대한다.