오로라의 현상적인 특성과 지구 대기에서 오로라가 어떻게 발생하는지에 대한 원리를 알아본다. 오로라는 우주환경 또는 우주기상 연구의 측면에서 보면 겉으로 보이는 것보다 훨씬 깊은 의미를 가지고 있는 자연현상이다. 오로라는 우주환경 및 우주기상연구에서 우리 눈으로 직접 관측할 수 있는 유일한 현상으로 우주환경의 이해를 위한 출발점이라 할 수 있다. 또한 태양은 지구를 비롯한 태양계 내 모든 행성에서 일어나는 다양한 현상의 에너지 원천이다. 오로라의 발생 또한 특정 형태의 태양 에너지가 자기권을 형성하는 지구 자기장과 상호작용하여 지구 고층대기에서 나타나는 현상이다. 오로라의 발생과 관련있는 태양의 특성을 알아볼 것이다.

저자 안병호

경북대학교 명예교수. 경북대학교에서 지구과학을 전공하고 동 대학원에서 물리학 석사학위를 받았다. 미국 알래스카 대학교에서 우주공간물리학으로 박사학위를 취득했다. 미국 콜로라도 대학교에서 박사후 연수과정을 이수했으며, 경북대학교 사범대학 지구과학교육과에서 교수로 재직했다. 재직 중 미국 국립대기해양청(NOAA)과 국립대기과학연구소(NCAR)에서 연구교수로 재직한 바 있다. 한국우주과학회 회장을 역임했다. 저서로는 [[우주환경물리학]][[태양-지구계 우주환경]]이 있고, 공저로 [[태양계 천문학]] 등 다수가 있다.

저자 지건화

극지연구소 극지기후변화연구부 책임연구원. 동국대학교에서 물리학을 전공하고, 동 대학원에서 고체물리 분야를 연구하여 석사학위를 받았다. 미국 유타주립대에서 우주공간물리학으로 박사학위를 받고, 미국 국립대기과학연구소에서 박사후 연구원으로 고층대기와 전리권 연구를 수행했다. 극지연구소로 온 이후 우주환경/우주기상예측 분야의 핵심영역인 극지 고층대기의 중간권, 열권, 전리권에 대한 연구를 수행하고 있다.

들어가는 글
1장. 오로라
1. 오로라에 얽힌 신화와 우리나라에서 관측된 오로라
2. 오로라의 색깔
3. 오로라의 형태 및 분포
박스 1-1 국제지구물리관측년
4. 오로라의 발생원리
박스1-2 크리스티안 비르케란트
2장. 태양
1. 태양흑점과 자기장
2. 태양풍과 행성간 자기장
3. 태양폭발
3장 전리권
1. 전리권의 형성과 구조
박스3-1 전자기파
박스3-2 굴리엘모 마르코니
2. 전리권의 교란
3. 전리권과 전파통신
박스3-3 시드니 채프먼
4장. 태양풍과 지구자기장의 상호작용
1. 지구 자기장
2. 태양풍과 자기권
3. 반알렌대
박스4-1 자기장 내 하전입자의 운동
박스4-2 제임스 반알렌
4. 자기폭풍
5. 우주기상변화 ? 우주기상
박스4-3 한네스 알펜
마치는 글
용어설명
참고문헌
그림출처 및 저작권
찾아보기

오로라의 진짜 색깔은 무엇일까?
오로라는 지상에서 얼마나 높이 있는 걸까?
오로라는 어떻게 생겨나는 걸까?

극한의 동토 밤하늘 상공에서 펼쳐지는 새벽의 여신 오로라의 화려한 춤사위는 보는 이로 하여금 경외심을 불러 일으키기에 충분하다. 오로라는 태양에서 방출된 전기를 띤 입자들이 극지방으로 유입되면서 그곳 상층대기와 충돌하면서 일으키는 방전현상이다. 특히 태양폭발로 인하여 지구주변에서 일어나는 다양한 현상 가운데 유일하게 육안으로 관측이 가능하다. 따라서 오로라의 연구는 태양폭발에 따른 지구주변 우주환경변화연구의 출발점이 된다. 우리가 극지방에 관측소를 세우고 오로라 관측 및 다양한 극지 고층대기를 연구하는 이유도 여기에 있다."

“오로라는 태양폭발로 일어나는 다양한 현상 가운데 유일하게 육안으로 관측이 가능하다. 그래서 오로라는 지구 주변 우주환경의 변화를 연구하는 출발점이다.” _들어가는 글에서

# 오로라의 원리와 우주기상의 현실
이 책에서는 오로라의 현상적인 특성과 지구 대기에서 오로라가 어떻게 발생하는지에 대한 원리를 알아본다. 오로라는 우주환경 또는 우주기상 연구의 측면에서 보면 겉으로 보이는 것보다 훨씬 깊은 의미를 가지고 있는 자연현상이다. 오로라는 우주환경 및 우주기상연구에서 우리 눈으로 직접 관측할 수 있는 유일한 현상으로 우주환경의 이해를 위한 출발점이라 할 수 있다.
또한 태양은 지구를 비롯한 태양계 내 모든 행성에서 일어나는 다양한 현상의 에너지 원천이다. 오로라의 발생 또한 특정 형태의 태양 에너지가 자기권을 형성하는 지구 자기장과 상호작용하여 지구 고층대기에서 나타나는 현상이다. 오로라의 발생과 관련있는 태양의 특성을 알아볼 것이다.
그리고 지구 고층대기에서 아주 특별한 영역인 전리권에 대해서도 알아볼 것이다. 오로라가 발생하는 고도가 바로 전리권이 있는 대기 영역이며, 이 영역은 우주환경 및 우주기상에서 지구와 가장 가까이에 있으며 인공위성이 상주하는 곳이기도 하다. 전리권은 위성통신에 매우 중요한 영향을 미치는 우주환경의 일부로 우리 실생활과 가장 밀접하게 관련되어 있는 대기 또는 우주환경이다.
태양에서 방출된 고에너지 입자들은 지구에 가까이 오면 지구 자기장, 즉 자기권과 만나게 된다. 이때 이 입자들이 고층대기에 도달해 어떤 물리적 과정을 거쳐 오로라를 발생시키는지 알아본다. 이를 위해 우선 지구 자기장과 태양풍의 상호작용에 의해 형성되는 자기권을 살펴볼 필요가 있다.

# 그림으로 보는 극지과학 시리즈
극지과학 시리즈는 남극과 북극의 육지와 바다, 대기는 물론 생태계와 관련된 모든 현상과 원리를 알기 쉽고 깊이 있게 전달합니다.

극지과학 시리즈는 다음과 같은 생각을 담고 있습니다.
첫째, 시각 자료를 충분히 활용합니다. 과학의 특징 중 하나는 ‘데이터가 말을 한다’는 데 있습니다. 관측과 실험 결과를 알기 쉽게 시각화하여 독자가 직접 자료를 확인할 수 있도록 하였습니다. 또한 외국의 최신 자료를 신속하게 소개하면서, 동시에 국내 과학자들이 직접 관찰하고 실험한 결과를 적극 반영하여 설득력을 높였습니다. 책에 사용된 그림에는 충분한 설명을 기초부터 자세하게 곁들였습니다. 일반인은 물론 고등학생들도 과학 개념을 시각화하여 받아들이는데 좋은 자료로 활용할 수 있을 것입니다.
두 번째는 사람을 통해서 알려줍니다. 과학은 객관적인 학문이라 주관성이 배제된 학문이라 생각하기 쉽지만, 실제로는 그렇지 않은 경우가 많습니다. 누가, 언제, 어떤 계기로 연구를 하게 되었는가가 생각보다 큰 역할을 하곤 합니다. 이번 시리즈에서는 과학자들의 실제 연구 과정을 통해 과학의 발전 과정을 알아봅니다. 또한 과학자들이 관찰과 실험을 하고 이론을 만들어가는 과정 그 자체가 하나의 드라마이기도 합니다. 바로 과학자를 통해 과학으로 들어가는 이유입니다.
세 번째, 과학은 그 자체가 독립적이라기보다는, 역사적,사회적, 정치적, 경제적 요인들이 함께 녹아 만들어진 하나의 과정입니다. 과학적 발전의 방향을 결정하고, 속도를 조정하고, 결과를 실용화하는 데에도 과학 이외의 수많은 요소들이 관여하고 있습니다. 이번 시리즈에서는 과학에 대한 이야기 못지 않게 과학과 관련된 다른 관점들을 함께 보여줄 것입니다.

그림으로 보는 극지과학 시리즈는 2017년까지 앞으로 4년 동안 총 17권을 출간할 계획이다. 이 시리즈를 기획한 극지연구소(Korea Polar Research Institute, KOPRI)는 우리나라 유일의 극지 연구 전문기관으로, 극지의 기후와 해양, 지질 환경을 연구하고, 극지의 생태계와 생물 자원을 조사하고 있다. 또한 남극의 '세종과학기지', ‘장보고과학기지' 북극의 '다산과학기지', 쇄빙연구선 '아라온'을 운영하고 있으며, 극지 관련 국제기구에서 우리나라를 대표하여 활동하고 있다.