기차 타고 터널 지나갈 때 왜 귀가 먹먹해질까?


 우리는 종종 귀가 먹먹해지는 경험을 합니다. 산 정상에 오르거나 비행기에서 이착륙할 때, 고속 엘리베이터를 이용할 때 등의 상황이 대표적인데, 귀가 먹먹해지는 현상이 발생하는 이유를 기압 차이 때문으로 알고 있을 겁니다.


이명현상 원인



 기압 차이로 발생하는 이명현상이 맞습니다. 근데 기차를 타고 터널을 지나갈 때는 왜 귀가 먹먹해지는 걸까요? 터널 내부의 기압이 외부와 다르지 않을 텐데 말입니다. 그리고 왜 지하철에서는 귀가 먹먹해지는 현상이 발생하지 않는 걸까요?


 먼저 기차가 터널을 지나갈 때 귀가 먹먹해지는 이유는 기압 차이 때문이 맞습니다. 근데 평소 터널 내부의 기압이 높거나 낮아서 생기는 현상이 아니라 기차가 빠르게 터널 내부로 진입해야만 생기는 현상입니다.


기차 터널


 기차가 터널 내부로 빠르게 진입할 때 터널 내부의 공기를 밀어냅니다. 근데 터널의 입구와 출구가 아닌 지점은 외부와 차단되어 있으므로 밀어낸 공기가 터널 내부의 벽과 부딪히면서 압축됩니다. 이때 터널 내부의 기압이 순간적으로 높아지고, 이에 따라 기차 내부와 기압 차이가 발생해 승객들의 귀를 먹먹하게 만듭니다.


지하철 귀 멍멍



 그렇다면 지하철에서는 왜 귀가 먹먹해지지 않을까요? 지하철도 터널과 비슷한 공간에서 빠르게 이동하는 데 말입니다. 그 이유는 시스템의 문제입니다. 지하철 내부는 환기 시스템이 존재하므로 높아진 압력을 분산해줄 수 있어서 귀가 먹먹해지는 현상이 발생하지 않습니다.


귀 멍멍


 근데 근본적으로 왜 압력 차이가 귀를 먹먹하게 만드는 걸까요? 이는 고막을 보호하기 위한 하나의 수단입니다. 귀가 먹먹해지는 구체적인 이유는 외이와 중이의 기압 차이 때문인데, 외이는 고막과 맞닿아 있습니다.


귀 내부 구조

(귀 내부 구조)



 기압 차이가 발생하면 닫혀 있던 유스타키오관이 열리고, 기압을 조절해줍니다. 근데 너무 갑작스럽게 압력 차이가 발생했을 때는 시간이 필요합니다. 이 시간 동안 귀가 먹먹해지는 현상을 경험할 수 있고, 만약 압력 차이가 너무 크면 실제 고막이 터질 수도 있습니다.


터널 이명현상


 이와 관련해서 고속철도의 터널 입구는 일반적인 터널 입구보다 경사져 있고, 뚫어놓은 구멍이 큽니다. 아무래도 열차가 고속으로 터널에 진입하면 터널 내부의 공기를 더 빠르게 밀어낼 겁니다그러면 터널 내부 압력이 높아지고, 불쾌한 이명현상을 경험하게 됩니다. 이를 방지하기 위해 고속열차는 터널에 진입할 때 내부를 완전히 밀폐해 내부 압력이 떨어지지 않도록 합니다.


터널 압력

(2015 년도 한국철도학회 춘계학술대회 논문집)



 또한, 외부도 문제인데, 충격음이 매우 커서 인근 주민에게 소음을 주기 때문입니다. 그래서 터널 내부를 진입할 때는 대책이 필요했고, 그 방법으로 입구를 경사진 형태로 만들어 열차가 진입할 때 공기 유동을 완만하게 했습니다. 또한, 열차가 들어가는 구멍을 더 크게 뚫어 압력 변동의 크기도 줄이도록 했습니다. 만약 귀가 먹먹해졌다면 하품을 하거나 침을 삼켜주면 조금 더 빨리 괜찮아집니다. 이는 인위적으로 유스타키오관을 열어주는 방법입니다.

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