교과정보 사고력 수학(2)

[황원장]

사고력 수학 두번째 시간입니다. 오늘 시간부터는 생각하는 수학으로 일상생활에서 쉽게 접할 수

있는 내용들로 수학에 대한 흥미를 갖는 계기가 되었으면 좋겠습니다. 첫번째 내용은 감기입니다.
겨울에는 영하로 내려가는 낮은 기온과 쌩쌩 부는 강한 바람 때문에 매우 춥게 느껴집니다.

하지만 추위의 정도는 기온이나 풍속 외에도 나이나 성별, 건강 상태 등에 따라 사람마다 다 다르게 느끼기 때문에 객관화 하기가 어려운데 이런 주관적인 개념을 수치화해 측정할 수 있는 형태로 만든 것이 바로 체감온도지수입니다.

즉, 체감온도는 기온과 바람에 의해 느끼는 추위의 정도를 알기 쉽게 수치로 나타낼 수 있습니다. 체감온도를 구하는 데는 여러 계산식이 있지만, 우리나라에서는 2001년 캐나다와 미국에서 만든 JAG/TI 모델을 쓰고 있습니다.

연구팀은 실험에 참여하는 사람들의 얼굴에 센서를 붙이고 온도와 풍속에 변화를 주었을 때 피부온도가 어떻게

변하는지를 측정했고 이를 토대로 기온과 풍속의 변화에 따라 체감온도가 어떻게 변하는지 그래프로 나타낸 뒤,

그래프에 맞는 함수식을 구해 체감온도 공식을 만들었습니다.

체감온도는 바람이 강해질수록 계속 낮아집니다. 강한 바람이 피부의 열손실량을 높여 체온을 떨어뜨리기 때문입니다. 예를 들어 영하 10℃일 때 풍속이 5km/h이면 체감온도는 영하 13℃이지만, 풍속이 30km/h가 되면

체감온도는 영하 20℃까지 떨어지게 됩니다.

그렇다면 감기 걸릴 가능성을 알려주는 감기기상지수를 알아보도록 하겠습니다.
그냥 재미로 보는 거라고 생각할 수도 있겠지만… 감기기상지수는 매우 과학적이고 수학적으로 만들어졌습니다.

감기는 면역력이 떨어지거나 기온이 갑자기 떨어질 때, 건조하거나 일교차가 심할 때 주로 걸립니다.

하지만 감기의 원인이 정확히 밝혀지지 않아 감기를 조심하려면 어떻게 할지 참고할만한 객관적인 자료가 없었습니다.

지난 해 기상청에서는 감기기상지수를 발표했는데 감기 환자수와 기상요소 간의 관계를 통계적으로 분석해,

기상조건에 따라 감기가 발생할 가능성을 지수화한 것입니다.

그런데 우리는 머리가 아프거나, 코가 막히거나, 열이 나거나, 기침이 날 때 감기에 걸렸다고 말합니다.

이렇듯 감기란 뇌졸중이나 위암처럼 하나의 질병을 지칭하는 말이 아닙니다.

따라서 감기와 기상 요소 간의 관계를 알아보기에 앞서 무엇을 감기라고 부를지 먼저 정의할 필요가 있습니다.

기상청에서는 의사 선생님들께 자문을 구해 질병 코드 J00~J06, J20, J21에 해당하는

급성*상기도 감염, 급성 기관지염, 급성 세기관지염을 감기라고 정의했습니다.

감기를 정의한 후에 감기 환자수와 기상조건 간의 관계를 찾아내 감기기상지수를 구할 수 있었습니다.

여기서 상기도란 일반적으로 코와 구강에서 후두까지를 가리킵니다.

이처럼 질병코드를 만들어 해당하는 증상을 감기라고 정의했고 국민건강보험 심사평가원으로부터

전국 9개지역 코드별에 해당하는 일별 감기환자수를 제공받아 2007년 7월부터 2010년 12월까지

전국 9개지역의 일교차, 풍속, 기온, 습도, 기압, 강수량 등을 분석하였습니다.

기상요소들과 감기환자수간의 관계를 파악하고 함수공식을 만들어 감기기상지수가 만들어진 것입니다.

감기기상지수는 A(일교차 가중치), B(최저기온 가중치), C(습도 가중치) 등으로 분류하였습니다.

함수(function)란 특정한 작업을 독립적으로 수행하는 프로그램 코드의 집합체로서 위의 경우처럼

측정을 통한 자료를 분석하여 코드화해 커다란 프로그램을 작업 단위별로 분할하여 작성할 수 있었는데 함수를 이용한 장점은 동일한 프로그램 코드를 매번 기입하는 수고를 덜어주고 프로그램을 체계적으로 작성할 수 있고 유지보수가

용이하고 간결한 프로그램을 만들 수 있어 이해가 수월하다는 장점이 있습니다.

공식에 수치를 대입하여 계산하면 결과가 나오기 때문입니다.

이제 추운곳이나 더운 곳으로 여행을 떠날때 기상청의 현지온도를 보고 짐가방을 꾸릴때 한가지

생각하실 것이 있을 것입니다. 바로 체감온도입니다. 현재의 내 몸상태와 풍속의 세기와 변화된 환경을 고려하여

여분의 옷을 더 준비하거나 온도변화에 따른 대비를 하게 될 것입니다.

인체는 때로는 신비롭기도 하지만 경우에 따라서는 무방비한 상태에 놓이게 됩니다.

봄, 여름, 가을, 겨울 4계절이 뚜렷한 곳에 있다가 여름이 길거나 겨울이 긴 곳에서 생활을 한다면

인체가 감지한는 온도의 변화에 대한 능력은 많이 떨어질 것입니다.

사고력 수학공부를 한 학생들이라면 한번쯤 확인하고 여행을 떠나는 센스가 있기를 바랍니다.

참고출처(수학동아)