[옆집과학] 새털·양떼·먹구름, 각양각색 구름의 비밀

이민우 기자
입력 2022.05.07 06:00
옆집 과학’은 우리 주변과 옆집 등 일상에서 볼 수 있는 친근하고 다양한 현상에 담긴 과학 원리를 소개합니다. 무관심하게 지나쳤던 일상 속에 숨겨진 과학은 무엇인지 알려드립니다. <편집자주>

우리는 일상 속에서 다양한 날씨를 마주하며 살아간다. 맑고 흐리거나 비오는 날씨 등은 여러 기상 요인의 영향을 받지만, 가장 강력한 영향을 주면서 눈길을 끄는 것 중 하나는 각양각색의 구름이다. 먹구름부터 새털, 양때 등 각기 다른 형상의 구름은은 어떻게 만들어지는 것일까.

여름 장마철에 쉽게 볼 수 있는 짙은 먹구름 / 픽사베이
비를 부르는 먹구름은 ‘먹’이라는 접두사처럼 검은색을 띈다. 일반적인 구름의 하얀 색깔과 먹구름의 검은색의 비밀은 구름을 통과하는 빛의 정도에 따라 달라진다. 검은색은 인간의 눈에 반사되는 빛이 아무도 없는 경우 인지되는 색이기 때문이다.

구름의 정체는 대기중에 떠다니는 물방울의 집합체다. 구름을 만드는 물방울은 바다 같은 지면의 물이 태양열이나 지열 등에 증발되고 공기중으로 상승해 냉각되고 서로 합쳐져 응결되는 과정으로 만들어진다. 반복되는 증발·냉각·응결 등을 반복하면서 구름의 크기가 점점 커지고 형태를 갖추게 된다.

먹구름은 구성된 물방울들의 입자가 비로 내릴 정도로 크게 응결된 상태다. 여러개의 큰 물방울 입자가 모인 만큼, 구름 내의 물방울 밀도는 매우 높고 촘촘하게 이뤄져 있다. 물방울 간 밀도가 높으면 태양광 등 빛이 구름을 온전하게 통과하기 어려워지는데, 이 경우 인간의 눈에 전달되는 빛 역시 적어져 구름 자체가 검은색으로 보이게 된다.

양떼 구름 등으로 불리는 고적운 / 스포츠조선DB
먹구름 말고도 새털 구름, 양떼 구름처럼 명확한 모양과 이름으로 인상을 남기는 구름도 있다. 이런 구름 역시 단순한 우연으로 각각 만들어지는 것이 아니라, 명확한 공기중의 대류현상과 기상 조건에 따라 형성된다.

털층 또는 깃털, 새털 모양으로 불리는 구름은 보통 권운, 권층운이다. 권운과 권층운은 해발 7㎞이상 상공에서 만들어지는데, 낮은 온도로 인해 물방울이 얼어붙은 얼음결정인 ‘빙정'으로 구성돼있다. 빙정이 생길정도로 높은 상공인만큼 강한 바람인 제트기류도 흐르는데, 제트기류에 의해 뭉쳐있던 빙정이 점차 흩어지면서 익숙한 털층이나 새털 외형을 가진 권운·권층운이 생겨난다.

여러 덩어리가 모여있는 양떼 모양 구름은 고적운으로 분류된다. 고적운은 해발 2~6㎞ 사이의 중간 대기권에서 나타난다. 고적운은 일반적으로 해당 고도의 대기가 불안정해 일어나는 대류현상에 의해 생긴다. 대류현상은 물방울 등 입자들이 이동하며 열을 전달하는 것을 말하는데, 찬공기와 따뜻한 공기의 열전달과 변화로 기존의 큰 형태 구름이 흩어져 고적운이 된다.

이민우 기자 minoo@chosunbiz.com


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