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과학/이론 & 영상

구름이란?

구름이란 무엇인가?

 

학생들에게 질문하면 대개 '수증기'라고 많이 답한다. 하지만 구름은 수증기가 아니다.
대기 중에 떠있는 물방울 또는 얼음알갱이들이다.


그럼 어떻게 하늘에 떠있는가?


그건 구름이 생기는 과정과 연관되어 있다. 구름은 우선 공기의 상승에 의한 온도하강으로
대기 중에서 응결이 일어난 결과이다. 즉, 공기가 상승하지 않으면 생기지도 않으므로 떠있는 것이 당연하다.

그렇다면 왜 떨어지지 않는가?

어려운 질문인데 간단히 말하자면 구름을 이루는 알갱이들이 매우 작기 때문이다.
일정 이상 커지면 떨어진다. 그것이 비나 눈이다. 그러한 과정에서 작용하는 힘의 작용은 우선 여기서
다루지 않겠다.


일상적으로 보는 구름은 매우 친숙하며, 밍숭맹숭한 파란 하늘을 아름답게 하여 마음을 편안하게 해주는

역할마저 한다. 파란 하늘이 아름다운 건 순전히 듬성듬성 보이는 구름이 있기 때문이라는 생각이 든다.
하지만 이러한 일상적인 느낌의, 보통 그림을 그릴 때 자주 등장하는 동그랗고 이쁜 구름이 인상에 남아있는 이유는 그 이외의 다른 구름들은 육안으로 잘 느끼지 못하기 때문이기도 하다.
예를들어 난층운에 의해 하루종일 비가 내리는 날, 우리는 하늘을 굳이 볼 생각을 하지 않는다.
태풍이라도 오면 집에 틀어박히고 하늘은 하루종일 어두침침하여 구름의 모습을 보여주지 않는다.
안개와 비슷하게 느껴지는 층운이 하늘을 덮으면 그냥 흐린 날씨라고 부를 뿐, 구름이 어떠하다는 표현이 잘 나오지가 않는다.

이렇듯 아름답게 느껴지는 하얀 구름(보통 적운)이 구름의 대명사가 된 것은 다른 구름들의 우중충함과

불확실함 때문이라고 정리할 수 있겠다. 그럼 본격적으로 우리 애들을 위해 구름에 대해 살펴보겠다.
우선 참고삼아 구름을 이루는 물방울들을 살펴보자.

 

 

 

 

위 사진은 구름방울과 빗방울의 크기를 비교해 놓은 것이다.


구름 방울의 평균적 지름은 약 0.02mm, 빗방울은 2mm이므로 빗방울이 100배 더 지름이 크다는 사실을 알 수 있다. 그 말은 부피로 따지면 1,000,000배, 즉, 구름방울 100만개가 모여야 1개의 빗방울이 된다는 뜻이다. 그만큼 많은 구름방울이 모여야 빗방울이 된다는 사실은 참 좋은 일이다.
만약 그렇지 않고 아주 쉽게 구름에서 빗방울이 만들어질 수 있었다면, 사람은 언제 떨어질 지 모르는
빗방울을 피하기 위해 항상 하늘을 올려다보고 다녀야 했을지도 모른다.

 

그럼 구름을 분류하여 보자.

구름을 분류하는 방법은 크게 세 가지이다.

물론 책마다 좀 다르긴 한데.. 기본적으로 세 가지를 고려하면 된다.


 

첫째, 구름의 형태 또는 모양이다.


가로로 퍼져 있으면 층운형 구름, 세로로 높이 발달했으면 적운형 구름이다.
이러한 형태는 결국 구름을 옆에서 볼 수 있어야 확실하게 구분 가능하겠지만, 통상적으로
우리는 아래에서 위를 쳐다보기 때문에 구름이 수직으로 발달하였는지 수평으로 발달하였는지
확실히 구분할 수 없다. 하지만 다행스럽게도 수직으로 발달할 경우 수평간의 연계가 부족하여
보통 구름덩어리 사이에 틈새가 보이는 양떼구름같은 모양을 하고 있으므로 어느정도 구분이 가능하다.
조금 더 깊이 들어가자면 층운형 구름이 생기는 경우와 적운형 구름이 생기는 경우는 각각 일정한 환경을
요구하고, 그에 수반하여 구름의 스케일과 에너지량도 결정지어지기 때문에 구름의 형태는 매우 중요하다.
나도 정확히 설명할 수는 없지만 직관적으로 매우 그러하다. 다음에 공부해서 다루기로 하겠다.


 

둘째, 구름의 높이이다.


구름은 높이에 따라 상층운, 중층운, 하층운으로 구분할 수 있다.
이에 구분하기 쉽도록 적당한 접두사를 붙이는 데 상층운은 '권', 중층운은 '고', 하층운은 붙이지 않는다.
언뜻 높을 '고(高)'자가 가장 높은 구름 같은데 중층운이며, 상층운에 '권'자를 붙이기에 '권'이 어떤 의미인지
찾아봤다. 검색해보니 권(卷)은 말 권 자로써 말다, 굽다 등의 휘어짐을 의미하는 단어였다.
한편 또다른 뜻으로 책 또는 문서라는 의미도 있다고 한다. 아마 동양의 고대 문서들이 두루마리 형식으로
만들어져서 파생된 뜻이 아닌가 추정한다. 순전히 내 생각이지만..;;
혹시나 찾아보니 중국음식 중 '춘권'이라는 음식이 있는데 돌돌 말려서 튀겨진 그 음식에서도 앞의 卷자를 썼다.
아무튼 왜 卷자를 썼는지 한번 추정해보겠다. 첫째, 상층운의 대표적인 구름인 권운(새털구름)은 보통 휘어진 모습을 나타낸다. 딱히 층운도 아니고 적운의 형태도 아닌 구름으로서 권층운과 권적운과 대비하여 그냥
권운(cirrus)이라고 이름 붙여져 있는데 그러한 형태가 주로 상층운에서 나타나여 상층운을 대표하는 접두사가 된 것이 아닌가 라고 일단 추정해본다. 그렇다면 권운은 왜 통상 휘어지는가? 라는 의문이 생기는 데
나의 예상으로는 권운의 형성과정이 공기의 상승보다는 빠른 기류에 의한 팽창이기 때문이 아닐까~ 라고
추정해본다. 역시 전공책이 없으니 확실하지 않다. 나중에 확인하고 수정하겠다.

셋째, 비가 내리는 구름은 '란(亂)'자를 붙인다.


란은 어지러울 란 이다. 아무래도 비가 내리면 그런 느낌을 주기 때문에 쉽게 공감되는 수식어라고 생각한다. 그럼 첫번째 규칙에 따라 비가 내리는 층운은 난층운, 비가 내리는 적운은 적란운으로 쉽게 이름 붙일 수 있다.

아래 그림은 두산 교과서에 나오는 그림이다.

 

 

순수 한글로 순화된 명칭이 괄호 속에 적혀 있는데 확실히 더 예쁜 표현이라 생각한다.
앞서 규칙과 비슷한데 층운은 그대로, 적운은 쌘이라고 표현하며, 상층은 털, 중층은 높 자를 접두사로 한다. 비가 오는 구름은 그냥 비라는 수식이 붙는다. 잘 쓰지는 않으므로 어떻게 부르던 알아서 하자.
그럼 실제 내가 찍은 사진을 통해서 구름을 좀 알아보자.

부여에서 찍은 사진이다.

구름의 높이가 낮아서 충분히 옆모습을 확인할 수 있는데 각각의 구름 덩어리들이 구분되어 보이며, 수직으로 발달되어 있음을 확인할 수 있다. 이러한 적운은 주로 여름철에 잘 관찰되는데 지표의 불균등가열에 의한 국지적 공기 상승이 여름철에 활발하게 일어나기 때문이다.
아래 쪽으로 설명이 있기까지는 죄다 그냥 적운이라고 할 수 있다. 이름을 굳이 붙이고 싶다면 알아서 붙이면 된다.

 

 

 

 

아무튼 아래 두 장의 사진은 층적운으로 생각된다. 어느 정도 수평적인 규모를 가지면서도 수직적으로
발달한 형태를 보여주는데 해질녘 쯤이라 빛이 구름에 비스듬히 입사하여 흡수가 많이 되면서 아주
어둡게 보이고 있다. 이러한 구름을 판단하기가 좀 애매할 수 있다고 생각된다.
사실 나도 애매하니까.. 개인적으론 적운이라기에 수평적 규모가 크지만 틈새가 보이는 경우에
층적운이라 판단하면 되는 것 같다. 한편 구름덩이의 크기를 통해 하층운이라 제한하면 선택의 여지가 줄어든다.

 

 

아래 사진은 작년 융합과학 한마당 행사에 가서 찍은 사진이다.
이 날 태양관측을 해야 했었는데 보시다시피 아침부터 하늘을 덮은 구름 때문에 전혀 하지 못했다.
오후에 잠깐 해가 나서 관측을 할 수 있긴 했지만..
아무튼 사진을 보면 바로 윗 사진과 비교할 수 있다. 일단 하늘이 전혀 보이지 않으므로 층운 계통으로 추정된다. 물론 매우 규모가 큰 적란운도 비슷한 모습을 보일 수 있지만 그럴 경우는 비를 동반하기 때문에 후보에서 제외되며, 또한 하늘을 전체 덮은 상태임에도 군데군데 밝아보이는 부분이 있으므로 구름의 두께가 그리 두껍지는 않다고 추정할 수 있다. 난류에 의해 생기는 부분적인 맴돌이는 우선 무시하고 전체적인 느낌으로 봤을 때 층운이라고 추정할 수 있다. 대기과학개론에 의하면 아래 사진과 같이 층운은 사실 개별적인 구름이 잘 인식이 되지 않는다. 그냥 뿌연 흐린 하늘 상태와 같으면 보통 층운이라 생각하자.

 

 

아래 사진은 언제인지 모르지만 학교에서 찍은 사진이다.
다양한 적운을 한번에 볼 수 있어서 좋다고 생각된다. 모두 둥글둥글한 형태로 되어 있다는 사실로 보았을때 적운임을 일단 알 수 있다. 개별적 크기를 통해 구름의 높이를 예상할 수 있는데 아래 사진에 간단히 표시해 보았다. 물론 수평적 스케일이 매우 커서 멀기 때문에 작게 보일 수도 있겠지만 연속적인 느낌을 고려한다면 대충 맞지 않을까 생각한다. 가장 전형적으로 잘보이는 사진에 이름을 표시하였다.
그 아래쪽 사진은 각자 한번 판단해보자. 사실 나도 잘 모르니까..;;

 

 

 

 

아래 사진은 태풍 볼라벤이 왔을 때 학교에서 찍은 사진이다.
태풍은 처음 설명한 구름의 분류 어디에도 속하지 않는다. 수평적으로도 수직적으로도 모두 매우 발달한
엄청난 녀석이기 때문이다. 태풍 자체의 구조와 발생 과정은 따로 다루어야 할 부분이므로 넘어가겠다.
아래 사진에서는 태풍의 주위로 회전하며 생기는 구름의 띠를 확인하는 것으로 만족하자.

 

 

 

볼라벤이 매우 강력한 태풍이라 하였지만 인천은 큰 피해를 입지 않았다.
아랫 지방에서 이미 많은 피해를 주며 북상하여 많이 약화된 것 같다. 특히 피해가 적을 수 있었던 이유는 강력한 풍속에 비해 비가 거의 오지 않았기 때문인데 점심 정도쯤? 아주 잠깐 비가 내렸을 뿐이었다.
아래 사진을 보면 중간쯤 아지렁이와 같은 희미한 구름이 보이는 데 옅은 물방울이 낙하하다 증발해버리며 만들어진 것으로 추정된다. 아마 꼬리구름인가 그런 이름이었던 듯 하다.

 

 

이건 그냥..적운

 

작년에 찍긴 했는데 언제인지 기억이 나지 않는다.
이런 구름의 형태는 사실 기본적인 분류에 포함되지 않는 것 같다.
형태는 매우 수평적이지만 그렇다고 층운은 아니기 때문에 앞서 언급한 분류법으로는 이름을 말하지 못하겠다. 내가 더 공부를 해야 할 부분일 수도 있겠지만 사실 이런 구름이 우리 일상생활에 주는 영향이 매우 미미하므로 굳이 이름 붙여있지 않은 것은 아닌지도 모르겠다. 개인적인 생각에 적운이 생성될 수 있는 조건에서 하층에 빠른 기류가 유입하여 구름을 퍼트려 놓은 것이 아닐까 추정한다. 개인적으로 이름을 붙여보자면 샥~구름??ㅡㅡ; 넘어가자..

 

 

정말 근사한 모습을 보여주는 사진인데..
오른쪽 하단으로는 층적운 정도로 보면 될 것 같으며, 중앙에서 왼쪽 상단까지 대각선으로 이어지는
미세한 실오라기 같은 구름은 아마 권운이라 생각된다. 다만 그렇게 생각하기엔 너무 규모가 크다는
느낌도 받지만 충분히 가능하다고 한다. 사진으로 보면 오른쪽 하단부분에서 다른 종류의 공기가 상층으로 유입되고 있다고 추정된다. 온난 전선을 배울 때 단계적으로 구름이 생성되는 것을 배우는데 그런 경우 중 하나라고 생각된다.

 

 

 

콜라보?ㅋㅋㅋ

 

 

 

그럼 나머진 그냥 감상!!

 

 

 

 

 

 

 

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