구름
[image]
1. 개요
雲 / cloud ☁️
물이 햇빛에 증발되어 생기는 수증기가 먼지 등의 물질과 응결하여 미세한 물방울이 되어 떠있는 것. 안개와 사실상 성분은 같으며, 지표면과 닿아 있는 것을 안개, 지표면과 떨어져 있는 것을 구름이라고 한다. 때문에 산 중턱에 걸린 구름은 그 산에 올라가 있는 사람에게는 안개이다.
2. 날씨
🌫
구름이 하늘의 대부분이나 전체를 덮으면 흐린 날씨가 된다. 어두운 잿빛 하늘은 몽환적인 느낌을 주므로 우울감을 유발한다.[1] 그래서 대부분의 사람들이 싫어하지만, 흐린 하늘 특유의 포근한 느낌을 좋아하는 사람들도 있다.
3. 생성
구름의 생성은 크게 몇 가지 요인으로 나누어진다.
- 대기의 불안정: 일광(태양광)의 지표면 가열로 인해 뜨거워진 공기가 상공의 찬 공기 쪽으로 상승한다. 대류에 의해 찬 공기는 반대로 뜨거운 공기 밑으로 내려가려 한다. 뜨거운 공기가 상승기류를 만들어내는 곳에는 국지성 저기압이 형성되면서 구름이 만들어지는 여건이 갖추어진다. 충분한 수증기를 갖추고 있다면, 유사 단열팽창[2]을 통해 기온이 낮아진 공기는 이슬점에 도달, 응결고도에서 수증기의 포화를 일으켜 구름을 형성한다. 흔히는 보통 뭉게구름을 만들고 끝이지만, 열대에서는 열대성 저기압의 원인이 된다.
- 수증기의 유입: 대기가 불안정하다 해도 수증기가 없이 황량하고 건조한 날씨라면 구름은 쉽게 찾아보기 힘들다. 국지성 집중호우를 제외한 대부분의 폭우는 어딘가로부터 지속적으로 수증기를 공급받기 때문에 좀처럼 하늘이 개이지 않는 것.
- 지형지물의 영향: 바람이 불어가는 쪽에 산맥 등이 장벽처럼 가로막고 있다면,[3] 흐르던 공기는 산맥 위로 강제상승한다. 이 과정에서 마찬가지로 응결고도에 도달하면 구름이 형성된다. 태백산맥이나 알프스 산맥 등 높은 산지에 항상 구름이 끼어 있는 모습인 것은 바로 이 때문. 영동 지방에는 이 때문에 늦겨울에 폭설이 자주 내린다. 이렇게 산맥을 만나 구름을 형성해 폭우와 폭설로 수증기를 빼앗긴 공기는 산맥을 넘어가 건조한 날씨를 만든다. 이를 푄 현상이라 한다. 실제로 영동지방과 영서지방의 강수량 차이는 이렇게 만들어진다. 만약 습윤한 계절풍이 이런 산맥을 만나면 헬게이트가 열린다.
- 지역 간 기압의 차이: 일반적으로 저기압권에서는 날씨가 그리 좋지 못하다. 기압이 낮은 지역으로 모여든 공기는 상승기류를 형성하면서 응결고도에 도달, 구름을 만들어 낸다.
- 성질이 다른 공기의 충돌: 온대저기압과 밀접한 관련이 있다. 만일 뜨거운 공기가 차가운 공기 쪽으로 진행하면, 차가운 공기의 위를 타고 부드럽게 흘러가며 온화한 비가 내리지만, 차가운 공기가 뜨거운 공기 쪽으로 진행하면, 뜨거운 공기의 아래쪽으로 빠르게 파고들기 때문에 천둥번개를 동반한 많은 비가 내린다.
18세기 즈음에는 구름의 생성을 '기포이론'으로 설명하였다. 이 가설에 따르면 아주 깨끗한 기포가 물을 담은 채 올라가면 구름이 되고, 이 구름을 구성하는 기포가 태양열을 받아 터지면 그 안의 물이 지상으로 떨어지는게 비라는 것이다. 그러나 과학적 방법론이 점차 발달하자 이 가설은 르네 데카르트에게 비판받게 되었고, 후에 골드스미스에 의해 과학적인 구름 생성이론이 만들어졌다.[4]
4. 종류
구름을 여러 종류로 분류하기 시작한 것은 1803년부터인데, 약사이자 퀘이커 교도였던 루크 하워드가 구름을 10개로 나누면서 구름학이 시작되었다. 오늘날은 1956년 세계 기상 기구에서 발간한 국제 구름 도감을 기준으로 분류하고 있다. 구름은 높이에 따라서 상층운, 중층운, 하층운, 수직형(Vertical)으로 나뉜다.
4.1. 모양에 따른 분류
모양에 따라서는 10가지로 나뉘는데 다음과 같다. 굵은 글씨로 된 구름은 비를 뿌리는 구름이다.
구름의 한자어 이름은 그 모양을 반영하고 있는데, 이것이 실제 하늘의 기상 상태 역시 짐작할 수 있게 한다. 이는 각 구름에 해당하는 영어 이름 역시 라틴어로 그 모양과 하늘의 여건을 반영하고 있는 것과도 같다.
- 권(卷) : 고도 5km 이상, 특히 10km 이상에 걸쳐서 빙정(얼음 알갱이)가 부드러운 털 모양으로 떠 있다. (권운, 권층운, 권적운)
- 층(層) : 특별한 형태를 갖추지 않고 수평으로 퍼져 있다. 수증기는 충분하나, 대류현상이 약하고 바람도 강하지 않다. (층운, 층적운, 권층운, 고층운, 난층운)
- 적(積) : 세로 방향으로 구름이 쌓여 있다. 대기가 불안정하여 대류현상이 발생하며, 수직의 바람이 불고 있다. (적운, 층적운, 고적운, 적란운)
- 고(高) : 높은 하늘에서 수증기가 응결하여 구름을 형성하고 있다. (고적운, 고층운)
- 란(亂) : 대류현상이 극심하여 공기가 어지럽다. 비가 오거나 폭풍이 몰아치는 등의 궂은 날씨를 유발한다. (난층운, 적란운)
따라서 예컨대 권층운은 높은 상공에서 빙정이 부드러운 질감의 구름을 형성하고 있으나, 높은 하늘의 대류현상이 강하지 않기에 특별한 모양 없이 하늘 전체를 부드럽게 덮고 있고, 바람도 강하지 않아서 구름이 쉽게 흩어지지 않는 상태임을 알 수 있게 한다. 층적운의 경우는 기본적으로 구름이 하늘에 넓게 퍼진 상태에서 군데군데 솟구쳐 오른 구름의 모양을 하고 있으나, 탑 모양으로 강하게 솟구친 모양이라기보다는 단지 헝클어진 담요 같은 모습으로 부풀어오르는 데 그친다. 특기할 것은 없는 적당한 대류현상과 적당한 바람을 통해 만들어진 흔한 구름이다.
4.2. 특수형 상위구름
상위 종류에 해당하는 어떤 구름들은 특수한 이름으로 불리기도 한다.
- 웅대적운(Cumulus Congestus)/탑상운(Towering Cumulus)
- 슈퍼셀(Supercell)
- 안개
- 박무(Mist) - 농무(Thick Fog): 연무와는 다르다.
- 켈빈-헬름홀츠 권운(Cirrus Kelvin-Helmholtz)
- 열탑(Hot Tower)
- 열대성 저기압(Tropical Cyclone)
- 운해 (Cloud Sea)
4.3. 수반형 구름
어떤 구름들은 다른 구름에 수반되기도 한다.
- 모루구름(Anvil Cloud)
- 유방적운(Mammatus)
- 아치구름(Arcus Cloud)
- 구름벽(Wall Cloud)
- 미류운(Virga)
- 꼬리구름(Tail Cloud)
- 깔때기구름(Funnel Cloud) - 토네이도(Tornado)
4.4. 특수형 일반구름
물론 저 종류에 속하지 않는 구름들도 존재한다.
- 야광운(Noctilucent): 중간권에 생기는 가장 높은 구름.
- 진주운(Nacreous)
- 편운(Fractus)
- 삿갓구름(Pileus)
- 렌즈구름(Lenticularis)
- 파상운(Undulatus)
- 수렴운(Actinoform Cloud)
- 두루마리 구름(Roll Cloud) - 모닝글로리(Morning Glory)
- 거친물결구름(Undulatus Asperatus)
4.5. 인간이 제조한 구름
개중에는 인간이 만든 구름들도 있다.
- 수증기 응축현상
- 스모그(Smog)
- 비행운(Contrail): 말 그대로 비행기가 비행하면서 만드는 구름
- 디스트레일(Distrail)
- 해변가 호텔이 만들어내는 구름 - 따뜻한 바다로부터 불어오는 습윤한 바람이 해변가의 호텔[6]을 만나면서, 호텔이 마치 산맥처럼 바람을 막아 구름이 형성된다. 원리는 위에서 설명한 "지형지물에 의한 구름형성"과 정확히 일치한다.
- 오타쿠 구름 - 실내에서 벌어지는 행사에 모인 사람들의 땀이 증발하여 발생하는 구름.
- 버섯구름 - 대규모 폭발(이를테면 핵폭발)이 발생했을 때 동반되는 구름.
4.6. 기타형 구름
오컬트에 의하면, 외계인이 만들었다고 의심되는 구름도 있다.
- Fallstreak Hole: 멀쩡한 구름에 거대한 원반 모양의 구멍이 뚫려 있는 모습이다. 마치 UFO가 구름을 뚫고 이륙해 올라간 흔적으로 보이기도 한다. 물론 이 구름 자체는 실재하는 현상이다. 얇은 구름층이 형성되고 그 중의 일부에서 형성된 빙정이 자기 무게를 이기지 못하고 하강하면서 주변의 수증기를 흡수한다는 것.
5. 여담
구름의 색이 하얀 이유는, 대개 구름은 태양광을 산란하기 때문이다. 그러나 충분히 많은 수증기가 모여 있다면, 오히려 태양광을 흡수함으로 인해 짙은 잿빛을 띠게 된다. 이것이 흔히 말하는 먹구름.
구름을 구성하는 물 입자는 대기와의 마찰과 구름 내부의 상승기류로 인해 쉽사리 떨어지지 않는다. 만일 이것들을 이겨낼 만큼 물 입자들이 충분히 병합되었다면, 그때부터는 지상으로 떨어지게 된다. 우리가 흔히 "비"라고 부르는 현상이 바로 이것. 그 외에도 바닷가 파도의 물보라에서 떨어져 나온 미세한 소금 입자, 적란운 꼭대기의 빙정 등이 비를 뿌리는 원인으로 지목되고 있다.
보통 물 입자가 구름을 형성하지만, 얼음 입자(빙정)가 구름을 형성하는 경우도 있다. 이렇게 구름이 형성되는 이론을 빙정설이라 부르며, 우리나라의 구름이 이렇게 형성된다.[7] 이런 구름은 대부분 지상으로부터 적어도 8~9km 이상으로 높이 떠 있다. 흔히 새털구름이라 부르는 권운이 바로 대표적인 사례. 아니면 위도가 높을 경우 기온이 낮아 빙정의 형태로 이루어진 경우가 많다. 보통 중위도나 고위도에서는 빙정이 구름을 이루고, 저위도에서는 미세한 물방울이 구름을 이룬다. 그 외에도 야광운이나 진주운 등 특이한 구름들은 최대 90km (!) 높이에서도 발생하는데, 미세한 화산재가 이들 구름을 형성한다는 설도 있다.
덧붙여 동양 문학에서 구름은 대체로 부정의 뜻으로 쓰인다. 예외의 경우도 많긴 하지만. 그 이유는 '''임금'''을 상징하는 '''해'''를 가리는 존재이기 때문. 따라서 간신배, 아첨꾼을 빗대어서 구름이라고도 한다.
아동용 매체(동화, 만화, 영화 등)에선 구름위에 생물체가 올라타는 묘사가 많다. 당연히 구름은 밀도가 굉장히 낮기 때문에 실제로는 불가능하다. 즉 구름으로 내려가면 그냥 떨어진다는 소리다. 하늘에서 떨어질 때 구름이 모여있는 곳을 지나가면서 잠시 흐려지는 식으로 장면을 묘사하는 만화도 많다. 근두운도 시전자의 몸을 구름보다 가볍게 만들어서 올라탈 수 있게 만드는 거지 구름이 뭔가 탈 수 있게 변하는 게 아니다. 그 외에도 마치 구름을 양털이나 솜사탕처럼 묘사하는 경우도 있다.
주로 여름 저녁에 보이는 현상으로, 비교적 고층까지 올라가는 고적운 등이 태양빛을 받아 노을빛으로 붉게 빛나기도 한다. 그런 구름이 하늘 가득 끼어 있을경우, 마치 하늘이 붉게 물든 듯 기묘한 광경이 연출된다.
위 현상과 간혹 헷갈릴 수 있는 것으로, 구름이 잔뜩 낀 밤하늘이 불그스름한 때가 가끔 있다. 이는 하늘에 낀 구름이 도시의 건물과 가로등 불빛 등을 반사해서 생기는 현상으로, 2000년대까지만 해도 대한민국에서 상당히 자주 볼 수 있었다. 특히 당시 한국의 가로등은 거의 대부분이 나트륨등이었기 때문에 파장이 긴 붉은색의 비중이 높았고, 빛이 구름에 반사되어 흩어질 때 파장이 긴 빛이 남는 물리적인 이유로 붉게 보였던 것이다. 이 현상은 특히 겨울에 자주 발생하는데, 구름 입자가 빙정이어서 빛이 더욱 잘 반사되기 때문이다. 당시 어린 시절을 보냈던 사람들 중에는 그런 날이면 벌건 하늘이 무서워서 고개를 들지 않았다는 회고담을 하기도 한다. 시간이 지나며 가로등이 나트륨등에서 LED로 바뀌는 등의 변화로 2010년대 이후에는 붉은색 대신에 구름의 색과 비슷한 어두운 회색으로 보이는 일이 많아졌기에 이제 일부 지역을 제외하면 붉게 흐린 밤하늘을 보기는 어려워졌다.
구름 중에는 상당히 비정형적이고 양털 같은 느낌의 것이 있고, 상당히 매끈하고 잘 빠진(…) 모양의 구름이 있다. 보통 전자보다 후자가 더 난류가 심하고 바람이 거세게 분다. 후자의 대표적인 사례로 삿갓구름과 렌즈구름, 특히 모닝글로리를 들 수 있는데, 이들 구름들은 비행기에게는 그 존재 자체로 이미 접근 금지 신호가 된다. 예컨대 삿갓구름은 뜨거운 공기가 어마어마한 속도로 상승하는 경우 나타나는 것이며,[8] 렌즈구름은 멀쩡히 날아가던 비행기조차 허공에서 산산조각낼 수 있는(!!) 강력한 바람인 산악파(mountain wave)를 품고 있다. 모닝글로리의 경우 겉보기엔 아름다워 보이지만 사실은 웬만한 슈퍼셀 중심부만큼이나 강력한 돌풍이 상시 휘몰아치는 무시무시한 구름으로, 난류 경보체계에서 최고등급인 "extreme" 의 위험도를 자랑한다. 혹시 경비행기를 소유한 위키러가 있다면 이 근처에서는 얼씬도 하지 말자.(…) [9]
비행기에게 구름은 마냥 낭만적이지만은 않다. 특히 적란운을 만나면 비행기들은 그 구름을 피해 우회하곤 한다. 왜냐하면 그 구름 속에는 강한 바람과 우박 등이 쏟아져 흘러 내리기 때문. 물론 항상 그런것은 아니기에 이러한 장관이 연출되기도 한다. 아마도 익단와류(wingtip vortex)라고 불리는 현상과 관계가 있다. 윙렛 문서를 참고.
화산폭발 등 큰 충격파가 발생하면 구름이 갈라질 수도 있다.영화 딥 임팩트에서도 혜성 충돌로 발생한 충격파가 반경 '''수백 킬로미터'''의 구름을 모조리 흩어놓는 장면이 나온다.[10]
[1] 장마철에 우울증 환자가 늘어나는 원인이다.[2] 상승하는 공기가 점차 기압이 낮아지면서 부피가 증가하고 기온도 낮아지는 현상.[3] 아래에서 다시 설명하겠지만, 산맥뿐 아니라 인간이 만든 건물도 충분히 영향을 줄 수 있다.[4] Richard hamblyn,'Invention of clouds',Picador,2002[5] 지난 2009년에 거친물결구름(Undulatus Asperatus)을 더 추가할 것인지의 여부가 제기되었으나 2015년까지 WMO에 의해 아직 확정되지는 않았으나, 2018년 기준 등재되었다.[6] 물론, 대부분 전망을 위해 높고, 넓고, 크게 짓는다.[7] 단순 물방울들이 모여서 무거워지면 떨어지는 비 형성 원리는 병합설이라 부른다.[8] 아래쪽의 화산폭발 움짤에서도 분출 기둥(eruptive column)의 꼭대기에 하얗게 눈처럼 쌓인 구름이 보이는데 이것 또한 삿갓구름이다.[9] 미국같은 경우 금수저가 아니라도 경비행기를 소유한 사람을 심심찮게 볼 수 있다. 경비행기 중고는 2만불 정도면 살 수 있는 것도 있다. 다만 유지보수와 격납공간을 찾는 것이 더 큰 문제로 작용한다. 라이센스 취득에 텍사스 같은 경우 만불 정도 든다. 대신 일정 비행시간을 채워야 하기에 시간채우는 것이 오히려 애로사항이다.[10] 당연히 이건 과장이 아니다.아니,축소했으면 축소했지 절대 과장이 아니다!애초에 백두산만한 혜성이 엄청난 속도로 직격했는데 안 흩어질 리가...