구름이란?

구름이란?

 구름은 공기 중에 떠 있는 수많은 물방울과 작은 얼음 알갱이가 모여서 우리의 눈에 보이는 것이다. 이 물방울과 얼음 알갱이들은 먼지나 화분, 화산재, 무기질 조각 또는 유기 물질이나 무기 물질의 미세한 입자들로 이루어진 응결핵 주위에 응결된 것이다. 구름이 만들어지려면 공기가 수증기로 포화하는 온도인 이슬점 온도까지 기온이 내려가야 한다. 즉 공기의 습도가 100%가 되어야 한다. 구름 방울은 그 지름이 단지 수 마이크로미터에 지나지 않아, 한 방울의 빗방울이 되기 위해서는 100만 방울가량의 구름 방울들이 뭉쳐야 한다.

구름은 왜 떠다니나?

 구름 속의 작은 물방울들도 지구 중력의 영향을 받기 때문에 실제로는 땅으로 떨어진다. 하지만 이 물방울의 질량이 너무 작아 아주 미약한 중력만이 작용하기 때문에 매우 천천히 낙하한다. 또한 바람과 기압이 구름 속의 물방울을 공기 중에 떠다니도록 한다. 바람이 불지 않는다고 가정하면, 구름 속의 물방울들은 시속 약 9m의 속도로 낙하한다.

과냉각수란?

 과냉각수는 기온이 어는점보다 낮은 상태에서도 얼지 않고 액체 상태로 남아 있는 물이다. 과냉각수로 이루어진 구름 속을 비행하는 항공기는 잠재적으로 재해에 노출된다. 왜냐하면 얼음이 낀 날개와 프로펠러가 제대로 움직이지 않을 수 있기 때문이다. 만약 안개처럼 지표면 근처에서 형성되면, 과냉각수가 도로 위에 얼음층을 만들어 운전하기에 매우 위험한 도로 상황을 만든다. 반면, 과냉각수가 나무나 초목들을 반짝거리는 얼음층으로 뒤덮으면 겨울 풍경은 마치 동화의 나라처럼 매우 아름답게 변한다. 

비행기는 어떻게 구름을 만드나?

 대기가 수분을 충분히 함유하고 있으면 비행기의 배기가스는 가끔 비행운이라고 불리는 응결 흔적을 남긴다. 비행운은 좁은 선처럼 생긴 구름으로, 일반적으로 쉽게 증발한다. 하지만 주변 공기가 수증기로 포화 상태에 가까워지면 비행운은 권운으로 바뀐다.

비행운이란?

 비행운은 '응결 흔적'의 줄임말이다. 비행운은 제트 엔진을 단 한 공기가 높은 고도에서 비행할 때 배기가스가 주변 공기와 만나서 응결된 수증기로 만들어진다. 비행운을 최초로 연구한 것은, 비행운 때문에 B-29 폭격기의 위치가 드러날 수 있다는 우려가 있었던 제2차 세계대전 때였다. 최근에는 기후학자들이 비행운의 지구 온난화에 미치는 영향을 연구하면서 또다시 세간의 관심을 얻게 되었다. 이들의 연구에 따르면, 비행운이 있는 곳에는 지구 온난화에 기여하는 권운의 생성이 증가한다. 또한 과학자들은 제트 엔진의 배기가스에 포함된 일부 화학 물질들이 하층 대기 내의 화학 반응에 악영향을 미칠 수 있다고 우려한다.

에이킨 핵이란?

 공기는 아주 작은 입자들로 가득 채워져 있고, 수증기가 그 입자에 응결하여 구름을 만든다는 사실을 발견한 사람은 스코틀랜드의 물리학자인 존 에이킨이다. 우리가 일반적으로 부르는 응결핵의 공식적인 이름은 에이킨 핵이다.

안개상자란?

 안개상자는 원래 방사능을 연구하기 위하여 설계되었다. 1912년에 안개상자를 발명한 스코틀랜드 물리학자인 찰스 윌슨은 이 발명으로 1927년 노벨 물리학상 수상자가 되었다. 그 과정은 다음과 같다. 수증기로 포화 상태인 유리로 만든 안개상자를  단열 팽창시켜 안개상자 안을 과포화 상태로 만든다. 이때 안개상자를 통해서 지나가는 이온화된 입자들은 수증기가 응결할 수 있는 응결핵으로 작용하여 입자들이 지나가는 궤적을 따라 안개가 생긴다. 이런 과정을 통해 물리학자들은 입자들을 볼 수 있게 되었고, 입자의 운동 형태를 연구할 수 있었다.