강수의 성장 과정 및 대기 상태에 따른 강수의 형태

 

강수는 구름에서 떨어지는 물방울로 대기의 상태에 따라 다양한 형태로 지면에 내릴 수 있는데, 비, 이슬비, 박무, 눈 등이 그 예입니다.

 

보통의 구름 물방울은 지름이 0.05mm로 작아서 약 0.04km hr-1의 속도로 매우 천천히 떨어집니다. 구름 물방울은 구름 바닥을 벗어나는 순간 불포화 상태의 환경에 진입하게 되므로 땅에 닿기 전에 증발해 버립니다. 따라서 구름 물방울이 지면에 닿기 위해서는 더 크게 성장해야 합니다.

구름 내부에서는 하강 기류와 함께 상승 기류도 존재하는데 상승하는 경우에는 작은 물방울이 더 빨리 상승하여 큰 물방울과 충돌하여 병합될 수 있습니다. 강한 상승 기류를 갖는 두꺼운 구름 내에서는 구름 물방울이 구름 내에서 체류할 수 있는 시간이 길어져 구름 물방울이 빗방울로 성장할 수 있습니다.

 

비는 액체 상태의 물로 지름이 적어도 0.5mm 이상인 것을 의미하며 대부분의 비는 일반적으로 호우를 내릴 수 있는 적란운으로부터 기원합니다. 지름이 0.5mm보다 작은 경우는 이슬비로 분류되는데, 보통 층운 또는 난층운에서 내립니다. 지면에 닿을 수 있을 정도의 가장 작은 물방울을 포함하는 강수는 박무라고 합니다. 박무는 너무 작아서 물방울이 떠다니는 것처럼 보이며, 그 영향은 거의 감지 할 수 없는 수준입니다.

 

박무는 안개와 매우 닮았는데, 기상학에서 안개는 시정이 1km 미만일 때로 정의되며, 박무는 1km 이상일 때로 정의됩니다. 한편 강수는 구름을 벗어나 불포화 공기에 진입하면 증발하기 시작하는데, 대기의 습도나 빗방울의 크기에 따라서 강수가 지면에 닿기도 전에 완전히 증발하는 경우도 있습니다. 이런 현상은 꼬리구름이라는 형태로 관측됩니다.

 

눈은 눈송이 또는 눈송이의 집합체 형태의 강수입니다. 눈은 온도에 따라 성질이 조금 다른데 매우 낮은 온도에서는 개별 눈송이로 구성되어 가볍고 솜털 같은 느낌의 눈이 내립니다. -5℃보다 따뜻한 경우에는 눈송이가 서로 엉겨 붙어 일반적으로 크고 수분이 많은 눈으로 내리게 됩니다. 지면 근처의 얇은 층의 기온이 영상인 경우에는 눈이 완전히 녹지 않지만 매우 젖은 상태로 내리게 됩니다. 대기 조건에 따라서는 눈송이가 작은 과냉각수와 부딪히면서 계속 성장해 부드러운 얼음 알갱이 모양의 싸락눈이 될 수 있습니다. 싸락눈은 보통 닿으면 쉽게 깨집니다.

 

우박은 지름 5mm 이상의 딱딱하고 둥근 형태 혹은 불규칙한 덩어리 형태로 내립니다. 우박은 적란운에서 내리며 보통 강한 뇌우에서 만들어집니다. 싸리눈이나 작은 입자들이 결착할 수 있는 씨앗 역할을 합니다.

우박이 골프공 크기로 성장하기 위해서는 구름 내에서 5~10분 정도 체류해야 합니다. 우박은 구름 내에서 위아래로 왕복하며 성장하게 됩니다. 영하의 구름 상부에서는 과냉각수와 충돌하면서 급격한 결빙에 의해 기포들이 우박 내에 잔존하여 불투명한 얼음 띠를 만들며 성장하는데 이를 '마른 성장'이라고 부릅니다.

반면 영상의 구름 하부에서는 물방울들과 충돌하여 표면이 코팅되었다가 우박이 다시 영하의 구름 상부로 올라가면서 천천히 얼게 되어 기포가 빠져나가 투명한 얼음 띠를 형성합니다. 이를 '젖은 성장'이라고 부르는데 '마른 성장'과 '젖은 성장'에 따른 우박의 단면은 차이가 있습니다.

 

진눈깨비는 반투명한 얼음 알갱이로 이루어진 강수 형태이며, 어는 비는 과냉각수로 구성된 강수 형태입니다. 진눈깨비와 어는 비 모두 지면 근처에 빙점하의 층이 존재하는 온난전선을 따라 자주 관측됩니다. 두 형테의 강수 모두 눈으로 시작되지만, 진눈깨비는 중간에 얇은 따뜻한 층을 만나 녹았다가 두꺼운 빙점하의 층으로 들어서면서 다시 얼어 형성되는 반면, 어는 비는 중간에 두꺼운 따뜻한 층을 만나 녹았다가 얇은 빙점하의 층에 들어서서 과냉각 상태로 얼기 전에 떨어져 바닥에 닿자마자 얼면서 형성됩니다.

 

어는 비는 닿자마자 얼어 두꺼운 얼음 코팅을 만들어내는데, 지면이 매우 미끄러워지는 데다 나무나 전신주를 부러뜨리기도 하는 등 매우 위험한 형태의 강수입니다. 한편 어는 비와 비슷한 메커니즘으로 형성되는 상고대라는 현상이 있는데 표면 온도가 영하인 물체에 과냉각 안개 또는 구름 물방울이 얼어서 형성됩니다. 바람이 부는 경우에는 물체가 바람을 맞은 부분에만 상고대가 형성되기도 합니다.