먹구름이 검게 보이는 이유는?

 

 

 

 

 

안녕하세요. 유쾌발랄 화통이입니다. 비가 오기 전 하늘은 점점 어두워 지고 심상치 않은 하늘의 움직임도 보실텐데요. 맑은 하늘의 하얗고 뽀얀 구름과 대조되는 먹구름은 왜 이렇게 어둡게 보이는 것일까요?

 

구름의 생성원리

먹구름이 생기는 현상을 알기 위해서는 물방울이 모인 구름의 생성원리를 먼저 아셔야 하는데요. 물방울들이 모인 구름은 마치 솜사탕 같이 폭신할 것만 같은 느낌인데 비구름으로 돌변하는 순간 상당히 무서워지죠.

이런 큰 구름이 생기기 위해서는 대량의 물의 증발현상이 있어야 합니다. 강이나 호수, 바다에서 만들어진 물은 태양의 강한 열 에너지에 의해 증발되는데요. 물이 증발하고 공기 중으로 상승되면 물의 부피가 상승하게 됩니다. 상층부에 올라간 수증기는 응결되어 구름이 됩니다. 이러한 과정이 반복되다 구름이 크기가 점점 커지게 되고 환경에 따라 여러 형태의 모양을 가지게 됩니다.

 

 

 

 

 

빛이 산란되면?

 

빛은 공기 분자와 같이 매우 미세한 분자와 충돌할 때 모든 방향으로 편향되는데 이 현상을 산란(scattering)이라고 합니다.

예전에 하늘이 파랗게 보이는 이유에 대해 말씀드린 적이 있는데요.

 

가을 하늘이 높고 파란이유 http://www.finelfc.com/252

 

미세한 공기 분자는 파장이 긴 붉은 색 파장보다 상대적으로 파장이 짧은 푸른색 파장을 산란시키기 쉽기 때문에 우리의 눈에는 하늘이 푸른빛으로 보입니다.

 

구름은 각각 다른 크기의 물방울이 모여 산란되기 때문에 반드시 하얗게 보이는 것은 아닙니다. 얇은 구름의 경우에는 모든 파장의 빛이 반사되어 흰색으로 보이고 물방울의 밀도가 높아져 비가 내릴 정도의 구름이 두꺼워지면 통과되는 빛이 적어지게 됩니다. 따라서 구름 아랫면에 도달하는 빛의 양이 줄게 되어 어둡게 보이게 되는데요. 이 때의 구름이 바로 먹구름입니다. 

구름 물방울의 크기가 점점 더 커지게 되면 비가 내리가 되는 것이죠.

 

 

이렇게 설명드리면 많은 분들이 두꺼운 뭉게 구름은 왜 하얗게 보이나요? 하고 궁금해 하실텐데요. 뭉게 구름은 구름 밑부분이 편평하고 맑은 날 지면에 열이 공기를 상승시키면서 만들어지는 구름입니다. 구름은 두껍지만 거의 작은 물방울로 연직으로 발달되어 있기 때문에 구름 속을 지나온 빛을 통해 보는 것이 아니라 구름 편평한 표면에서 산란된 부분을 우리 눈으로 보게 됩니다. 따라서 대부분 하얗게 보이는데요. 태양의 위치에 따라 까맣게 보일 수도 있고 하얗게 보일 수도 있다고 합니다.

 

오늘은 강풍때문에 구름 한 점 없이, 미세먼지 없이 파란 하늘이 보이는데 미세먼지없이 파란 하늘의 흰구름을 볼 수 있는 날이 많아졌으면 좋겠다는 생각이 드네요^^ 다음번에 이어질 화통이의 과학이야기도 기대해주세요^^

 

 

블로그 이미지

화통이

소통이와 화통이가 전하는 화학 이야기. 세상에 빛을 더하는 정밀화학 이야기를 들려 드립니다 :) Leading Fine Change

가을하늘, 높고 푸른 하늘색의 비밀은?

 

 

안녕하세요! 롯데정밀화학 유쾌발랄소화제의 소통이입니다. 갑자기 애국가가 생각나네요. 가을하늘 공활한데 높고 구름없이~ ♪  요즘 가을하늘의 모습과 딱 맞는 가사죠? 아침 저녁으론 쌀쌀하지만 점심 때는 굉장히 화창한 가을날씨가 계속되고 있습니다. 피크닉 가고싶은 날씨네요! 왜 가을하늘은 유난히 더 높고 더 푸른 하늘색을 띄고 있을까요?  

 

왜 가을하늘은..?

 

 

 

가을하늘이 더 높고 더 푸른 하늘색을 띄는 이유는 가을의 기압상태와 관계가 있습니다. 

가을에는 고온건조한 기운이 우리나라에 영향을 끼치게 되는데요. 대기가 건조한 경우 대기 중에 있는 수증기들이 상대적으로 줄어든다는 의미이고, 그로 인해 파란색이 더 많이 산란되어 다른계절보다 더 파랗게 보이는 것입니다.

우선 빛의 산란에 대한 이해가 먼저 필요할 것 같죠?

 

빛의 산란만 기억하면 끝.

 

빛의 산란이란, 태양빛이 어떤 입자와 충돌하여 여러방향으로 흩어지는 현상을 말합니다. 좀 더 자세히 이야기해보면, 태양빛이 지구로 들어오면서 지구를 둘러싼 대기입자와 충돌하면서 대기입자는 진동하게 되는데, 진동하면서 사방으로 빛도 함께 내보내게 되는 것을 빛의 산란이라고 하는거죠.

 

빛은 적외선, 가시광선, 자외선 등 전자기파를 통틀어 이야기하는 것인데요.

그 중에서도 우리는 가시광선에 집중할 필요가 있습니다.

 

가시광선은 우리 눈으로 볼 수 있는 빨-주-노-초-파-남-보 무지개 색의 파장을 가지고 있는 것인데요. 아래의 이미지처럼 가시광선 중에서도 적색 쪽이 파장이 가장 길고 보라색 쪽의 파장이 짧습니다. 파장이 짧은 쪽이 산란이 잘 되기 때문에 우리는 푸른빛의 하늘을 볼 수 있었던 거죠. 파장이 긴 적색은 대기를 통과하게 되는거구요.

그렇다면 왜 파장이 가장 짧은 보라색이 아닌 푸른색의 하늘을 보는 걸까요? 보랏빛은 광량이 적어서 대기를 쉽게 통과하지 못한다는 사실!

 

또한, 대기에 수증기와 미세먼지 같은 입자가 많다면, 파장이 짧은 빛 뿐만 아니라 파장이 긴 빛들조차 산란되어져 흐릿한 회색이 되어버립니다. 푸른하늘의 필수조건은 대기 중의 적은 먼지와 건조함이었네요!

  

 ※ 우주는 왜 검은걸까요?

산란될 공기가 없기 때문입니다. 태양빛과 부딪힐 대기가 없으니 검을 수밖에요!

 

아침과 저녁 하늘이 붉은이유는?

 

해가 뜨고 질 때 하늘은 붉어지죠~ 그 이유도 빛의 산란 때문인데요. 아침과 저녁에는 태양의 고도가 낮아지면서 대기층도 두꺼워지고 햇빛의 경로가 훨씬 길어지게 된다고 해요. 빛의 경로가 길어지면 태양으로부터는 멀어지게 되기 때문에 짧은 파장의 푸른색은 두꺼운 대기층을 뚫지 못하고 긴 파장의 붉은색만 통과되어 우리앞에서 산란을 일으킨다고 합니다.

 

대기에 수증기가 너무 없어서는 안되고 비교적 입자가 큰 수증기가 있어야 구름도 만들어져 아름다운 노을이나 석양을 볼 수 있다고 하니 멋진 하늘을 사진찍을 때는 대기상태에 관해 한번쯤은 생각해볼 수 있을 것 같습니다+_+

 

 

블로그 이미지

화통이

소통이와 화통이가 전하는 화학 이야기. 세상에 빛을 더하는 정밀화학 이야기를 들려 드립니다 :) Leading Fine Change

티스토리 툴바