구름과 안개의 생성

핵심 정리

구름과 안개는 공기 중 수증기가 응결해 작은 물방울이나 빙정으로 모인 현상이다. 구름은 공기가 상승하며 냉각될 때 생긴다. 공기가 상승하면 주위 기압이 낮아져 부피가 커지고, 단열 팽창하면서 온도가 내려간다. 냉각된 공기가 이슬점에 이르면 수증기가 응결해 구름이 생긴다. 공기가 단열 팽창하면 온도가 낮아져 수증기가 응결하여 구름이 생긴다. 저기압 중심부에서도 상승 기류가 구름 형성에 관여한다. 안개는 지표면 가까이에 형성된 구름으로 볼 수 있다. 공기가 냉각되어 이슬점에 이르거나 수증기가 더해져 포화되면 안개가 생긴다. 해무는 바다에서 발생한 안개다. 따뜻한 공기가 차가운 수면 위로 이동할 때 생기는 해무는 지속 시간이 길고 안개층이 두꺼울 수 있다. 따뜻한 해수 위로 차가운 공기가 이동하면 해무가 생긴다. 안개는 복사 안개, 이류 안개, 전선 안개, 증발 안개, 활승 안개로 나뉘며, 유형마다 발생 조건이 다르다. 구름이 생기는 단열 냉각과 안개가 생기는 냉각은 모두 수증기의 응결과 연결되지만, 모든 대기 현상이 응결로 생기는 것은 아니다. 공기가 단열 팽창하면 온도가 내려간다. 단열 압축에서는 반대로 공기의 온도가 올라간다. 구름·안개의 형성 원리와 번개, 용오름, 무지개의 원리를 구분하고, 안개 유형은 발생 조건을 기준으로 판단한다.

자세히

공기 중 수증기가 응결하려면 공기가 냉각되거나 수증기가 더해져 포화 상태에 이르러야 한다. 지표면의 공기가 데워져 상승하거나, 산과 같은 지형을 따라 올라가거나, 공기가 모여드는 곳에서 상승하면 구름이 생길 수 있다. 따뜻한 공기와 찬 공기가 만나는 상황도 공기의 상승과 구름 형성에 관련된다. 공기가 상승하면 주변 기압이 낮아져 공기 덩어리가 팽창한다. 주변과 열을 주고받지 않는 단열 변화로 팽창하면 공기의 온도가 낮아진다. 온도가 이슬점에 도달하면 수증기가 응결하고, 작은 물방울이나 빙정이 모여 구름을 이룬다. 공기가 단열 팽창하여 냉각되면 수증기가 응결하여 구름이 생성된다. 이 과정을 순서대로 보면 공기 상승, 기압 하강, 단열 팽창, 기온 하강, 이슬점 도달, 수증기 응결, 구름 생성이다. 공기가 상승할 때 부피가 커지는 까닭은 주위 기압이 낮아지기 때문이다. 단열 팽창 뒤 기온이 내려가면 응결 조건에 가까워진다. 따라서 단열 팽창만으로 곧바로 구름이 생기는 것이 아니라, 냉각된 공기가 이슬점에 도달해 수증기가 응결해야 한다. 공기가 단열 압축되면 온도는 올라간다. 안개도 작은 물방울이 공기 중에 떠 있는 현상이다. 구름처럼 공기가 이슬점에 이르거나 수증기가 더해져 포화될 때 생길 수 있지만, 지표면 가까이에서 형성된다는 점이 구름과 다르다. 바다에서 발생한 안개는 해무라고 한다. 안개 유형을 판별할 때는 공기의 출발 위치와 이동 방향, 공기가 만나는 표면, 냉각 또는 수증기 공급의 원인을 차례로 살핀다.