May 31, 2026 English Reading

원문

https://www.snexplores.org/article/how-clouds-form-types-shapes

해석

몇몇 구름은 평평하다. 또 다른 구름들은 부풀어있다. 또 다른 구름들은 예쁘며 해돋이 혹은 일몰에 빨간색 또는 주황색으로 변한다. 다른 구름들은 폭풍우가 치는 날씨라는 신호를 보내며 비, 우박 혹은 눈을 통해 강수을 제공한다. 기상학 혹은 날씨 관측자들은 구름을 예측하는데 많은 시간을 소모한다. 구름은 요오름과 허리케인부터 비와 눈보라까지 모든 기상 시스템의 뒤에 있기 때문이다. 기술적으로 말하자면, 구름은 에어로졸이라는 공기 내에 들어있는 고체 혹은 액체 상태의 입자 덩어리일 뿐이다. 일부 구름 안에 이 에어로졸은 산불 연기 혹은 사막 먼지의 일부가 될 수도 있다. 하지만 대부분의 구름들은 물로 구성되어 있다. 전형적인 구름의 작은 물방울은 지름이 단 20 마이크로미터이다. 이것은 빗방울의 크기보다 1000분의 1 이하인 크기이다. 구름의 물방울은 굉장히 작기 때문에, 굉장히 가볍다. 그리고 왜 구름이 떠다니는지에 대한 이유 중 하나이기도 하다. 이 작은 물방울들은 증발을 통해 형성되기 시작한다. 증발은 액체 상태의 물 분자들이 에너지를 얻어 가스 형태로 합쳐질 때 일어난다. 태양에서 나오는 에너지는 바다, 호수, 강 뿐만 아니라 땅에 스며들어 있는 물 분자에도 열을 가한다. 일부 물 분자들은 다른 분자들보다 더 뜨거워지고 에너지를 얻는다. 가장 에너지를 많이 얻은 분자들이 가스가 되고 이것을 수증기라고 부른다. 대부분의 공기는 N2 혹은 두 개의 질소 원자 덩어리로 구성되어 있다. 수증기의 분자는 질소 분자보다 더 적은 무게가 나간다. 이것 또한 왜 구름이 떠다니는지에 대한 이유 중 하나이다.

우리는 구름을 왜 볼 수 있는가?

우리는 스스로 내는 수증기를 볼 수 없다. 구름은 수증기가 합쳐거나 액체 상태로 돌아갈 때 볼 수 있게 된다. 이것은 수증기가 대기중으로 올라가기에 충분해질 때 일어난다. 중력은 이 물방울들을 땅에서부터 끌어올린다. 하지만 공기중으로 올라오고 있는 작은 물방울들은 공기중에서 형태를 유지하기엔 너무 작다. 구름 한개의 무게는 10,000,000kg으로 굉장히 무겁지만  그럼에도 구름 바깥 공기가 조금 더 무겁다. 그래서 구름이 떠다닐 수 있다. 가끔 수증기는 더 높게 올라간다. 지면에서 12,200m 위 평균 온도는 섭씨 -57도이다. 이곳에서는 굉장히 차가운 물방울들로 구름이 형성된다. 일부 물들은 굉장히 작은 얼음 결정으로 변한다. 이것이 왜 구름이 고지대에서 부풀 수 없는지에 대한 이유이다. 그들은 액체상태의 물방울로 형성되지 않았다. 얼음 결정들로 만들어진 구름은 흐릿하고 뿌옇게 보인다.

다른 유형의 구름

몇몇 구름은 지면 근처에서 형성된다. 안개는 지면 위에서 형성되는 구름이다. Austin의 Spectrum News Taxas의 기상학자인 Brandon Richards는 우리가 안개를 볼 때 그것은 굉장히 단순한 구름이라고 메시지를 작성했다. 안개는 공기가 포화상태일 때 일어난다. 이것은 공기가 가능한 최대한 많은 물을 머금고 있다는 것을 의미한다. 추가적으로 물을 더 응축하면 구름이 형성된다. 안개는 층운 중 하나이다. 층운이라는 단어는 “layer”라는 라틴어에서 유래되었다. 다른 층운들은 지면 위 수천미터 위에서 형성되는 구름들을 의미할지도 모른다. 그들은 보통 평평하다. 여름 하늘에는 부풀어 있는 구름들이 있을지도 모른다. 이 적운들의 모양을 관찰하는 것이 재밌을 것이다. 이 구름들은 주로 지면 위 2 ~ 3 km 정도의 거리에서 형성된다. 그들은 주로 따뜻한 공기 덩어리들이 위로 상승할 때 함께 나타난다. 일반적으로 구름 중 가장 높은 곳에서 형성되는 구름 중 하나는 권운이다. 그들은 지면에서 9,100m 혹은 그 이상에서 형성된다. 이 높이에서 그들은 얼음 결정으로 구성되며 머리카락같이 가는 형태를 띈다. 구름 중 다른 유형은 동시에 나타날 수 있다. 그리고 일부 구름은 실제로 다른 유형의 구름들이 합쳐진 것이다. 권층운은 권운처럼 가늘지만 층운처럼 평평하며 층이있다. 층적운은 층이 있으나 조금만 부풀어있다.

희귀한 구름

일부 구름들은 특이한 방법으로 형성된다. 야광운을 생각해보자. noctilucent라는 단어는 야광을 의미하는 라틴어에서 유래되었다. 지구에서 가장 높은 구름인 이것은 지면 위로 76에서 85 km에서 형성된다. 고지대처럼 수증기가 조금밖에 없다. 그럼 구름이 어떻게 형성되는 것일까? 답은 유성진연에 있다. 유성은 대기권에서 불타며 연기 입자들을 남긴다. 물방울들은 이 입자들에 달라붙어 얼음 결정으로 변한다. 그리고 높은 곳에서 이 구름들은 태양빛을 받는다. 이 구름들은 푸른빛으로 반짝이며 어둠 안에서도 빛난다. 이상한 구름들 중 다른 유형으로는 화재적란운이 있다. 산불은 많은 양의 연기를 만든다. 연기와 뜨거운 가스들이 상승하면서 뇌운을 형성한다. 이 구룸들로부터 산불은 가끔 그들 자신의 뇌우, 폭풍 혹은 파이어네이도를 만들어낸다.

강수와 뇌우

강수는 구름이 물을 더 이상 머금을 수 없을 때 발생한다. 작고 가벼운 구름은 물방울을 합쳐 더 큰 물방울을 만든다. 더 무거워진 물방울들은 비가 된다. 가끔 구름이 차가워질 때 비슷한 현상이 일어난다. 작고 차가운 물방울들은 서로 합쳐져 얼음 결정을 형성한다. 이것은 겨울에 눈송이가 만들어지는 원리를 설명한다. 눈은 비보다 더 느리게 내린다. 빗방울이 초당 10m로 빠르게 떨어지는 동안 눈송이는 초당 0.4에서 1.8m 속도로 느리게 내리는 경향이 있다. 뇌우는 위험한 강수를 제공한다. 이것은 적란운에서 나타난다. 과학적으로는 뇌운이라고 불린다. 뇌운은 적운에서 시작된다. 뜨겁고 습한 공기가 성장을 도와준다. 일부 뇌운은 16km까지 올라갈 수 있다. 이 구름들의 윗부분은 얼음으로 구성되어 있으며 아래부분은 물방울로 구성되어 있다. 적란운은 번개와 천둥을 만들어낸다. 그들은 거대하기 때문에, 그들이 떨어지기 전에 물방울들을 굉장히 높은 곳까지 들어올릴 수 있다. 이것은 우박이 어떻게 형성되는지를 설명한다. 높은 곳까지 올라온 물방울들은 얼음 알갱이로 변한다. 더 많은 물방울들이 얼음 알갱이로 변할수록 우박도 성장한다. 일부 뇌운은 농구공 혹은 그것보다 더 큰 얼음 덩어리들을 만들어낸다. 극도로 거대한 뇌운은 뇌우가 된다. 이것은 뇌운이 회전하는 것이다. 바람이 변하면 구름의 각각 다른 층들이 다른 방향에서 부는 바람을 맞게된다. 이것은 구름 전체가 회전하는 원인이다. 뇌우는 가끔 토네이도를 만들어낸다. 하지만 함정이 있다. 가끔, 구름은 폭풍의 강도에 제한을 갈 수 있다. Joey Krastel은 그 이유에 대해서 가볍고 얇은 구름들 조차도 태양빛에 지면에 닿는데 영향을 미칠 수 있다고 설명했다. 그는 Hanover Emergency Management의 Maryland 부서에서 기상학자로 근무하고 있다. 만약 당신이 비행기 창밖을 바라보면, 가끔 지면에 나타나는 구름의 그림자를 볼 수 있다. 그것은 지면까지 닿는 태양빛을 구름이 어느정도로 유지하고 있는지에 대한 하나의 신호이다. 더 적은 태양빛은 지구의 표면을 차갑게한다. 현재 물을 증발하게하는 에너지가 더 적어지고 있다. 덜 뜨겁고 습한 공기는 태풍이 쉽게 형성될 수 없게한다. Krastel은 태풍이 발생하는 동안, 두꺼운 구름들이 하늘을 덮는 것은 표면에 열이 가해지는 것을 제한하고 태풍의 에너지와 잠재력을 줄일 수 있게 해준다고 밝혔다. 이것이 폭풍우가 치는 날에는 보통 햇빛이 자주 나타나는 이유이다. 햇빛이 실제로는 태풍을 도와준다는게 이상하게 들릴 수도 있으나 사실이다. 더 많은 공기는 햇빛에 의해 열이 가해지며 더 상승하고 더 큰 태풍을 만들어낼 수 있다.

GPT 첨삭

어떤 구름은 평평하고, 어떤 구름은 솜처럼 부풀어 있다. 또 어떤 구름은 해돋이와 해질녘에 주황색이나 붉은색으로 물들어 아름다운 모습을 보여 준다. 반면 어떤 구름은 폭풍우가 다가오고 있음을 알리며 비, 우박, 눈과 같은 강수를 만들어 낸다.

기상학자, 즉 일기예보관들은 구름을 예측하는 데 많은 시간을 쏟는다. 토네이도와 허리케인부터 비바람과 눈보라에 이르기까지 모든 폭풍 시스템이 구름과 밀접한 관련이 있기 때문이다.

엄밀히 말하면 구름은 에어로졸(aerosol)의 덩어리에 불과하다. 에어로졸은 공기 중에 떠다니는 아주 작은 고체 또는 액체 입자를 말한다. 일부 구름 속 에어로졸은 산불에서 발생한 연기나 사막의 먼지일 수도 있다.

하지만 대부분의 구름은 물로 이루어져 있다. 일반적인 구름 물방울의 지름은 약 20마이크로미터(0.00008인치)에 불과하다. 이는 평균적인 빗방울 크기의 1,000분의 1보다도 작다. 구름 물방울은 매우 작기 때문에 무척 가볍고, 이것이 구름이 떠다니는 이유 중 하나다.

이 물방울들은 증발 과정을 통해 형성되기 시작한다. 증발은 액체 상태의 물 분자가 에너지를 얻어 기체 상태로 변하는 현상이다. 태양 에너지는 바다, 호수, 강뿐 아니라 지표면의 물까지 가열한다. 일부 물 분자는 다른 분자보다 더 많은 열에너지를 얻게 되고, 가장 많은 에너지를 얻은 분자들은 수증기라는 기체가 된다.

대기 대부분은 N₂, 즉 두 개의 질소 원자가 결합한 분자로 이루어져 있다. 수증기 분자는 질소 분자보다 가볍다. 이것 역시 구름이 떠다니는 이유 가운데 하나다.

우리는 왜 구름을 볼 수 있을까?

수증기 자체는 눈에 보이지 않는다. 구름은 수증기가 응결하여 다시 액체 상태로 변할 때 비로소 보인다.

이 과정은 수증기가 대기 중 높은 곳까지 올라가 식으면서 일어난다. 중력은 물방울을 아래로 끌어당기지만, 물방울이 워낙 작기 때문에 상승하는 따뜻한 공기가 그것들을 공중에 떠 있게 만든다.

심지어 하나의 구름 무게가 수천만 킬로그램에 달하더라도, 구름 바깥 공기가 조금 더 무겁기 때문에 구름은 떠 있을 수 있다.

때로는 수증기가 훨씬 더 높은 곳까지 올라간다. 지상 약 12,200m(40,000피트) 높이에서는 평균 기온이 영하 57℃ 정도다. 이곳은 액체 물방울이 형성되기에는 너무 춥기 때문에 물은 작은 얼음 결정으로 변한다.

그래서 높은 고도의 구름은 솜처럼 부풀어 있지 않다. 액체 물방울이 아니라 얼음 결정으로 이루어져 있어 가늘고 깃털 같은 모습으로 보인다.

다양한 종류의 구름

일부 구름은 지면 가까이에서 형성된다. 안개는 지면에서 형성되는 구름이다.

텍사스주 오스틴의 Spectrum News Texas 기상학자 브랜던 리처즈는 “우리가 보는 안개는 단순히 지표면에 있는 구름일 뿐”이라고 설명했다.

안개는 공기가 포화 상태일 때 발생한다. 즉 공기가 머금을 수 있는 최대한의 수분을 포함하고 있다는 뜻이다. 남는 수분이 응결하면서 구름이 형성된다.

안개는 층운(Stratus)의 한 종류다. Stratus는 라틴어로 “층(layer)”을 의미한다. 다른 층운들도 지상 수천 미터 상공에서 형성될 수 있으며, 대체로 평평한 모양을 띤다.

여름 하늘에는 부풀어 오른 적운(Cumulus)이 자주 보인다. 사람들은 이런 구름을 보며 다양한 모양을 상상하곤 한다. 적운은 보통 지상 수 킬로미터 높이에서 따뜻한 공기 덩어리가 상승하면서 만들어진다.

가장 높은 곳에서 형성되는 대표적인 구름은 권운(Cirrus)이다. 권운은 약 9,100m(30,000피트) 이상의 고도에서 형성되며, 얼음 결정으로 이루어져 있어 가늘고 머리카락 같은 모양을 보인다.

여러 종류의 구름은 동시에 존재할 수 있다. 또한 어떤 구름은 여러 유형이 결합된 형태이기도 하다.

권층운(Cirrostratus)은 권운처럼 가늘지만 층운처럼 평평하고 층을 이룬다. 층적운(Stratocumulus)은 층 구조를 가지면서도 약간 부풀어 있는 모습을 보인다.

희귀한 구름

어떤 구름은 매우 특이한 방식으로 형성된다.

대표적인 예가 야광운(Noctilucent Cloud)이다. Noctilucent는 라틴어로 “밤에 빛나는”이라는 뜻이다. 야광운은 지상 약 76~85km 높이에서 형성되는 지구에서 가장 높은 구름이다.

그렇게 높은 곳에는 수증기가 거의 없는데, 어떻게 구름이 생길 수 있을까?

정답은 유성 연기(meteor smoke)다.

유성은 이 영역의 대기에서 타면서 미세한 연기 입자를 남긴다. 물방울은 이러한 입자에 달라붙어 얼음 결정이 된다. 또한 매우 높은 곳에 있기 때문에 해가 진 뒤에도 햇빛을 받을 수 있다. 그래서 야광운은 푸른빛으로 반짝이는 발광 커튼처럼 보인다.

또 다른 특이한 구름은 화재적란운(Pyrocumulonimbus)이다.

산불은 엄청난 양의 연기를 만들어 낸다. 뜨거운 연기와 가스가 상승하면서 거대한 뇌운을 형성할 수 있다. 이 구름은 자체적으로 뇌우, 강풍, 심지어 화염 토네이도까지 만들어 내기도 한다.

강수와 뇌우

강수는 구름이 더 이상 물을 머금을 수 없을 때 발생한다.

작고 가벼운 구름 물방울은 서로 합쳐져 더 큰 물방울이 된다. 충분히 무거워진 물방울은 비로 떨어진다.

추운 환경에서도 비슷한 일이 일어난다. 차가운 물방울들이 합쳐져 얼음 결정을 형성하고, 이것이 겨울철 눈송이의 시작이 된다.

눈은 비보다 훨씬 천천히 떨어진다. 빗방울이 초속 10m 정도로 떨어질 수 있는 반면, 눈송이는 초속 0.4~1.8m 정도로 천천히 내려온다.

뇌우는 위험한 강수를 동반할 수 있다. 이러한 폭풍은 적란운(Cumulonimbus)에서 발생한다. 적란운은 뇌운(thundercloud)의 정식 명칭이다.

적란운은 지면 가까이에 있는 적운에서 시작한다. 따뜻하고 습한 공기가 구름을 더욱 크게 성장시킨다. 일부 뇌운은 높이 16km에 달하는 거대한 탑 모양으로 자라기도 한다.

구름의 윗부분은 얼음으로 이루어져 있지만 아래쪽은 물방울로 구성된다.

적란운은 천둥과 번개를 만들어 낸다. 또한 매우 높이 성장하기 때문에 물방울을 높은 상공까지 끌어올릴 수 있다. 이것이 우박이 만들어지는 방식이다.

높은 곳으로 올라간 물방울은 얼어 작은 얼음 알갱이가 된다. 이후 더 많은 물방울이 얼어붙으면서 우박은 점점 커진다. 어떤 뇌운은 야구공 크기 이상의 거대한 우박을 만들어 내기도 한다.

가장 강력한 뇌운은 슈퍼셀(Supercell)이 된다. 슈퍼셀은 회전하는 뇌운이다. 서로 다른 방향으로 부는 바람이 구름의 각 층을 밀어내면서 구름 전체가 회전하게 된다. 슈퍼셀은 때때로 토네이도를 발생시킨다.

구름이 폭풍을 약하게 만들기도 한다

하지만 흥미로운 점이 있다. 구름은 폭풍을 만들기도 하지만 폭풍의 세기를 약하게 만들 수도 있다.

메릴랜드 비상관리국의 기상학자 조이 크래스텔은 “얇고 가벼운 구름조차도 햇빛이 지면에 도달하는 양에 영향을 줄 수 있다”고 설명한다.

비행기 창밖을 보면 구름이 지면에 드리운 그림자를 볼 수 있다. 이는 구름이 햇빛을 얼마나 차단하는지 보여 주는 한 가지 예다.

햇빛이 줄어들면 지표면은 더 차가워진다. 그러면 물을 증발시키는 에너지도 줄어든다. 따뜻하고 습한 공기가 부족해지면서 폭풍은 쉽게 형성되지 못한다.

크래스텔은 “폭풍이 발생하는 동안 두꺼운 구름층은 지표면 가열을 제한하고 폭풍의 에너지와 잠재력을 감소시킬 수 있다”고 설명했다.

그래서 가장 강한 폭풍이 발생하는 날은 의외로 맑은 햇빛으로 시작하는 경우가 많다.

햇빛이 오히려 폭풍을 돕는다는 사실은 이상하게 들릴 수 있다. 하지만 사실이다. 태양에 의해 공기가 더 많이 가열될수록 더 강하게 상승할 수 있고, 그 결과 더 큰 폭풍으로 성장하게 된다.

몰랐던 단어

• outbreak: 발생
• evaporate: 사라지다, 증발하다
• intensity: 강도
• but there’s a catch: 함정이 있다
• tornado: 토네이도, 용오름
• occasionally: 가끔
• blow: 바람이 불다
• rotate: 회전하다
• hailstorm: 우박
• pellet: 알갱이
• cumulonimbus cloud: 적란운
• cumulus cloud: 적운
• glide: 미끄러지듯이 움직이다
• plummet: 급락하다
• snowflake: 눈송이
• coalesce: 병합하다
• thundercloud: 뇌운
• pyrocumulonimbus: 화재적란운
• glom: ~에 달라붙다
• meteor smoke: 유성진연
• altitude: 고도
• noctilucent cloud: 야광운
• weird: 기이한
• stratocumulus: 층적운