추운 날 하얀 입김, 남극에선 왜 잘 안 보일까요?

입김의 하얀 부분을 수증기라고 부르기 쉽지만, 수증기는 기체라서 눈에 보이지 않아요. 우리가 보는 건 수증기가 식어서 생긴 아주 작은 물방울이에요.

폐에서 나온 숨은 체온에 가까울 만큼 따뜻하고 수증기도 듬뿍 품고 있어요. 공기가 품을 수 있는 수증기의 양은 온도에 따라 크게 달라져서, 1세제곱미터에 40도에서는 50g쯤이지만 10도에서는 10g 남짓으로 줄어요. 따뜻한 숨이 찬 바깥 공기와 섞여 갑자기 식으면 더는 품지 못한 수증기가 물방울로 바뀌어요. 물방울 하나는 아주 작지만 수없이 모이면 빛을 사방으로 흩어 하얗게 보여요. 구름과 안개가 하얀 것도 같은 원리예요.

수증기가 남는다고 저절로 물방울이 되지는 않아요. 공기 속을 떠다니는 아주 작은 알갱이가 있어야 그 둘레에 수증기가 모여 물방울이 돼요. 흙먼지, 바다에서 날아온 소금 알갱이, 자동차 배기가스에서 나온 미세한 입자 같은 것들이에요.

우리가 사는 도시나 동네 공기에는 이런 알갱이가 늘 넉넉해요. 그래서 기온이 조금만 내려가도 입김이 금방 하얗게 보여요. 같은 추위라도 공기가 아주 건조하면 남는 수증기가 적어 입김이 흐릿하고 빨리 사라져요.

일본 국립극지연구소 남극·북극과학관은 남극 쇼와 기지가 영하인 날에도 입김이 하얘지지 않는다고 소개해요. 남극 공기가 아주 깨끗해서 물방울의 중심이 될 알갱이가 드물기 때문이에요. 땅이 얼음으로 덮여 흙먼지가 적고, 사람과 자동차도 거의 없어요.

재미있게도 설상차가 지나가면 배기가스 속 알갱이가 한꺼번에 늘어나 그제야 입김이 하얘진다고 해요. 그러니 동네에서 하얀 입김이 잘 보인다면 날이 추워졌다는 뜻이면서, 공기 속에 그만큼 작은 알갱이가 떠다닌다는 뜻이기도 해요. 차가운 유리창에 입김을 불면 뿌옇게 김이 서리는 것도 식은 숨 속 수증기가 물방울로 바뀐 거예요.