제 88호과학3분조회 32
발행 · 잡학서고 별관
같은 구름인데 비구름은 왜 시커멀까요?
비행기 창밖으로 내려다본 비구름은 전혀 다른 색이라는데, 무엇이 다를까요?
구름이 하얀 건 구름 속 물방울이 햇빛의 모든 색을 거의 똑같이 흩어 보내기 때문이에요. 비구름이 시커멓게 보이는 건 구름 색이 바뀌어서가 아니라, 구름이 두꺼워서 바닥까지 햇빛이 거의 내려오지 못하기 때문이에요.
하늘은 파란데 구름은 하얀 건
맑은 하늘이 파란 건 공기 알갱이가 아주 작아서 파란빛을 다른 색보다 많이 흩어 보내서예요. 구름 속 물방울은 그보다 훨씬 커서 빨강, 초록, 파랑을 가리지 않고 거의 똑같이 흩어 보내요.
수많은 물방울에 이리저리 튕긴 빛이 다시 섞이면 처음 햇빛처럼 하얀색이 돼요. 그래서 구름은 하늘색을 띠지 않고 햇빛 색을 그대로 보여 줘요.
두꺼울수록 바닥이 어두워요
구름 속에서 흩어진 빛은 주로 위나 옆으로 다시 빠져나가요. 그래서 꼭대기와 옆면은 밝고, 바닥은 빛을 덜 받아요. 비구름은 높이 쌓여 두껍고 물방울도 크고 많아서 바닥까지 내려오는 햇빛이 훨씬 적어요. 비가 오기 직전 커진 물방울은 빛을 조금씩 흡수하기도 해서 더 어둡게 보여요.
땅에서 올려다보는 우리는 바로 그 그늘진 바닥을 보는 셈이에요.
위에서 보면 여전히 하얘요
비행기를 타고 구름 위로 올라가면 비구름도 꼭대기는 눈부시게 하얘요. 햇빛을 정면으로 받는 쪽이니까요. 같은 구름이 아래에서는 시커멓고 위에서는 하얀 거예요.
흐린 날 보이는 회색 구름은 구름 자체가 회색이라는 뜻이 아니라, 우리가 그 구름의 그림자 쪽에 서 있다는 뜻이에요. 산책하다가 구름 바닥이 점점 짙어진다면 구름이 그만큼 두껍게 자라고 있다는 뜻이니, 우산을 챙길 신호로 삼을 만해요.
회색 구름은 먼지 때문일까요
시커먼 구름을 보면 먼지나 매연이 잔뜩 섞인 것 같지만, 회색의 주된 이유는 두께예요. 미국 해양대기청(NOAA)은 구름이 두꺼워질수록 통과하는 햇빛이 줄어 회색으로 보인다고 설명해요. 먼지나 연무는 구름을 노랗거나 붉게 물들일 수는 있어도, 구름을 시커멓게 만드는 주범은 아니에요.
눈의 착각도 한몫해요. 환하게 빛나는 하늘이나 다른 흰 구름을 배경으로 두면, 조금 덜 밝은 구름도 우리 눈에는 꽤 어둡게 보여요. 해가 낮게 뜨는 아침저녁에는 파란빛이 먼 길을 오는 동안 흩어져 버리고 붉은빛이 남아서, 구름도 그 빛을 받아 주황빛으로 물들어요.
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비구름의 시커먼 색은 구름 자체의 색이 아니라, 두꺼운 구름 바닥에 생긴 그늘이에요.
정리·참고 메모 · Met Office 「Why are clouds white?」·NOAA JetStream. 구름 바닥이 어두운 이유와 위에서 본 흰 꼭대기는 Met Office, 두께와 회색·먼지가 내는 색·밝은 배경 때문에 생기는 착각은 NOAA JetStream 「The Color of Clouds」를 따랐어요. 물방울이 커질 때 흡수가 얼마나 늘어나는지는 구름마다 달라요.
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