고드름이 얼때 위쪽으로 어는 고드름이 있다는데 그 이유가 궁금합니다

Question

고드름이 얼때 보통 위에서 아래로 어는 거로 알고 있는데 반대로 위쪽으로 어는 고드름이 있다고 합니다 왜 그런지 그 이유가 궁금합니다.

Answer 1

안녕하세요. 과학전문가입니다.

중력을 거슬러 윗쪽으로 자라는 고드름을 역고드름 이라고 하며, 생성되는 원리는 2가지로 알려져 있습니다. 동굴에서 생기는 역고드름은 동굴 천장에서 물이 떨어지면서 아랫쪽 고드름 끝부분에 얼음이 누적되어 윗쪽으로 자라날 수 있습니다. 다른 한가지 원인은 겨울철 땅속에 서리가 생겨서 흙을 밀어올리며 위쪽으로 자라는 것과 동일한 현상으로 지상에 얼음이 만들어질 때 아랫쪽의 자유에너지가 큰 물이 상승하여 얼게되면서 역고드름이 생길 수 있다고 합니다.

Answer 2

기온이 급격하게 떨어지고, 바람이 없는 매우 건조한 상태에서 생기는 현상입니다.

이러한 조건을 만족하면 액체였던 물이 즉시 고체인 얼음이 됩니다.

이 상황에서 물방울이 떨어져서 물이 주변으로 튈 때, 급 속도로 얼게 되어서 역고드름이 됩니다.

Answer 3

안녕하세요. 박경훈 과학전문가입니다.

일반적인 고드름과 다르게 위로 자라는 역고드름은 승빙이라고 하며, 전라북도 진안군 마이산에서 처음 발견되었습니다

용기에 담긴 물은 가장자리 표면에서 얼기 시작하고 이렇게 생긴 얼음은 물의 표면으로 점점 확대되며 가운데에 작은 구멍을 남깁니다. 이때 물속의 얼음으로 인해 부피가 팽창합니다. 계속 물이 얼게 되면 작은 구멍을 통해 아래의 물이 위로 솟구칩니다

물은 구멍을 통해 흘러나오며 또 얼게 되고 이 같은 과정을 통해 구멍 뚫린 아이스 스파이크가 자란다는 원리입니다

정효상 조선대학교 대기과학과 교수는 역고드름 생성의 적정한 조건을 다음과 같이 설명합니다

그릇의 주변 환경이 안정되고 약한 바람이 있으며 섭씨 영하 7 ~ 10도 범위에서 잘 형성된다. 바람이 없을 (풍속이 초속 0.5m 미만) 때에는 약간 더 높은 온도 (영하 5~10도)에서 만들어지지만 발생 확률은 바람이 약간 있을 때 보다 훨씬 낮다

역고드름의 형태는 환경에 따라서 끝이 뾰족한 것, 볼록한 것, 오목한 것 등 다양하다. 또 수직으로도 성장하기도 하고 기울어져 성장하기도 한다. 같은 기상 조건이라도 물의 혼탁 상태와 용기 종류에 따라 발생 여부가 달라진다.

Answer 4

안녕하세요. 김경태 과학전문가입니다.

얼음이 어는 판 위쪽에서 물이 한 방울씩 지속적으로 떨어져서 그 물에 의한 얼음이 사진과 같이 승빙(乘氷)형태로 나타난 것 아닌가 싶습니다. 이러한 현상은 지붕의 처마 밑 고드름이 있는 곳의 바닥에서도 볼 수 있습니다

Answer 5

안녕하세요. 정경화 과학전문가입니다.

고드름은 원래 위에서 아래로 내려오는 물이 차례로 얼면서 아래로 자랍니다. 즉, 중력에 순응해서 자랍니다. 햇빛에 의해 지붕의 눈이 녹아 내릴 때 대기의 온도가 0℃ 이하이면 녹아 내리는 물이 얼게 됩니다. 얼어버린 얼음의 표면을 타고 물이 내려오면서 계속해서 얼기 때문에 고드름은 점점 굵어지고 길어지게 됩니다.

그러나 역 고드름은 중력에 거슬려서 위로 자라 오릅미다. 이는 공기의 대류현상으로 위쪽은 0℃ 보다 약간 높은 온도이고, 아래쪽은 0℃ 이하 인 경우에 생길 수 있습니다. 위에서 떨어진 물방울이 차례로 얼면서 역고드름이 위로 자라는 현상이며 마치 석회동굴의 석순이 자라는 것과 같다고 할 수 있습니다.