안녕하세요. 설효훈 과학전문가입니다. 대기권의 산란은 공기 분자, 먼지 미립자, 물 분자, 오염물질 입자 등에 의해 발생합니다. 물풍선을 터뜨렸을 때 물 방울이 사방팔방으로 튕겨 나가듯이 태양의 복사 에너지도 대기권에서 미립자들에 의해 여러 방향으로 산란합니 다. 그런데 구름방울은 가시광의 모든 파장을 거의 균등하게 산란시킬 수 있을 정도로 큽니다. 구름은 규모가 작 은 것이라 해도 광학적으로 두꺼우므로 산란하지 않은 아주 적은 광만이 구름을 통과할 수 있습니다. 태양광선의 흡수력이 약하고 무수히 많은 구름 방울들이 가시광의 모든 파장을 각 방향으로 산란시키게 되면 구름은 흰색으 로 보이게 됩니다.
구름이 자라 키가 커지면서 더 많은 태양광이 굴절되고 구름을 투과하는 광선의 양은 적어집니다. 실제로 두께가 1,000m나 되는 구름을 투과하는 광선은 비교적 적습니다. 구름의 하부까지 도달하는 광선이 워낙 적고 따라서 여 기서 산란하는 광선도 적으므로 구름 밑은 검게 보입니다. 동시에, 구름 하부의 방울들이 커지면 그 산란 효과는 감소하고 흡수력은 증가합니다. 따라서 구름 하부까지 도달하는 소량의 광선마저도 산란하기보다는 흡수되기 쉽 고 그 결과 구름은 더욱 검게 보이는 것입니다.
굵어진 구름 방울들이 더 커져 무거워지면 비가 되어 지상으로 떨어집니다. 그래서 먹구름이 발달하면 비가 올 가 능성이 높아지게 되는 것이죠!
출처 : 기상청 블로그 - 먹구름은 왜 검게 보일까?
