안녕하세요. 설효훈 과학전문가입니다. 하늘에 떠 있는 구름이 흰색에서부터 어두운 검은색을 띄는 이유는 구름 입자에 의한 가시광선의 산란이 공기 입자에 의한 산란과는 그 성격이 다르기 때문이다. 입자의 크기가 빛의 파장과 거의 같거나 큰 경우 에 나타나는 산란은 미 산란이라고 한다. 미 산란의 경우 구름 입자에 입사한 태양 광선은 파장에 관계없 이 모든 파장의 빛이 고르게 분산된다. 그 결과 옅은 구름은 하얗게 보인다. 구름이 성장 초기에는 흰색으 로 보이기도 하지만 점점 키가 커짐에 따라 전체적으로 회색으로 보이기도 하고 때로는 구름의 아랫부분이 짙은 회색으로 검게 보인다. 구름이 이와 같이 성장함에 따라 어두운 회색 또는 짙은 회색으로 변하는 것 은 두터운 구름층 때문에 입사한 빛이 구름 내부 깊숙이 들어가지 못하기 때문이다. 또한 구름이 성장하면 서 수적이 커짐에 따라 빛의 흡수량이 증가하는 반면에 산란량이 감소하기 때문이다.(출처 : 서울대학교 과학교육연구소 - 공기에 의한 빛의 산란에 대한 중학생의 오개념)
구름은 우리가 보기에는 솜뭉치처럼 보이는데 실제적으로 구름은 직경이 10마이크로미터 정도의 작은 물방울들이 구름 속 1리터의 공간 안에 약 100만개나 들어 있는 구름방울 뭉치랍니다. 구름 속 1리터의 공기 안에 있는 구름 물방울을 모두 한데 합친다 해도 그 양은 약 1그램 정도도 안 됩니다. 그래서 구름은 온통 빈공간이나 마찬가지입니다. 안개가 끼었을 때와 마찬가지입니다. 모든 구름에서는 빠르게든 느리게든 구름방울이 빗방울로 커질 수도 있게 됩니다. 커진 빗방울은 구름 밑으로 낙하하게 되고, 아래로 구름을 벗어난 빗방울은 떨어지면서 말라가는데, 다 마르지 않은 빗방울은 땅에 떨어집니다. (출처 : 기상청 - 구름과 구름 사이에 비가 내릴 수 있는지)
