우박이 내리는 원리는 무엇인가요?

Question

겨울에 기온이 낮아 하늘에서 형성되는 눈 말고 딱딱한 얼음덩어리인 우박으로 인해 세계 곳곳에서 피해사례가 있다는걸 보았는데 우박이 내리는 원리는 무엇인가요?

Answer 1

안녕하세요. 홍성택 과학전문가입니다.

우박의 형성은 일반적으로 슈퍼쿨드롭(수분이 응고하지 않은 냉각된 물방울)이라고 알려진 물방울이 구름 안에서 형성되는 것으로 시작됩니다. 이 슈퍼쿨드롭은 음온에서 존재하며, 주위의 공기와 충돌하거나 구름 안에서 다른 입자와 충돌함으로써 얼음 결정이 형성됩니다.

얼음 결정은 슈퍼쿨드롭에 의해 얼어붙는 것으로, 얼음 결정이 형성되면 다른 슈퍼쿨드롭이 이 얼음 결정에 응축되어 성장합니다. 이러한 과정을 반복하면서 얼음 결정은 점점 커지고, 최종적으로 우박이 형성됩니다.

Answer 2

안녕하세요. 류경범 과학전문가입니다.

구름 내부의 빙정에서 눈이 만들어지고, 무거워져 상승기류를 이기고 떨어지기 시작합니다.

만일 이대로 지상까지 내려오면 눈이 되고 중간에 녹으면 비가 됩니다.

하지만 대기가 불안정해 구름 일부 영역에 따뜻한 공기가 유입되며 강한 상승기류가 있는 곳으로 떨어진 눈이나 빗방울은 다시 상층으로 상승하며 얼게 되고 얼어버린 물방울 표면에 추가로 수증기가 얼어 들러붙게 됩니다. 그리고 상승기류를 이겨낼 정도로 충분히 성장하고 무거워지면 하강하기 시작하는데, 그대로 낙하한다면 작은 우박이 되지만 다시 상승기류를 타면 더욱 크게 성장하여 대형 우박이 되어 떨어지게 됩니다.

Answer 3

안녕하세요. 김경태 과학전문가입니다.

우박은 일반적으로 높은 고도에서 형성되는 구름 종류인 층운에서 생성됩니다. 층운은 영하 10도 정도의 온도에서 형성되며, 대기 상승 기류와 함께 높은 고도로 상승합니다. 이러한 상승 기류로 인해 층운 속의 수증기 분자들이 얼어붙어서 작은 얼음 결정체가 형성됩니다.

이후, 얼음 결정체는 대기 중의 수증기와 충돌하여 더 큰 크기로 성장하며, 무게가 무거워지면서 지면으로 떨어지게 됩니다. 지면에 닿기 전에는 대기 중의 온도와 습도, 바람 등의 요소에 따라 운동 경로와 속도가 변화할 수 있습니다.

운동 경로가 변화하면서, 얼음 결정체는 비 형태를 띄며, 공기 중에 많은 수의 공기 분자를 충돌시키면서 발생하는 전하를 띠게 됩니다. 이러한 전하는 지면의 전하와 상호작용하면서 지면으로부터 발생하는 전기장과 상호 작용하게 되어, 지면에 우박이 내리는 원리를 설명합니다.

Answer 4

안녕하세요. 김재훈 과학전문가입니다.

우박은 구름에서 형성되는 얼음덩어리입니다. 우박은 차가운 상공에서 생기는 얼음 입자가 상승과 하강을 반복하며 물방울과 결합을 통해 그 크기를 키워요. 이때 얼음덩어리의 무게가 상승기류보다 더 강하다면 땅으로 떨어지게 됩니다.

Answer 5

우박은 대기 중에서 어느 정도 크기를 가진 수치를 넘어설 때 물방울이 얼어서 형성되는 현상입니다. 우박은 일반적으로 대기 중에 떠다니는 수증기나 물방울들이 음영과 양영의 상태로 순환하는 현상으로 설명됩니다.

우박이 형성되는 과정은 크게 두 단계로 나눌 수 있습니다:

1. 코팅 과정: 먼저 대기 중에 존재하는 물방울이 미세한 먼지나 기타 입자들에 의해 둘러싸여 얼음의 핵이 형성됩니다. 이 과정을 "코팅"이라고 부르며, 얼음의 핵이 형성되면 물방울은 얼어붙어 얼음 입자로 변하게 됩니다.

2. 성장 과정: 얼음 핵이 형성된 후, 대기 중의 수증기가 응결되어 얼음 입자에 더해져 성장합니다. 이렇게 얼음 입자가 계속해서 성장하다가 일정한 크기를 넘어설 때 우박으로 발달하게 됩니다.

결국, 대기 중에서 음영과 양영의 영역 사이를 오가며 물방울이 얼음 핵에 응결되어 우박으로 성장하는 과정이 우박의 형성 원리입니다. 이러한 과정은 대기 상태, 온도, 습도 등에 따라 다양한 크기와 형태의 우박이 형성될 수 있습니다.