비는 어떻게 하늘에서 내리는 걸까요?
비가 내리기 전 하늘을 보면 매우 깨끗하거나 덥거나하는데 빗방울은 물로 이루어져있잔아요? 근데 어떻게 하늘에서 그렇게 많이 내리는 걸까요? 어떻게 하늘에 물이 만들어져서 내릴수있는 건가요?
안녕하세요. 여전히one팀입니다.
비가 내리기 전 하늘이 항상 매우 깨끗하거나 덥거나 하지는 않습니다.
액체 상태의 물은 눈에 보이는 편이지만 기체 상태의 물은 눈으로 식별이 거의 되지 않는데요,
기체 상태의 물이 하늘에 있는데 온도변화 등에 의해서 액체 상태의 물이 되면서 무거워져서 지상으로 떨어집니다.
이 현상을 비라고 합니다.
안녕하세요. 아하답변자입니다.
보통 지구에서는 적도부분에 태양열을 가장 강하게 받아, 바다물에서, 수증기가 증발하여, 하늘로 올라가게 됩니다.
수증기가 많이 모이게 되면, 수증기끼리 잡아당기는 역활을 해서, 응결을 하게 됩니다. 그래서 물방울이 만들어지게 됩니다.
물방울들이 점점 커지게 되면, 중력에 의해, 땅으로 당겨지게 되고, 그것이 곧 비가 됩니다.
눈은 이것이 얼어서 결정상태로 떨어지는 것이구요. 우박은 이것이 얼어서 떨어지는 것 입니다.
비는 대기권에 떠다니는 수증기가 응축되어서
중력에 의해 지상으로 떨어지는것을 말합니다.
바다나 호수,강,물웅덩이 같은곳에 있는 물이 자연적으로 증발을 하게 되는데
그렇게 되면 수증기가 되어 대기권으로 날아가게 됩니다.
그렇게 높이 올라가다보면 지열이 닿지않아 온도가 낮은곳까지 가게되는데
그럴경우 수증기가 다시 액체가 되어 서로 뭉치게되고 구름이되어 무거워지면
중력에 의해서 떨어지게됩니다.
지상에 있는 물이 증발하면서 수증기
상태로 변화 합니다.
그 수증기가 점점 하늘 위로 올라갈 수록
온도가 낮아집니다.
그러다가 응결점의 온도에 도달하면
수증기가 물로 다시 변합니다.
(차가운 물병 주변에 물방울이 생기는거
본 경험이 있을겁니다.)
그 물들이 점점 응집해서 구름이 만들어집니다.
(구름은 수증기가 아닙니다. 물입니다.)
* 물 = 눈에 보임 / * 수증기 = 눈에 보이지 않음.
응집된 물의 양이 더 많아지면
그것이 비구름이 되는거죠.
그래서 무거워지면 지상으로 비를 내리게 됩니다.
비는 구름을 이루는 공기중의 수증기들이 높은곳에서 찬공기를 만나 물방울이 되어
하늘로 떨어지는것 입니다. 수증기가 모여 구름이 만들어지는데 수증기가 많이모여
무거워 질수록 구름색이 짙어지게 되는것입니다. 물방울이 많이 모이게 되면 중력에 의해
물방울들이 하늘로 떨어지는 것이랍니다.
먼저 빗방울은 대체 어떻게 생겨나는 걸까요?
비의 대부분은 호수나 강 그리고 아주 크게는 대양으로부터 증발한 물로부터 생성됩니다. 이렇게 증발한 물이 점점 하늘 위로 올라가면서, 몽글몽글 뭉치다가 어느새 떨어질 만큼 무거워지게 되면 지상으로 떨어져 내리는 것이, 바로 비가 되는 것이죠.
그렇다면 왜 물은 증발하는 걸까요?
일상적인 온도와 압력 수준에서 물의 끓는 점은 약 100℃ 수준입니다. 태양이 아무리 강렬한 빛을 지상으로 내리꽂는다고 해도, 표면의 온도를 100℃로 만드는 것은 불가능한 값입니다.
그렇다면 어떻게 이러한 수많은 물 분자들이 공기를 타고 하늘로 올라갈 수 있을까요?
미국의 물리학 거장으로도 유명한 과학자, 리처드 파인만에 따르면 물 표면에 위치한 물 분자들을 자세히 들여다보았을 때, 그 표면에서는 아주 재미있는 일이 일어나고 있다고 이야기합니다. 분자들의 운동은 특정한 온도에서 항상 그 온도 수준의 운동을 하는 것은 아닙니다. 어느 분자들은 심각하게 운동을 덜 하기도, 또 어떤 분자들은 심각하게 활발하게 운동하고 있는 상태를 가지고 있다고 합니다.
이러한 분자들의 운동 에너지의 분포는 놀랍게도 거의 정규분포를 따라가게 되는데요, 이 분포에서 상위권에 있는 물 분자들이 표면으로부터 공기 중으로 상당히 많이 튀어 나간다고 합니다.재미있는 것은 공기 중에서도 물 분자들이 물속으로 들어오는 경우가 발생하게 되는데요.
통계적으로 본다면 물속에서 공기 중으로 튀어 나가는 물 분자가 훨씬 많은 경우가 많기 때문에 물은 증발한다고 이야기 합니다.
그러나 공기가 가지고 있는 물 분자가 워낙 많아지게 되면, 더는 물 표면으로부터 물 분자를 받아들일 수 없는 상태가 되기도 합니다. 이를 우리는 공기 속 수증기가 포화 되었다고 이야기합니다. 마치 물에 소금을 녹이다가, 어느 순간이 되면 소금이 물에 녹지 않는 것과 비슷한 현상이라고 볼 수 있습니다.
일반적으로 공기가 따뜻하면 따뜻할수록 더 많은 수증기를 공기는 머금을 수 있죠. 이렇게 따뜻하면서도 물 분자를 가득 머금은 공기가, 산맥을 넘거나 강한 대류에 의해 하늘로 치솟게 되면 순식간에 주변 온도가 떨어지게 되는데요. 그럼 공기가 머금을 수 있는 물 분자의 양이 현저하게 줄어들게 됩니다. 동시에 그 공기는 머금었던 물 분자를 바깥으로 뱉어내면서, 뿌연 물보라와 같은 안개, 즉 구름을 만들게 되죠.
왜 가끔 차가운 곳에서 안경을 쓰고 있다가 따뜻한 곳으로 들어갔을 때, 안경 표면에 순식간에 김이 서리는 것과 같은 현상으로 보시면 됩니다. 보통 상공은 영하의 온도를 지니고 있는 것이 일반적이므로, 금세 얼음 결정과 같은 모습으로 존재하지만 말이죠.
그런데 머금었던 물 분자가 너무 많았던 경우에는, 그 속에서 형성된 얼음 결정이 주변 풍압의 요인이나 여러 요인에 의해 사방으로 튀어 다니게 되면서 몸집을 늘려나갑니다. 적정 수준이 지나 더 이상 구름 속에 존재할 수 없는 얼음 덩어리들이 지상으로 맹렬하게 떨어지게 되면 떨어지는 과정에서 얼음이 녹게 되고, 이것이 바로 빗방울이 되는 것이랍니다.
