안녕하세요. 원형석 과학전문가입니다.
물이 가열되면 증발이 일어나 수증기가 공기 중으로 상승합니다.
상승한 수증기는 고도가 높아짐에 의하여 단열 팽창을 하게 됩니다.
단열 팽창(외부에서 열이 출입하지 않은 상태에서 그 부피가 커지는 현상)이 일어나면
같은 공간에 공기 분자의 배열이 더욱 뜸해지므로 그 간격 또한 늘어나며, 온도가 하강합니다.
온도가 하강하면 공기 중의 포화 수증기량 (공기 1㎤이 해당 온도에서 최대로 포함할 수 있는 수증기량)
이 감소합니다. 공기 중의 수증기량은 같으나 포화 수증기량이 낮아지게 되므로 공기는 과포화 상태에 도달하기에 이릅니다. 과포화 상태에서는 공기가 더 이상의 수증기를 포함하지 못하여 초과된 양 만큼이 응결(기체가 액체로 바뀌는 현상)됩니다. 이렇게 만들어진 것이 바로 구름 입니다.
그러면 구름에서 비가 내리는 과정은 어떻게 될까요? 그 과정을 설명하는 것에는 크게 두 가지 학설이 있습니다. 바로 병합설과 빙정설 인데요.
먼저 병합설은 저위도(적도와 가까운 지역이라 볼 수 있습니다. 위도 0도~30도 사이의 지역이죠.) 지방에서 적용 가능한 것으로 작은 빗방울들이 모이고 모여 무게가 무거워지면 지상으로 하강한다는 내용입니다.
반대로 빙정설은 중위도(한국이 위치하는 지역으로 위도 30도에서 60도 까지의 지역을 말합니다.)와 고위도(극지방이 대부분으로 위도 60도부터 위도 90도까지를 이릅니다.) 지방에서 적용할 수 있는 것으로 천천히 냉각되어 어는점이 낮아진 물(과냉각이라 부릅니다)이 빙정핵(과냉각된 물 입자들이 서로 잘 달라붙도록 해 주는 것으로 주로 모래가 많습니다.)에 달라붙어 하강한다는 내용을 담고 있습니다.
