우박이 생기게 되는 과학적인 원리는 무엇인가요?

Question

우박이 갑자기 하늘에서 떨어지기도 하는데 우박은 어떤 원리로 생기게 되는건지 궁금합니다.

우박은 추운 날씨가 아니어도 생길 수 있는 현상인가요?

Answer 1

안녕하세요. 이준엽 과학전문가입니다.

우박은 대기 중에서 발생하는 현상으로, 일반적으로 높은 고도에서 생성됩니다. 우박은 구름 속에서 얼음 입자가 크기와 무게를 증가시키며 성장하는 과정을 거칩니다. 이 과정은 다음과 같은 원리로 설명됩니다:

1. 물방울의 동결: 구름 안에는 수증기가 포함되어 있습니다. 수증기가 충분히 냉각되면, 물방울이 형성되고 동결할 수 있습니다. 이 때 물방울은 얼음 입자로 변하게 됩니다.

2. 얼음 입자의 성장: 얼음 입자가 형성되면, 대기 중의 수증기가 입자에 응축됩니다. 이 응축된 수증기는 얼음 입자에 얼어붙어 크기가 점점 커지게 됩니다. 이 과정은 비슷한 온도를 가진 우주 입자(눈송이 핵)와 충돌하여 증가할 수도 있습니다.

3. 상승 기류: 얼음 입자가 상승 기류에 의해 구름 상층으로 올라갈 수 있습니다. 이 때 상승 기류의 세기와 지속시간이 충분하면 얼음 입자는 계속 성장하고, 더욱 큰 크기의 우박으로 발전할 수 있습니다.

우박이 발생하는 조건은 다양한데, 일반적으로 대기 중의 수증기, 충분한 수은 핵(눈송이 핵) 또는 과냉각된 물방울, 그리고 상승 기류가 필요합니다. 이러한 조건이 갖춰지면 추운 날씨가 아니어도 우박이 발생할 수 있습니다. 그러나 대체로 우박은 충돌로 인해 높은 고도에서 성장하다가 지면에 도달할 때까지 충분한 시간을 필요로 하므로, 보통 추운 날씨와 관련된 높은 고도의 구름에서 발생하는 것이 일반적입니다.

Answer 2

안녕하세요. 김학영 과학전문가입니다. 네 물방울이 높은 고도로 상승하면 영하 온도로 냉각됩니다. 이로 인해 물방울의 주위에 얼음이 형성되고, 이 얼음이 물방울에 의해 유지되며 성장합니다. 이 과정을 계속 반복하면 얼음 결정은 점점 크게 성장하여 우박이 형성됩니다.

Answer 3

안녕하세요. 김경태 과학전문가입니다.

우박은 대기 중에 존재하는 수증기가 빙정화되어 만들어지는 현상입니다. 일반적으로, 우박이 생기기 위해서는 대기 중에 고체 입자가 존재해야 하며, 이것을 화학결정핵이라고 합니다. 이 고체 입자는 대기 중에 존재하는 먼지, 황사, 소금, 화학 물질 등이 될 수 있으며, 이 입자에 수증기가 응축되면서 빙정이 생성됩니다.

이때 빙정이 형성되는 과정에서는 대기 중에 존재하는 온도, 압력, 습도 등의 조건이 중요한 역할을 합니다. 특히 온도가 급격하게 떨어지는 경우, 빙정 생성이 촉진됩니다. 따라서, 우박이 발생하는 지역에서는 일반적으로 기온의 급격한 변화가 있으며, 특히 여름철에는 천둥번개와 함께 발생하는 경우가 많습니다.

Answer 4

안녕하세요. 송준호 과학전문가입니다.

하늘에서 눈의 결정 주위에 차가운 물방울이 얼어붙어 땅 위로 떨어지는 덩이를 우박이라고 합니다. 주로 강한 상승기류를 타고 적란운에서 발생하며, 처음에는 눈의 형태로 떨어지다가 과냉각된 구름 알갱이가 충동하여 얼어붙고, 점차 커지면서 낙하 속도가 증가하여 지상에 이르게 됩니다.

쉽게 말하면, 대기불안정으로 생긴 적란운이란 구름이 생성이 되고, 이 적란운 내에는 온도차가 있는데 위로 갈수록 차가운 부분이고, 이 부분에서 얼음결정이 생겨나며, 점차 얼음 알갱이가 커지면서 무게가 대기가 받쳐주는 범위를 벗어나면 땅으로 떨어지게 되는 것입니다.

Answer 5

우박은 주로 춥고 습한 기후에서 발생하는 현상이지만, 추운 날씨에만 발생하는 것은 아닙니다. 대기 상층에서 충분한 냉각이 발생하고 빙결 핵이 존재한다면 어떤 기온에서든 우박이 형성될 수 있습니다. 따라서 추운 날씨가 아니더라도 특정한 기상 조건이 만족되면 우박이 발생할 수 있습니다.

Answer 6

안녕하세요. 김재훈 과학전문가입니다.

우박은 구름에서 낙하하던 비나 눈이 강한 상승기류를 만나 상승과하강을 반복하다 일정크기 이상의 얼음덩어리가 되어 무거워지면 떨어지는 겁니다

Answer 7

안녕하세요. 류경범 과학전문가입니다.

네, 오히려 더운 날 더 잘 생길 수 있습니다.

구름 내부의 빙정에서 주변 얼음과 수분을 흡수하여 눈이 만들어지고, 충분히 무거워져 상승기류를 이기고 떨어지기 시작합니다. 만일 이대로 지상까지 내려오면 눈이 되고 중간에 녹으면 비가 됩니다.

하지만 대기가 불안정하여 구름 일부 영역에 따뜻한 공기가 유입되며 강한 상승기류가 있는 곳으로 떨어진 눈이나 빗방울은 다시 상층으로 상승하며 얼어버리고 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 8

안녕하세요. 김태경 과학전문가입니다.

비가 만들어지는 높은 하늘은 기온이 매우 낮기 때문에 공기 중에 빙정이라는 아주 작은 얼음 결정이 떠다닙니다. 이 얼음 결정은 근처의 수증기또는 과냉각 물방울을 흡수하면서 점점 크기가 커지는데, 일정 크기 이상이 되면 이들은 자신의 무게를 이기지 못하고 지상으로 떨어지게 됩니다

이게 우박입니다