비(rain)와 눈(snow)은 종이한장 차이!! / 비와 눈의 생성 원리 및 과정

내 어릴적엔 갑작스레 쏟아지는 쏘나기 맞으며

사방팔방 뛰어다니며 놀다

비가 그친 뒤 하늘에 그려진 무지개를 보며

신기하고 기뻐했었는데..

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그때 똥강아지마냥 비맞고 돌아다녀서 그런걸까?

요즘들어 머리숱이 점점 ....

그때 내렸던 소나기 만큼

내 눈물도 같이 흐른다

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비는 왜? 어떻게? 내리는걸까?

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대기 중 수증기가 지름 0.2mm 이상의 물방울이 되어 지상에 떨어지는 현상이다. 크기 기준이 0.2mm 이상으로 정의한 이유는 이슬비의 가장 작은 크기를 의미하며 만약 물방울이 0.2mm보다 작을 경우 150m 정도만 낙하해도 떨어지는 과정에서 모두 증발되어 사라지기 때문에 빗방울이 될 수 없다.

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비의 생성과정

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태양열로 증발된 수증기는 하늘로 올라가 물방울이 된다

물방울은 먼지, 화학 물질로 이루어진 응결핵에 달라붙어 만들어지는데, 이 덩어리가 커져서 구름이 되고 구름은 작은 물방울로 이 작은 물방울들이 서로 부딪치면서 뭉치게 되면서 점점 커지고 무거워지게된다

그러다가 더 이상 공중에 떠 있지 못하고 아래로 떨어지게 되는게 바로 비다

(응결핵이란 대기 중의 수증기가 응결할 때, 중심이 되는 작은 고체, 액체의 입자이다. 염분 입자, 연기 입자, 토양의 미세 입자들로 되어 있다)​

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일반적으로 빗방울의 지름은 구름을 형성하는 구름의 가장 작은 단위인 구름방울의 100배 이상이며 1개의 빗방울은 약 10만개 이상의 구름 방울이 모여서 만들어진다. 빗방울이 되기 위해 이렇게 많은 양의 구름방울이 수분에서 수십분 이내의 짧은 시간에 어떻게 병합되어 하나의 빗방울이 되는 과정을 설명하기 위해 두가지 가설이 있다. 두가지 가설에는 빙정설과 병합설이 있다.

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빙정설(차가운비)

빙정설

우리나라와 같은 온대 지방에서 비가 만들어지는 과정을 설명해 주는 이론은 빙정설이다

빙정설은 0℃ 이하의 구름 속에 물방울과 얼음 알갱이가 함께 있을 때, 얼음 알갱이가 물방울을 빨아들이면서 비나 눈이 내린다는 이론으로

얼음 알갱이는 고체이므로 분자들이 단단히 결합되어 움직이지 못하지만 물방울의 분자들은 자유롭기 때문에 얼음 알갱이 쪽으로 이동하여 얼음 알갱이가 커지게 된다

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빙정우는 구름 상부에서 -40℃ 정도까지 냉각되는데 이때 빙정과 물방울이 공존하고 있는 층까지 하강하면서 포화수증기압의 차이로 물방울은 증발하고 빙정은 승화에 의하여 성장된다. 이 빙정은 더 아래로 떨어지면서 구름방울들과 붙어서 눈조각이 되는데, 더 아래층으로 떨어져 내려와서 0℃ 이상의 기층에 들어오면 녹아서 큰 빗방울이 된다. 지역적으로는 고위도지방, 계절적으로는 겨울비가 이러한 형태에 속한다.

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병합설(따뜻한비)

병합설

병합설은 열대 지방에 적용된다. 구름 속에서 만들어지는 물방울은 크기가 여러 가지인데, 큰 물방울이 작은 물방울보다 빨리 떨어지면서 합쳐져서 비가 된다는 것이다.

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병합설은 구름꼭대기의 온도가 0℃ 이하로 내려가지 않는 지역, 예를 들면 저위도 지대에서 구름 속에 일반적인 구름방울보다 큰 해수로부터의 염분(1~10μm)을 핵으로 한 물방울이 있을 때 이 물방울 주변의 작은 구름방울들이 큰 입자의 물방울과 병합하여 빗방울로 성장되어가는 과정을 가리킨다. 병합되어 내리는 비는 구름 최상부의 온도가 0℃ 이상이어도 비가 형성될 수 있기 때문에 따뜻한 비라고도 한다.

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- 구름이 만들어지는 과정

지표면에서 가열된 공기가 위로 올라감. → 공기 위로 올라가면서 공기의 부피가 점점 커지고 온도가 낮아짐. → 공기 중의 수증기가 높은 하늘에서 응결하여 작은 물방울이나 얼음 알갱이 상태로 떠 있는 구름이 만들어짐​

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- 비, 눈이 만들어지는 과정

강수현상

중위도 지역에서는 성장한 구름 속에서 증발한 수증기가 얼음 알갱이로 승화하면서 눈의 결정이 생성되며, 이 결정이 충분히 성장하여 그냥 멀어지면 눈이 되고, 지표 부근의 기온이 높아 떨어지다 녹으면 비가 된다.

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* 구름 → 비 : 작은 물방울이나 얼음 알갱이가 떨어질 때 기온이 높은 곳을 지나면서 녹아서 지표면에 떨어짐.

* 구름 → 눈 : 얼음 알갱이가 점점 커지고 무거워서 지표면에 떨어짐.