강수의 형태

  기상 조건은 지리와 계절에 따라 매우 다양하기 때문에 강수에도 여러 형태가 있을 수 있다. 비와 눈은 가장 흔하고 익숙한 형태이지만, 아래 표에 제시된 다른 것들도 역시 중요하다. 진눈깨비, 언 비(비얼음) 및 우박은 종종 재해 기상을 일으키기도 하고, 때때로 상당한 피해를 주기도 한다.

 

종류	대략적인 크기	물의 상태	특징
박무	0.005~0.05mm	액체	공기가 1m/s로 이동할 경우 얼굴에 느껴질 정도로 큰 물방울. 층운과 관련.
이슬비	0.05~0.5mm	액체	일반적으로 수 시간 동안 층운에서 떨어지는 일정한 크기의 작은 물방울.
비	0.5~5mm	액체	일반적으로 난층운 또는 적란운에 의해 생성. 무거울 경우 크기는 장소에 따라 매우 다양함.
진눈깨비	0.5~5mm	고체	작고 구형 내지 덩어리진 얼음 입자로 빗방울이 빙점 이하의 공기층을 뚫고 떨어지면서 얼어서 형성. 얼음 입자가 작기 때문에 피해는 적은 편. 진눈깨비는 여행을 힘들게 할 수 있음.
언 비(비얼음)	1mm~2cm 두께의 층	고체	과냉각 빗방울이 고체와 접촉할 경우에 생성. 언 비는 상당한 무게의 두꺼운 얼음 층을 형성해서 나무와 전선에 큰 피해를 입힐 수 있음.
두께의 층	다양하게 축적	고체	바람 부는 쪽을 향해 형성되는 얼음 깃털로 이루어진 침착물. 이 서리 모양의 섬세한 축적물은 과냉각 구름 또는 안개방울이 물체와 접촉 후 얼어서 생성.
상고대	1mm~2cm	고체	결정성을 가진 녹은 육면체 결정, 판 모양 및 바늘 모양을 포함한 다양한 형상을 가짐. 과냉각 구름에 수증기가 얼음결정으로 응고되어 하강하면서 언 채로 남아서 생성.
우박	5~10cm 또는 그 이상	고체	딱딱하고 둥근 싸라기 또는 불규칙한 얼음 덩어리 형태로 내리는 강수. 얼음 입자와 과냉각수가 공존하는 큰 대류성 적란운에서 생성.
싸락눈	2~5mm	고체	눈결정에 상고대가 모여서 불규칙한 '연한' 덩어리를 생성함으로써 생기는 '연우박'. 이 입자들은 우박보다 약하기 때문에 충돌에 의해 편평해짐.

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비, 이슬비 및 박무

기상학에서 비(rain)라는 용어는 구름에서 떨어지고 지름이 최소한 0.5mm인 물방울로 제한된다. 대부분의 비는 폭우(cloudbursts)로 알려진 비정상적으로 강한 강우를 생성할 수 있는 난층운 또는 탑 모양의 적란운에서 생성된다.

  비가 구름 아래에 있는 불포화 공기와 만나면 증발하기 시작한다. 공기의 수분과 물방울의 크기에 따라 비는 지면에 닿기 전에 완전히 증발해 버릴 수 있다. 이 현상이 꼬리구름(virga)을 생성하는데, 지표를 향해 돌출했으나 닿지는 않은 구름에서 떨어지는 강수 줄무늬로 보인다. 꼬리구름과 비슷하게 얼음결정이 하부의 건조한 공기에 진입할 때 승화될 수 있다. 이러한 얼음결정의 가느다란 다발도 꼬리구름(fallstreaks, 한국기상학회에서 발간한 최신 대기과학용어집(2015)에는 virga와 번역이 같음)이라 불린다. 

  미세하고 일정한 크기를 가지며 지름이 0.5mm 미만인 물방울은 이슬비(drizzle)로 불린다. 이슬비와 작은 빗방울은 일반적으로 층운 또는 난층운에서 생성되는데, 강수는 몇 시간 동안 계속되거나, 흔치는 않지만 며칠간 계속될 수도 있다.

  지면에 닿을 수 있는 매우 작은 물방울을 포함한 강수는 박무(mist)라 불린다. 박무는 매우 미세한 물방울이어서 떠다니는 것처럼 보이며, 박무가 미치는 영향은 경미하다. 박무는 안개와 흡사하다. 기상학자들은 시정이 1km 미만일 때 안개라는 용어를 쓰고. 시정이 1km보다 클 때는 박무를 쓴다.

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눈 및 싸락눈

 눈(snow)은 얼음결정 또는 얼음결정의 집합체 형태의 겨울 강수의 한 종류이다. 눈송이의 크기, 모양 및 농도는 대기의 연직 온도 분포에 크게 좌우된다.
  매우 낮은 온도에서는 공기의 수분 함량이 적다는 것을 기억하자. 그 결과로 특유의 육면체 얼음결정으로 이루어진 매우 가볍고 솜털 같은 눈이 생성된다. 이것이 바로 활강 스키어들이 몹시 바라는 '가루눈'이다. 이와는 대조적으로, 약 -5°C보다 따뜻한 기온에서 얼음결정은 서로 결합하여 엉킨 결정 집합체로 이루어진 더 큰 덩어리가 된다. 이렇게 복합적인 눈송이로 이루어진 강설은 일반적으로 무겁고 수분이 많아서 눈뭉치 만들기에 이상적이다.
  지표 근처의 얇은 공기층의 온도가 영상일 때도 눈이 지상에 도달할 수 있다. 이 상황에서는 눈이 지표에 도달하기 전에 녹을 수 있는 시간이 충분하지 않다. 이러한 유형의 눈은 대개 상당히 축축하다.
  어떤 대기 조건에서는 낙하하는 눈 결정들이 그들에 얼어붙는 미세한 과냉각 구름방울을 포획하면서 성장한다. 이렇게 만들어진 눈송이들은 결착되고 있다고 표현된다. 결착이 계속되어 고유의 육면체 눈 결정 모양을 더 이상 알아볼 수 없게 되면, 이 부드러운 얼음 싸라기를 싸락눈(graupel)이라 부른다. 싸락눈은 일반적으로 타원형이고 충분히 약해서 부딪쳤을 때 갈라져서 낙하하며, 연우박(soft hail) 또는 싸라기눈(snow pellet)으로도 알려져 있다.

 

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진눈깨비 및 언 비 또는 비얼음

  진눈깨비(sleet)는 겨울철에 나타나는 현상으로 투명 내지는 반투명의 얼음 싸라기로 이루어져 있다. 강도와 지속 시간에 따라 진눈깨비는 지표를 얇은 눈 담요처럼 덮을 수 있다. 반면에 언 비(freezing rain) 또는 비얼음(glaze)은 도로, 전선 및 다른 구조물에 접촉하여 얼어붙는 과냉각 빗방울로 떨어진다.
  진눈깨비와 언 비는 겨울에 발생할 수 있고, 대부분 상대적으로 따뜻한 공기덩이가 지면 근처의 영하의 공기층 위에 강제로 위치하는 온난전선을 따라 형성된다. 둘 다 눈으로 시작되어 하부의 따뜻한 공기층을 지나 떨어지면서 녹아서 빗방울을 만든다. 
  그러나 빗방울들이 진눈깨비가 될지 언 비가 될지는 이 시점을 지나 존재하는 조건들에 의해 결정된다. 새롭게 형성된 빗방울들이 전선 경계 아래의 두꺼운 한랭공기층을 만날 때는 진눈깨비가 생긴다. 이러한 환경에서는 빗방울들이 영하의 공기를 통과하여 떨어지면서 다시 얼어 작은 얼음싸라기로 지면에 도달하는데, 그 크기는 대략 얼음이 되기 전의 빗방울 크기이다. 그러나 만약 지면 근처의 한랭공기층이 빗방울이 다시 얼게 할 정도로 충분히 두텁지 않다면 빗방울들은 대신에 과냉각된다 - 즉, 영하의 온도에서도 액체 상태로 남아 있다. 이 과 냉각된 빗방울들은 지표에 있는 영하의 물체에 부딪치는 순간 즉시 얼음으로 변한다. 그 결과로 두꺼운 언 비 코팅이 형성되어, 그 무게로 인해 나뭇가지가 부서지고 전선이 처질 정도이며 보행과 운전을 극도로 위험하게 한다.
1998년 1월 캐나다 남동부에서 역사적인 얼음 보라로 인해 뉴잉글랜드와 캐나다 남동부에 막대한 피해가 발생했다. 5일간 언 비가 내려 온타리오 동부에서 대서양 연 안에 이르기까지 노출된 모든 표면에 두꺼운 얼음층을 만들었다. 8cm의 강수로 인해 나무, 전선, 고압 송수신 탑이 무너지고 백만 이상의 가정이 단전되었는데, 많은 부분이 얼음 보라 이후 거의 한 달간 그 상태로 있었다(그림 5.21). 이 폭풍우로 인해 최소한 40명이 사망했고 피해액도 30억 달러가 넘었다. 전선망이 피해를 많이 입었는데 한 캐나다 기후학자는 이렇게 요약했다. "인간이 반세기에 걸쳐 이름 놓은 것을 자연은 몇 시간 만에 파괴했다."

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우박

  우박(hail)은 딱딱하고, 둥근 얼음싸라기 또는 지름 5mm 이상의 불규칙한 얼음덩어리 형태로 내리는 강수다. 우박은 키 큰 적란운의 중간 또는 상부 지역에서 생기는데, 이 지역은 상승기류가 때로 시속 160km를 초과하고 기온이 영하이다. 우박은 과냉각 물방울과 공존하는 배아 단계의 작은 얼음싸라기 또는 싸락눈으로 시작한다. 얼음싸라기는 구름 내의 상승기류에 의해 상승하면서 과냉각 물방울과 때로는 다른 우박의 작은 조각을 모아 성장한다. 

  우박을 만드는 적란운은 복잡한 상승기류와 하강기류의 시스템을 갖고 있다. 강한 상승기류 영역이 상공에 비와 우박을 머물게 하고, 하강기류와 강한 강수에 둘러싸인 비강우 영역을 만든다. 가장 큰 우박덩이들은 가장 강한 상승기류 영역 중심 주위에서 생성되는데, 거기서 이들은 상당한 양의 과냉각수를 충분히 모을 수 있을 정도로 천천히 상승한다. 이 과정은 우박이 너무 무거워서 상승기류에 의해 지탱되기 힘들거나 하강기류를 만나 지상에 떨어질 때까지 계속된다.

  큰 우박덩이가 성장하는 데는 젖은 성장과 마른 성장의 두 가지 방법이 있는데, 투명한 얼음과 우윳빛 얼음이 번갈아 보이는 층을 만드는 경향이 있다. 투명한 얼음은 구름 하부의 따뜻한 영역에서 젖은 성장으로 형성되는데, 물방울들이 충돌하여 우박덩이의 표면을 젖게 한다. 이 물방울들이 서서히 얼면서 물방울 속의 기포가 탈출하고 상대적으로 기포가 없는 투명한 얼음을 만든다. 이와는 대조적으로 온도가 영하보다 훨씬 아래인 구름 상부에서는 성장하는 우박덩이에 작은 과냉각 물방울이 충돌하면서 급속히 결빙된다. 기포들이 그 자리에서 결빙되어 우윳빛 얼음을 남긴다.

  대부분의 우박덩이는 때로 소프트볼만큼 클 수도 있지만 지름이 1(콩 크기)~5cm(골프공 크기) 사이이다. 무게가 116(역자 주 : 453.6g) 이상인 우박덩이가 보고되기도 하는데 대부분 여러 개의 우박덩이가 함께 결빙된 복합체이다. 이렇게 큰 우박덩이들은 시속 160km를 넘는 낙하 속도를 가지고 있다.

  미국에서 지금까지 발견된 가장 큰 우박덩이의 기록은 2010년 7월 23일에 사우스다코타주의 비비언에서 세워졌다. 이 우박덩이는 지름이 20cm를 넘고 무게가 거의 200g이었다. 그 이전에 766g의 기록을 가진 우박덩이는 1970년에 캔자스주의 코피빌에 떨어졌다.
  사우스다코타주에서 발견된 우박덩이의 지름은 또한 그 이전 기록인 2003년 네브라스카주의 오로라에 떨어진 17.8cm의 우박덩이를 능가했다. 들리는 바에 의하면 이보다 더 큰 우박덩이들이 방글라데시에서 보고되었는데, 1987년의 우박보라는 90명 이상의 목숨을 앗아갔다.
  큰 우박덩이들의 파괴적인 영향은 잘 알려져 있는데, 특히 몇 분 만에 농작물이 황폐화된 농부와 창문, 지붕 및 자동차가 손상을 입은 사람들에게는 더욱 그렇다. 미국에서는 매년 우박 피해가 수 억 달러에 이를 수 있다. 북미 지역에서 발생한 우박보라 중 가장 큰 손실을 입힌 것 중의 하나는 1990년 6월 11일 콜로라도주 덴버에서 일어났으며. 총피해액이 6억 2.500만 달러를 넘는 것으로 추정되었다. 

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상고대

  상고대(rime)는 표면 온도가 영하인 물체에 과냉각된 안개 또는 구름 방울들이 얼어서 형성되는 얼음결정의 침착물이다. 상고대가 나무에 형성되면 특징적인 얼음 깃털이 나무를 장식하여 장관을 이룬다. 이런 상황에서 솔잎과 같은 물체는 결빙핵으로 작용해서 과냉각 물방울이 접촉해서 얼게 한다. 바람이 불고 있는 경우. 물체의 바람을 맞는 면에만 상고대 층이 쌓이게 된다.