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구름에 대해 궁금한점이 있는데 똑똑이 분들 알려주면 ㄳ요~

과학

jeb9js

24.09.26

2024년 9월 26일 오후 3시경 아름다운 하늘속에 있는 구름을 보고 문득 궁금한점이 생겼습니다.

제가 학생때 배운걸 기억해보면 구름은 지상에 있는 바다, 강 등의 물에서 증발한 수분이 모여 생긴다고 알고있습니다.

그럼 구름은 수분 덩어리라고 생각되는데 구름의 최상단에 위치하는 수분은 태양열을 받아 다시 증발하여 구름위의 구름위의 구름이 생겨야 하지 않나? 라는 의문이 생기더라고요.

하지만 조금 더 생각해보니 지구의 중력으로 인해 수분이 그 이상 넘어가지 못할거 같다는 생각이 들었습니다.

여기서 정말 궁금한점이 있는데 만약 중력으로 인해 수분이 더 이상 올라가지 못하는 한계 지점이 있다면 그 위치로 올라가서 물을 끓이면 구름이 생성되는 장면을 목격할수있나요?????

민점맨

24.09.26

1. 구름이 생기는 원리

구름은 지상에 있는 바다나 강, 호수 등에서 증발한 수분이 공기 중으로 올라가며 기압이 낮아지고, 온도가 낮아지면 수증기가 응결하면서 작은 물방울이나 얼음 알갱이로 변해 형성됩니다. 이러한 과정은 대기 중의 공기층에서 주로 발생하며, 이 물방울들이 모여 구름을 이루죠.

민점맨

24.09.26

2. 구름 위로 구름이 생기지 않는 이유

구름이 생기는 이유는 수분이 공기 중에서 응결하기 때문인데, 이 응결은 대기 온도와 기압이 특정 조건에 도달해야 일어납니다. 공기가 위로 올라가면 온도가 낮아지고, 그 과정에서 수분이 응결해 구름이 만들어집니다. 하지만 구름 위에 있는 공기는 더 건조하고, 기압과 온도가 더 낮아지면서 구름이 다시 증발하는 현상도 발생할 수 있습니다.

구름의 최상단에서 태양열을 받는 수증기가 증발할 수도 있지만, 대기 상층부는 공기가 매우 건조하고 온도가 낮아서 수증기가 더 올라가기도 전에 다시 기체 상태로 변하기 쉽습니다. 따라서 구름 위에 구름이 계속 생기는 현상은 일어나지 않죠.

민점맨

24.09.26

3. 중력과 구름의 한계 지점

구름이 형성되는 높이에도 제한이 있습니다. 지구의 대기층은 크게 대류권, 성층권, 중간권, 열권 등으로 나뉘는데, 구름은 주로 대류권에서만 형성됩니다. 대류권 상층부로 가면 공기 밀도가 매우 낮아지고, 물방울이나 얼음 알갱이가 더 이상 응결하지 못하거나 더 낮은 기온 때문에 증발해버립니다. 또한, 성층권 위로는 공기가 너무 얇아 구름이 형성되지 않습니다.

• 대류권은 지구 표면에서 약 10~15km 높이까지 존재하는데, 이곳에서 구름이 생성됩니다.

• 중력은 대류권 위의 성층권으로 물이 더 많이 올라가는 것을 방지하는데, 그 이유는 고도가 높아질수록 공기 밀도가 낮아지기 때문입니다.

@민점맨

민점맨

24.09.26

4. 물을 끓여 구름이 생성될 수 있을까?

이제 핵심 질문으로 돌아가서, 중력의 한계 지점에서 물을 끓이면 구름이 생성되는 장면을 목격할 수 있는가?입니다.

만약 우리가 대류권 상층부로 올라가서 물을 끓인다면, 다음과 같은 일이 일어날 수 있습니다:

1. 대류권 상층부는 기압이 낮아 물이 더 낮은 온도에서 끓기 때문에, 증기가 쉽게 발생할 수 있습니다.

2. 하지만, 대류권 상층부에서는 공기가 매우 건조하고 밀도가 낮기 때문에, 물이 증발해도 구름을 형성할 만큼의 응결이 일어나지 않을 수 있습니다.

3. 구름이 형성되기 위해서는 대기 중에 충분한 수증기와 응결핵(먼지 입자 등)이 있어야 하지만, 대기 상층부는 너무 건조해서 구름이 형성되지 않고 수증기는 흩어지게 될 가능성이 큽니다.

따라서 대류권 상층부에서 물을 끓이더라도, 구름이 바로 생성되는 장면을 보기는 어려울 것입니다. 구름이 생성되기 위해서는 특정 기상 조건, 특히 적당한 습도와 온도 차이가 필요하니까요.

jeb9js 글쓴이

24.09.26

자세한 설명 감사합니다~ 어렵지만 잘 이해해볼게요 ㅎㅎㅎ

@민점맨

재우주

24.09.26

넓은 의미의 구름은 대기에 떠다니는 작은 물방울이나 얼음 알갱이의 모임을 총칭하기 때문에 여러 원리로 생성될 수 있습니다. 실험실에서 만들 수도 있고, 안개도 땅에 붙은 구름이라 볼 수 있으니 꼭 높이가 높아야만 하는 것은 아닙니다.

높은 곳에 위치한 구름만을 얘기한다고 해도, 물을 끓이는 것과는 큰 상관이 없습니다. 물을 가만히 둬도 증발하긴 할 테니까요. 핵심은 수증기가 다시 액체로 되도록 하는 과정이 있어야 구름이 된다는 것입니다. 일반적으로 단열팽창(=열 교환이 없는 상태에서 부피팽창)을 하거나 온도를 급격히 떨어뜨리는 과정이 있어야 구름 생성이 가능하겠죠.

결론은 '구름 생성 방법은 다양하지만, 물을 끓이는 것만으로는 안되고 몇 가지 조건이 더 필요하다'입니다.

Cicakman

24.09.26

구름 위에 구름이 생기기도 합니다. 아래의 구름이 증발해서 만들어지는 건 아닌 것 같지만요.