습도와 구름·강수
쉽게 말하면
날씨와 우리 생활에서 비와 구름을 관찰했다면, 여기서는 그것이 만들어지는 과정을 봅니다.
일정한 온도에서 공기 1 kg이 최대로 품을 수 있는 수증기의 양을 포화 수증기량이라고 합니다. 이 값은 온도가 높을수록 커집니다. 그래서 같은 양의 수증기를 가진 공기라도, 온도를 낮추면 어느 순간 포화 상태가 되고 더 낮추면 넘치는 만큼이 물방울로 맺힙니다. 포화가 시작되는 그 온도를 이슬점이라고 합니다. 이슬점은 그 공기가 지금 실제로 얼마나 많은 수증기를 갖고 있는지를 알려 주는 값입니다 — 수증기가 많을수록 이슬점이 높습니다.
습도(상대 습도)는 '지금 들어 있는 수증기량'을 '그 온도에서의 포화 수증기량'으로 나눈 비율입니다. 즉 컵에 물이 얼마나 찼는지를 %로 나타낸 것이지, 물의 절대량이 아닙니다. 이 구분이 습도 문제의 거의 전부입니다.
구름은 공기가 위로 올라갈 때 생깁니다. 위로 올라가면 주변 기압이 낮아지므로 공기 덩어리가 부풀어 오릅니다. 부풀면서 주변을 밀어내는 데 자기 에너지를 쓰기 때문에, 밖에서 열을 빼앗기지 않아도 스스로 온도가 내려갑니다. 이것이 단열 팽창입니다. 계속 올라가 이슬점에 이르면 수증기가 작은 먼지(응결핵)에 붙어 물방울이나 얼음 알갱이가 되고, 이것이 무수히 모인 것이 구름입니다. 이 알갱이들이 서로 부딪혀 커지고 무거워져 더 이상 떠 있을 수 없게 되면 비나 눈이 되어 떨어집니다.
이렇게 나타납니다
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예시 1차가운 음료수 컵에 물방울이 맺히는 이유컵 표면에 닿은 공기가 차가워져 이슬점 아래로 내려가면, 그 공기가 품고 있던 수증기가 더는 기체로 있지 못하고 응결합니다. 컵 안의 물이 밖으로 새어 나온 것이 아니라, 공기 속에 있던 수증기가 맺힌 것입니다.
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예시 2산을 넘는 바람과 산꼭대기의 구름바람이 산을 타고 오르면 공기가 단열 팽창으로 식어 이슬점에 도달하고, 그 높이부터 구름이 생겨 바람받이 쪽에 비를 뿌립니다. 산을 넘어 내려오는 쪽에서는 반대로 압축되며 따뜻해지고 건조해집니다. 산의 양쪽 날씨가 다른 이유입니다.
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예시 3겨울에 입김이 보이는 이유몸에서 나온 따뜻하고 습한 공기가 찬 바깥 공기와 만나 급격히 식으면서 이슬점 아래로 떨어져 수증기가 물방울로 응결합니다. 보이는 하얀 김은 수증기가 아니라 아주 작은 물방울입니다. 여름에 입김이 보이지 않는 것은 바깥 공기가 따뜻해 응결이 일어나지 않기 때문입니다.
자주 하는 오해
선수 개념 — 이걸 먼저 알아야 해요
이후 개념 — 이 개념을 배우면 이어집니다
같은 단원의 개념 — 날씨와 기후변화
자주 묻는 질문
Q1공기가 위로 올라가면 왜 차가워지나요? 찬 공기와 닿아서인가요?
Q2구름이 있는데 비가 안 오는 날은 왜 그런가요?
Q3이슬점과 기온이 같아지면 무슨 일이 일어나나요?
구름과 비가 어떻게 생기는지 알았으니, 이제 그 위에서 공기 전체가 어떻게 움직이는지 볼 차례입니다. 기권과 날씨에서 대기의 층과 기압·바람을 확인해 보세요.
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