현행 과학 교육과정의 기상단원에서는 구름의 종류를 비중있게 다루고 있지 않다. 온대 저기압 관련 단원에서 단순히 층운형 구름 및 적운형 구름으로만 분류하고 있다. 실제 구름의 운형을 10가지로 구분하고 있다는 사실에 비추어 보았을 때 지나치게 추상적인 분류가 아닐 수 없다. 기상 예보에서 중요한 것이 관측이고, 실제 운형을 관측하고 기록하여 예보에 활용한다는 점을 비추어 보았을 때 운형을 전혀 교육하지 않는 것은 바람직하지 않아 보인다. 특히 학생들이 운형을 배우고 실제 분류를 해 보는 것이 기상관측에 대한 흥미와 관심을 높이는 한 방법이 될 수 있다. 이에 여기서는 구름의 종류(운형)에 대해서 설명해 보고자 한다. 참고로 아래 사용한 사진들은 현재는 모두 인터넷에서 참조하여 넣어 두었는데, 운형별로 대표할 수 있는 구름이 관측 될 때마다 직접 찍어 업로드 할 예정이다. 또한 여기서는 기상청에서 분류하는 대표 유형 10종만을 넣어 두었다.
1. 분류 기준
구름을 분류하는 기준은 크게 2가지로, 구름의 고도와 모양이다. 이 두가지를 기준으로 아래와 같이 구분한다.
1) 고도 : 상층운, 중층운, 하층운, 수직운
2) 모양 : 적운형, 층운형
상층운은 고도가 높은 구름으로, 여기에는 권운, 권층운, 권적운이 있다. 주로 빙정(얼음조각)으로 구성되고, 흰색 구름이 많다.
중층운은 종간 고도의 구름으로 고층운과 고적운이 있다. 주로 수적(물방울)으로 구성되고, 흰색이나 회색구름이 나타난다.
하층운은 말 그대로 가장 고도가 낮은 구름이다. 층운, 층적운, 난층운이 있다. 단, 여기서 주의할 것은 난층운은 중층운으로 분류하기도 한다. 난층운의 경우 구름이 다소 두꺼운 편이어서 중층운의 고도에도 존재하기 때문이다. 주로 수적(물방울)으로 구성되고, 회색 구름이 대부분이다.
수직운은 : 수직 방향으로 크게 성장한 구름이다. 적란운, 적운과 같이 키가 큰 구름이 여기에 해당한다. 고도에 따라 수적과 빙정이 공존하고 흰색으로 보이는 경우가 대부분이나 종종 회색으로 보이기도 한다.
구름 명칭에 '층'자가 붙은 경우 strato를 쓰고, '적'자가 붙은 경우 cumulo를 쓴다. 상층운, 다시말해 '권'자가 붙은 구름은 Cirro를, 중층운, '고'자가 붙은 구름에는 Alto를 쓴다. '난'자가 붙은 구름에는 Nimbus를 쓴다. 어느정도 약속된 기호 때문에 학명을 외우기 어렵지 않고, 약자역시 각 단어의 앞자만을 따서 쓴 덕분에 쉽게 외울수 있다.
2. 상층운
2-1. 권운(Cirrus, Ci)
위 사진처럼 길게 흐트러진 구름을 보통 권운이라 하며, 다른말로 새털구름이라고도 한다. 학명으로는 Cirrus, 기호로는 Ci라고 한다. 고도가 높은 상층운으로, 일반적으로 6000m 이상의 고도에 존재한다. 빙정(얼음조각)으로 되어 있고, 흰색으로 보인다. 고도가 매우 높기때문에 빙정을 이룰만한 수증기 자체가 적어서 구름도 옅고, 구름 자체의 물 함량도 매우 낮은 편이다. 빙정이 충분히 성장하면 상승기류를 이기고 떨어질 수 있는데, 이 때 꼬리구름(fall streaks)을 형성하며 그 흔적이 남는다. 꼬리구름은 하강하며 승화하여(다시말해 얼음이 기체로 변화) 소멸하게 된다.
일반적으로 맑은 하늘에서 잘 나타나며 강수는 없다.
2-2. 권층운(Cirrostratus, Cs)
학명으로는 Cirrostratus, 기호로는 Cs라고 한다. 권운과 마찬가지로 고도가 5000~13000m 정도로 높고, 온도가 낮은 고도에서 형성되기 때문에 주로 빙정으로 이루어져 있다. 권운과는 달리 하늘의 일부, 또는 관측되는 거의 전체를 엷게 뒤덮고 있는 상층운이며, 다른 말로는 무리구름이라고도 한다. 권층운 자체에서 강수는 나타나지 않지만, 앞으로 강수가 발생할 수 있다는 가능성을 암시하는 구름이기도 하며, 권층운에서 해무리나 달무리가 나타나기도 한다. 해무리나 달무리의 원리는 다른 글에서 설명해 두었으니 아래 링크를 참고하면 된다.
해무리와 달무리
해무리나 달무리는 중학교나 고등학교 교과서에 많이 언급되는 단어이다. 온대저기압이 형성되면, 온난전선 전방에 층운형 강수구름이 형성되고, 이로인해 해무리(sun halo)나 달무리(moon halo)가 생길 수 있다는..
kalchi09.tistory.com
2-3. 권적운(Cirrocumulus, Cc)
학명으로는 Cirrocumulus, 기호로는 Cc라고 한다. 앞서 구름들과 마찬가지로 상층운으로, 비슷한 고도에서 형성된다. 때문에 빙정으로 되어있다. 다른 상층운과의 차이점은 다른 상층운에 비해 다소 뭉쳐 있고, 물결모양이나 생선 비늘모양처럼 보여 비늘구름, 털쌘구름 등으로 불린다. 노을과 함께 관측되면 굉장히 아름다운 구름으로 유명하다. 바람시어, 즉 풍속 및 풍향이 둘 중하나, 또는 모두 변하거나 어느 하나가 고도에 따라 변화하는 조건에서 잘 만들어진다. 이를 바람시어라고 하는데, 바람시어는 전진하고 있는 퐁풍계의 전방에 종종 형성되는 경우가 있어 강수의 가능성을 암시하기도 한다.
3. 중층운
3.1 고층운
학명으로는 Altostratus, 기호로는 As라고 한다. 많은 중층운은 보통 고도 2000~6000m 사이에서 발생하며, 보통 수적(물방울)로 구성되어 있다. 고층운 역시 마찬가지이다. 앞서 이야기 한 권층운에 대비되는데, 권층운과 다른점은 고도가 더 낮고 조금 더 두꺼우며, 더 넓은 범위에 분포한다. 태양복사의 대부분을 반사하여 우주로 되돌려 보내, 구름 아래쪽, 다시말해 지상의 관찰자가 볼 경우 다소 어둡게 보인다. 대부분의 빛을 산란 또는 반사하기 때문에 확산복사(diffuse radiation)가 나타나고 지상에서는 그림자가 나타나지 않는다. 또한 태양이나 달의 형태가 고층운일때에 비해 훨씬 뚜렷하지 못하며, 권층운에 비해 두껍고 수적으로 되어있는 특성 때문에 무리가 나타나지 않는다. 앞으로 강수 가능성이 높으나 항상 강수가 발생하는건 아니다.
3.2 고적운
학명으로는 Altocumulus, 기호로는 Ac 라고 한다. 권적운과 유사한 형태를 보이는데, 차이점은 고도가 더 낮으며 거의 대부분 수적, 다시말해 물방울로 되어 있고, 조금 더 두껍다. 경우에 따라 생성 고도의 온도가 낮으면 일부가 빙정으로 존재하기도 한다. 흰색과 회색으로 보이는 부분이 공존한다. 고층운과 달리 중간도고의 대기 불안정이 원인이다.
강수 가능성은 거의 없다. 권적운과 유사하게 노을과 함께 관측되면 굉장히 아름답다.
4. 하층운
구름 최 하부의 고도가 2000m 아래에 있고, 지표면에 맞닿는 경우도 있다. 이 정도 고도에서 형성되는 구름을 하층운으로 부른다.
4.1 층운
학명으로는 Stratus, 기호로는 St라고 한다. 안개와 비슷하게 보이는 경우도 있어 안개구름이라고도 한다. 광범위한 영역에서 안정한 공기가 상승할 때 형성되기도 하고, 강한 바람과 관련된 난류에 의해 형성될 수도 있다. 0.5~1km 정도의 두께를 가져 수평 규모로 보면 연직규모와 뚜렷한 대조를 이루며, 수평규모가 미국의 몇개 주를 합친 수준으로 발달할 수도 있으나, 거의 대부분 지형의 영향으로 국지적으로 나타날 가능성이 높다. 때문에 수명이 굉장히 짧다. 지면과 맞닿는 경우 안개와 다를것이 없다. 사실 그냥 층운과 안개가 거의 유사하다고 보아도 무방하다. 구름이 굉장히 얇게 발달하면 무리가 나타날 수도 있고, 강수가 발생하는 경우 이슬비의 형태로 내릴 수 있다. 강한 강수는 기대하기 어렵다.
4.2 난층운
강수 가능성이 높은 구름으로, 비구름이라고도 한다. 학명으로는 Nimbostratus, 기호로는 Ns라고 쓴다. 2000m~7000m 수준의 고도에서 나타나고, 구름이 두껍게 발달하는 경우가 많아 경우에 따라 중층운으로 구분하기도 한다. 또한 서적에 따라 중층운으로 구분하기도, 하층운으로 구분하기도 한다. 구름이 두껍기 때문에 구름 상층에서 태양복사를 대부분 반사하거나 산란하여 지면에서는 구름이 회색빛으로 관측된다. 지면에서 관측하면 층운과 구분하기 어려울 때도 있는데, 차이점은 층운의 경우 이슬비 수준으로 강수가 굉장히 약하거나 없고, 난층운의 경우는 이보다 강한 강수가 나타난다. 그렇다고 폭우가 내리는 수준은 아니고 우산을 쓰고 비를 충분히 피할 수 있는 정도이다. 약한 비라는 소리다. 적란운과 같이 강한 폭우도, 뇌우나 벼락도 거의 없다. 우리나라의 경우 온대저기압의 전방에서 잘 나타난다.
4.3 층적운
학명으로는 Stratocumulus, 기호로는 Sc라고 한다. 우리말로는 두루마리 구름이라고도 한다. 운저고도(구름 밑바닥 고도)는 500m 수준으로 낮지만, 다양한 두께의 구름이 존재할 수 있다. 구름이 얇으면 흰색으로 보일 수도 있고, 구름이 짙으면 회색으로 보일 수도 있다. 약한 대류, 다시말에 높은 고도까지 대류가 발생하지 않고 저고도에서 소실되는 경우, 적운이나 적란운이 소멸하는 경우 등에 주로 발생한다. 하지말 발생하는 경우가 굉장히 다양하다. 국지적으로 발생할 수도 있으며, 광범위한 영역에 넓게 퍼져 나타날 수도 있다. 강수 가능성은 거의 없다.
5. 수직운
5.1 적운
학명으로는 Cumulus, 기호로 Cu 라고 쓴다. 우리말로 보통 뭉게구름이라고 하는데, 특히 여름철에 자주볼 수 있다. 지면의 국지적 가열에 의한 상승기류에의해 발생하는 경우가 거의 대부분이다. 구름 하층의 고도는 500m에서 2000m 정도로 다양하고, 구름의 높이도 굉장히 다양하다. 10km까지 성장하는 적운도 있다. 다른 구름과 다르게 구름의 두께가 굉장히 두껍기 때문에 수적과 빙정이 공존할 수 있는데, 키가 크지 않은 적운은 대부분 수적으로 이루어지나 키가 큰 적운의 경우 구름의 상층부는 빙정으로 되어 있다. 이 경우 적란운으로 발달할 가능성이 높아진다. 적운이라 하여도 구름 내부에는 상승기류가 강할 수 있다. 적운 만으로는 강수가 나타나기를 기대하기 어렵다.
5.2 적란운
학명으로는 Cumulonimbus, 기호로는 Cb라고 한다. 적운보다 훨씬 스케일이 크고 키도 크게 발달하는 구름으로, 대류권계면까지 발달한다. 상승기류가 굉장히 강한 경우에 발달하며, 대부분의 악천후는 적란운에서 발생한다고 보면 된다. 구름의 키가 큰 만큼 내부에 빙정과 수적이 공존한다. 구름 내부에는 강한 상승기류가 발생하고, 강수가 강한 영역에서는 하강기류도 나타난다. 단일 구름 세포(Cell)로 되어있기도 하고, 내부 공기의 흐름에 따라 조직적으로 여러가지 셀이 합쳐져 있을 수도 있다. 소나기를 동반하고 경우에 따라 우박과 뇌우를 동반하기도 한다. 저기압이 매우 발달할 때에는 토네이도를 유발하기도 하는데, 우리나라에서는 굉장히 드물며, 동해에서 가끔 용오름의 형태로 관측된다. 국지적으로 집중호우를 퍼붓기도 하고, 이보다 다소 긴 시간동안 폭우를 유발하기도 한다. 태풍도 일종의 적란운으로 볼 수 있다. 기상현상에 의한 피해는 대부분 적란운에서 나타난다고 보아도 무방하다.
참고 : 1. Understanding Weather&Climate(Edward Aguado, James E. Burt), 2. 위키피디아, 3. 나무위키
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