구름 형성과 비 생성 과정
상승 기류를 타고 올라간 수증기는 고도가 높아질수록 주변 온도가 낮아지면서 응결하기 시작한다. 이때 대기 중에 존재하는 미세 먼지 입자(응결 핵)가 중요한 역할을 수행한다. 수증기 분자는 이 응결 핵을 중심으로 모여 작은 물방울을 형성하는데, 이들이 모여 구름을 이루게 된다.
"보통 구름을 구성하는 물방울의 크기는 0.01~0.05mm에 불과합니다. 이 작은 물방울들이 서로 충돌하고 합쳐지면서 점점 커져 결국 공기의 저항을 이기고 지면으로 떨어지게 됩니다."
구름 내부에서는 상승 기류와 하강 기류가 복잡하게 상호작용한다. 이 과정에서 물방울들은 반복적인 충돌과 합체를 거치며 성장한다. 일반적으로 지름이 0.5mm 이상이 되어야 비로 인정되며, 그보다 작은 경우는 이슬비로 분류된다.
다양한 강수 유형과 특징
비는 발생 조건에 따라 여러 형태로 나타난다. 대류성 강수는 지표면이 강하게 가열될 때 발생하며, 소나기 형태로 짧고 강하게 내리는 특징이 있다. 한편 전선성 강수는 따뜻한 공기와 차가운 공기가 만나는 전선 면에서 발생하며, 비교적 오래 지속되는 경향이 있다.
지형성 강수는 산지에서 주로 관찰되는데, 습윤한 공기가 산을 타고 올라가면서 냉각되어 비를 생성한다. 보통 산의 정상 부근이나 바람이 부는 쪽(풍상측)에서 강수가 집중적으로 일어난다. 반대로 산의 반대쪽(풍하측)은 건조한 공기가 하강하면서 건조 지역이 형성되기도 한다.
"적란운에서 내리는 소낙비의 경우 시간당 50mm 이상의 매우 강한 강수량을 기록하기도 합니다. 이런 폭우는 짧은 시간에 많은 양의 물을 내리기 때문에 홍수 위험을 증가시킵니다."
강수량 측정과 기상 예보
기상 관측에서는 강우량을 정밀하게 측정하기 위해 다양한 장비를 사용한다. 전통적인 측우기는 직경 20cm의 받침대에 모인 비의 깊이를 측정하는 방식이다. 최근에는 틸팅 버킷 방식이나 레이더, 위성 관측 등 첨단 기술이 활용되고 있다.
기상 예보 모델은 대기 중 수증기량, 기온, 기압, 바람 패턴 등 다양한 요소를 종합적으로 분석해 강수 예측을 수행한다. 슈퍼컴퓨터를 이용한 수치 예보 모델은 시간과 공간에 따른 대기 상태 변화를 시뮬레이션하여 보다 정확한 예측이 가능하게 했다.