14.1.~14.3. Introduction / Necessary Ingredients for Formation / Growth Process

14.1. Introduction

 강수는 액체 상태든 고체 상태든 대기로부터 떨어져 땅에 도달하는 물 입자의 형태입니다. 강수의 유형에는 이슬비(drizzle), 비(rain), 눈(snow), 쌀알눈(가루눈, snow grains), 얼음 결정(ice crystals), 얼음 싸라기(ice pellets), 우박(hail), 그리고 싸락우박(small hail) 및/또는 싸락눈(눈싸라기, snow pellets) 등이 있습니다.

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14.2. Necessary Ingredients for Formation

 수증기를 구름으로 응결시킬 수 있는 충분한 리프트(lift), 그리고 구름의 작은 물방울이 강수를 내리게 할 만큼 충분히 크고 무겁게 발달할 수 있도록 하는 발달 과정과 같은 세 가지 요소가 강수 형성에 필요합니다. 강한 강수는 보통 최소 4,000 feet 이상인 구름의 두께를 필요로 합니다. 비가 더 많이 내릴수록, 구름은 더 두꺼워질 가능성이 있습니다. 약한 강수 혹은 그 이상인 규모의 강수가 보고된 공항으로부터 도착하거나 출발할 때, 4,000 feet 이상인 구름의 두께를 예상할 수 있습니다.

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14.3. Growth Process

 모든 구름은 물을 포함하고 있지만, 오직 일부만이 강수를 발생시킵니다. 이것은 구름의 작은 물방울이나 얼음 결정이 너무 작고 가벼워서 강수로써 땅에 떨어질 수 없기 때문입니다. 구름의 작은 물방울이나 얼음 결정의 미세한 크기 때문에, 구름의 작은 물방울이 떨어지는 속도는 엄청나게 느립니다. 3,300 feet(1,000m)의 운저(구름의 아래 부분)에서 떨어지는 평균적인 구름의 작은 물방울은 지상에 도달하는 데 약 48시간이 걸립니다. 이 구름의 물방울은 구름의 베이스 아래로 떨어진 후 몇 분 안에 증발할 것이기 때문에 앞 문장에서 이야기한 이동(여정)을 결코 완성시킬 수 없을 것입니다. 구름의 작은 물방울(또는 얼음 결정)이 증발(또는 승화) 하기 전에 강수로써 땅에 닿을 정도로 충분히 크게 자라도록 하는 두 가지 발달 과정이 존재합니다. 그중 하나의 과정은 아래 [Figure 14-1]과 같은 *충돌-병합 과정(the collision-coalescence process), 또는 따뜻한 강우 과정(warm rain process)이라고 불리는 것입니다. 이 과정에서, 구름의 작은 물방울의 충돌은 다양한 크기와 각각 다른 낙하 속도 사이에서 발생하고, 물방울끼리 서로 달라붙거나 합쳐져서 더 큰 방울을 형성하게 됩니다. 마지막으로, 물방울이 너무 커져서 공기 중에 부유할 수 없게 되고, 결국 비가 되어 땅으로 떨어지게 됩니다. 이것은 *빙결 고도가 매우 높고 따뜻한 곳인 열대 기단에서의 주요 성장 과정으로 여겨집니다.

충돌-병합 또는 따뜻한 강우 과정. 대부분의 구름의 작은 물방울은 너무 작고 가벼워서 강수로 땅에 떨어질 수 없습니다. 그러나, 더 큰 구름의 물방울들은 더 빠르게 떨어지고, 떨어지는 경로에 있는 더 작은 물방울을 휩쓸며 큰 크기로 성장할 수 있습니다.

 다른 하나의 과정은 *빙정 과정(the ice crystal process)입니다. 이것은 얼음 결정과 물방울이 모두 존재할 때 차가운 구름에서 발생합니다. 이 경우, 수증기가 얼음 결정으로 직접 침전되는 것이 더 쉬워서 얼음 결정은 물방울을 자원으로써 이용해 성장하게 됩니다. 그러면서 얼음 결정들은 결국 떨어질 만큼 무거워지게 됩니다. 만약 지표면 근처가 차갑다면, 눈의 형태로 떨어질 수 있지만 그렇지 않다면, 눈송이가 녹아 비의 형태로 내릴 수 있을 것입니다. 이것은 고위도와 중위도에서 주요 성장 과정으로 여겨집니다.

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• 충돌-병합 과정 (the collision-coalescence process) : 구름을 구성하는 물방울들 간의 충돌과 병합에 의해 강수가 가능한 입자로 성장하는 과정. 열대지방의 강수를 설명하는 강수 과정을 말하기도 함. 이 과정에서 빗방울을 성장시키는 요인은 구름에서의 물방울의 함량, 구름에서 물방울의 크기, 구름의 두께, 구름 속의 상승기류, 구름에서 물방울의 전하와 구름 속의 전기장 등임.
• 빙결 고도 (freezing level) : https://jicho9597.tistory.com/136 참조
• 빙정 과정 (the ice crystal process) : 0°C 이하의 구름 속에서 얼음결정(빙정)이 성장하여 낙하됨으로써 대기의 조건에 따라 비나 눈이 지표면에 내린다는 강수 과정을 말함.

 

※ U.S. Department of Transportation Federal Aviation Administration, FAA Advisory Circular (AC) 00-6B, AVIATION WEATHER, page 14-1~2 해석