적란운

상위 문서: 자연지리 관련 정보, 자연과학 관련 정보, 구름

적란운
Cumulonimbus (Cumulonimbus capillatus)
積亂雲

600px
출처 영문 위키피디아. 퍼블릭 도메인.
~~이런 걸로 착각하지 말자~~
사진자료 더 보기

구름 정보
Cumulonimbus
약어 (Abbreviation)	Cb
기호 (Symbol)	파일:Attachment/cumulonimbus-symbol.png
고도 (Altitude)	수직형 / 2,000m ~ 10,000m^[1] (6,500ft ~ 35,000ft)^[2]
강수여부 (Precipitation)	많은 비(heavy), 천둥, 번개, 벼락과 돌풍, 폭설, 우박 등의 국지적 악천후

1 소개

기상학에서 구름을 분류하는 "10종 운형" 중 하나.

많은 양의 수증기가 강력한 상승기류에 의해 탑 모양으로 솟구치면서 만들어지는 구름. 순우리말 이름으로는 쌘비구름이라고도 한다. 그 이름답게 비를 몰고 다니지만, 비가 세게 와서(…) 쌘비구름이 아니라, 수직으로 쌓이며 발달한 비구름이라는 뜻. 한자어 이름인 "적란운" 이나 영어 이름 "Cumulonimbus" 나 똑같이 "수직으로 쌓여 있고, 비를 뿌린다" 는 뜻이 반영되어 있다. 보다 일반적으로는 그냥 소나기구름이라고 한다.

외따로 생성되는 경우가 많지만, 온대저기압의 한랭전선의 전선면에서 형성되기도 한다.

2 생성과 특징

뜨거운 공기든, 작열하는 태양이든, 수증기의 유입이든, 지형적인 원인이든 간에, 일단 강력한 상승기류가 형성되면 그 공기 속에 있는 수증기가 구름 덩어리의 모습으로 뭉게뭉게 피어오른다. 이것을 적운(쌘구름) 또는 뭉게구름이라고 하며, 보통은 여기서 끝난다. 그러나 만일 상승기류도 충분히 강하고 수증기도 충분히 많다면 구름은 한도끝도 없이 ~~무한한 공간 저 너머로~~ 하늘 높이 솟아오르게 될 것이며, 결국 대류권 계면에 도달하게 될 것이다. 이곳의 고도는 무려 해발 10km 또는 35,000ft. 국제선 여객기가 날아다니는 그 높이다.^[3]

이렇게 높으니만큼 춥기도 엄청나게 추운데,^[4] 구름 하부는 물방울로 구성되어 있는 것과는 달리, 단열팽창으로 인하여 구름 상부는 "빙정" 이라는 얼음 알갱이로 구성되어 있다. 이런 구름이니만큼 구름 상부의 모습은 마치 부드러운 새털처럼 보이기도 한다.

구름이 일단 대류권 계면(tropopause)에 도달하면^[5] 이때부터는 상승기류가 성층권으로 진입하지 못하고, 대신 계면을 따라 사방으로 퍼져나간다. 좀 더 정확히 말하면, 계면 근처의 평형 수준(equilibrium level; EL)에 도달했을 때 상승이 멈춘다. 그 이유는 구름은 상승기류를 타면서 점점 열을 잃게 되는데, 정의상 평형 수준에서는 구름의 온도와 구름 외부의 온도가 드디어 일치하게 되기 때문. 따라서 상승에 따라 열을 잃은 구름은 어느 순간 상승하는 힘을 잃게 된다. 구름이 대략 이쯤 되면 벌써 구름 아래에서는 강수가 나타난다고 봐도 된다.

한 덩이의 적란운 속에는 어마어마한 양의 에너지가 있는데, 이를 두고 히로시마 원폭 몇 개분이네 하는 비유도 있고, 적란운 속의 수증기를 모두 모으면 수영장 60여개를 채울 수 있네 하는 이야기도 있다. 정확한 내용이 확인되면 수정바람. 그리고 수직형의 구름이 다 그렇지만 적란운은 특히 심해서, 그 내부에는 격렬한 대류현상이 일어나고 있기 때문에 비행기를 몰고 함부로 들어가는 것은 그다지 권장할 만한 행위가 아니다. ~~자살에도 다양한 방법이 있지~~ 물론 들어간다고 바로 죽는다거나 하는 것은 아니지만, 한 치 앞도 안 보이는데 최대 30m/s 정도의 강풍이 수직으로 불어대는 곳이니... 항공 사건사고 문서를 봐도 알겠지만 적지 않은 사고사례에 기상악화가 크게 한 몫을 했다. ~~행여나 개인용 자가용 비행기를 소유한 위키러가 있다면 뭉게구름이나 저런 소나기구름에 뛰어드는 불나방이 되진 말자.~~

어쨌건 구름이 매우 두텁기 때문에, 상부는 햇빛을 산란하여 찬란한 흰빛으로 빛나지만, 하부는 거꾸로 햇빛을 흡수하여 어두컴컴한 먹빛이 된다. 구름이 두꺼울수록 거의 한밤중을 방불케 할 만큼 어두워지며, 미국 중서부의 슈퍼셀이 이런 특징을 많이 띠고 있다. 의외로 잘 알려져 있지 않은 사실이지만 강수 도중에는 구름 상층부에서 중층부까지 격렬하게 번개가 치며, 저녁이나 밤중에 잘 보인다.^[6] 심할 경우 거짓말 살짝 보태서 노래방 미러볼처럼 현란하게 반짝이기도 한다.(…) 국제선 여객기를 타고 저녁 어스름에 적란운을 만난다면 한번 유심히 관찰해 보자. 보잉 767 콕핏에서 촬영한 모습

강수가 모두 끝나게 되면 당연히 적란운도 사라진다. 구름의 하부에서부터 점차 그 형태를 잃고 흩어지면서 부서져, 하늘은 회색빛의 편운(조각구름)들 사이로 부드러운 권운(새털구름)^[7]과 함께 파란 하늘이 다시 드러나 보이게 된다.

참고로, 육지에서는 주로 한낮 오후에 생성되는 반면, 대양에서는 오밤중에 생성되는 경우가 많다. 육지에서는 일광가열로 인하여 뜨거워진 공기가 대기불안정을 일으킨다면, 대양에서는 밤이 되어 차가워진 상층 공기가 가라앉으면서 대기불안정을 일으킨다. 물론 그 이유는 바다가 육지보다 온도변화가 덜하기 때문.

3 악천후

▲ 미국 애틀랜타 국제공항 인근에 적란운 떼가 덮쳐오는 동안 항공기들이 관제를 받는 모습.

위 영상에서도 나타나듯이 비행기도 피해갈 만큼 위험한 구름이며,^[8] 지구상의 절대 다수의 악천후는 이 녀석 때문이라고 봐도 된다. 천둥과 번개는 기본 옵션이고, 경우에 따라서는 우박도 얼마든지 내릴 수 있다. 게다가 대기가 불안정한 만큼 바람도 심하며, 특히 특대형 버전인 열대성 저기압은 등압선을 예닐곱 개씩은 기본으로 몰고 다닌다. 따라서 강풍 피해와 벼락 피해가 많다. 비교적 근래에 발견된 현상이지만 적란운 꼭대기에서는 메가번개라는 것도 관측된다고.

우박 피해는 의외로 한여름이 아니라 봄이나 가을철에 심하다. 정확히 말하면 5~6월이나 9~10월에 우박을 동반한 강한 소나기가 내리는 일이 잦다. 태풍을 제외하면 우리나라에서 목격되는 적란운의 적지 않은 수가 바로 이 무렵의 것이다. 왜냐하면 환절기처럼 대류활동이 격렬하게 일어나는 시기도 그리 많지 않기 때문. 게다가 이 무렵은 온대저기압이 한반도를 활발히 통과하는 시기다. 오히려 한여름에는 맑은 하늘, 또는 뿌연 안개 같은 구름만 답답하게 낀 채로 찌는 듯이 더울 뿐이다.

적란운 내부에는 상승기류만 있는 게 아니라 하강기류도 존재하는데, 급작스럽게 땅으로 불어닥치는 강력한 하강기류를 따로 다운버스트(downburst)라고 부른다. 이 중에서 작은 것은 마이크로버스트(microburst)라 하는데, 이조차도 지상에 상당한 피해를 입힐 만큼 강력하다. 실제로 이런 하강기류는 몇 톤짜리 컨테이너도 쉽사리 굴릴 수 있을 정도다. 보통 이런 하강기류는 바람도 바람이지만 그 뒤를 잇는 국지성 폭우가 뒤를 잇는 경우도 많다. 또한 공항 근처에서 발생하는 이런 하강기류는 착륙을 준비하는 여객기에게 지극히 위험한 존재가 된다.^[9]

최악의 경우 토네이도까지 나타날 수도 있다. 물론 이건 우리나라에서는 극히 드문 사례. 일단 산간지형이 많은 내륙지역은 접어두고, 동해상에서나 가끔씩 생길 뿐이다. 적란운이 토네이도를 잉태하려면 먼저 메조사이클론(mesocyclone)이라는 회전하는 공기 덩어리가 형성되어야 하는데, 사실 이게 미국 대평원을 제외하면 의외로 생겨나기가 그리 쉽지 않다. 하지만 만일 메조사이클론이 발생하게 된다면, 슈퍼셀로의 ~~업그레이드~~ ~~최종진화~~ 등극에 성공할 수 있게 된다. 메조사이클론이 발생했다 하더라도 실제 토네이도로 발전하는 건 상당히 낮은 확률이지만, 어쨌건 요건만 맞춘다면 어떤 적란운에서도 토네이도가 나타날 수는 있다는 것.

사실 다운버스트니 우박이니 하지만 정말 많은 피해를 입히는 것은 바로 폭우다. 물론 보통은 그냥 지나가는 소나기 정도로 끝나지만, 특히 (상대적으로 드물지만) 간혹 한여름철에 나타나는 적란운 중에 초 국지성 집중호우를 쏟아붓는 경우가 있다. 예를 들어 서울특별시 중구에는 시간당 50mm 로 아예 비를 들이붓듯이 했는데^[10] 바로 옆 종로구에는 총 강수량이 기껏 십수 mm 에 지나지 않았다든가 하는(…) 황당한 일이 벌어지는 것.

진짜 문제는, 이렇게 아주 좁은 강수구역을 갖고 단시간에 쏟아붓고 사라지는 적란운은 기상청에서 제대로 파악하기가 힘들다는 거다. 여름철에 기상청이 중계청이라고 비아냥을 받는 큰 이유 중 하나. ~~비가 오고 있다고 합니다~~이렇게 국소적인 구름 셀(cell)은 컴퓨터로도 제대로 추적이 되지 않는데다, 영상 레이더를 동원하더라도 쉽사리 판별이 곤란하다. 게다가 비가 그리 오랫동안 내리지도 않다 보니 예보는커녕 중계(…)조차 기대하기 어려운 실정. ~~이쯤되면 중계청이 아니라 보도청~~ ~~비가 왔다고 합니다~~ 일부는 이게 기후변화로 인한 기상이변이다 어떻다 등등 주장하고 있는 가운데, 기상청 슈퍼컴퓨터는 조금이라도 더 좁은 격자 단위로 날씨를 예측하기 위해 오늘도 안간힘을 쓰고 있다.

흔히 오해하는 것이지만 겨울에도 얼마든지 적란운이 발생할 수 있다. 물론 우리나라에선 그렇게 자주 보는 현상은 아니지만,^[11] 겨울에도 때로는 구름이 뭉게뭉게 피어올라서 천둥 및 번개와 함께 엄청난 눈을 쏟아붓는 경우가 있다.(…) 이런 현상을 보통 소낙눈(thundersnow)이라고 부른다. # 물론 이 경우에도 ~~국군 장병들의 고충도 고충이지만~~ 폭설 피해가 상당히 크다^[12]. 겨울의 경우 적란운의 키는 여름만큼 크지 않고, 옆으로 비스듬하게 퍼져 가는 경향이 있다.

4 바리에이션

4.1 슈퍼셀

Supercell

해당 문서 참고. 일반적인 적란운과 다른 점은 외따로 형성되면서 내부에 메조사이클론을 포함하고 있다는 것이다.

4.2 스콜

Squall

열대 지방에서 매일 주기적으로 나타나며, 풍속의 현저한 변화를 특징으로 하는 현상. 원래는 적란운과 딱히 무관하게 바람에 관련된 현상이기도 하나, 대다수의 경우 적란운을 동반한 "뇌우스콜" 의 형태이다. 일반적인 적란운과는 다르게, 전체적으로 선이나 띠 모양의 대열을 이루어 발생하는 현상으로, 이 대열을 "스콜 선"(squall line)이라고도 한다. 오후 4시경이 되면 갑자기 돌풍이 불면서 ~~샤워기 수도꼭지를 튼 듯이~~ 세찬 비가 쏟아지다가, 얼마 지나지 않아 금세 다시 뚝 그치면서 하늘이 말끔하게 개는 것이 특징.

4.3 열대성 저기압 및 열탑

Tropical Cyclone & Hot Tower

열대성 저기압, 즉 태풍도 그 근본은 결국 적란운인데, 태풍의 최성기에 눈벽(eyewall)을 따라 하나 또는 두세 개의 열탑(hot tower)이 존재한다. 열탑이라는 표현 그대로, 아래에 설명할 "오버슈팅 탑" 과도 유사한데, 대류권 계면 위로 최대 15km 까지 구름이 탑처럼 솟아오르는 것이다. 적도의 뜨거운 열이 그 높이까지 상승할 만큼 강력한 상승기류를 갖고 있다는 것은, 다시 말하면 그 태풍이 지금 ~~리즈 시절~~ 최대최강의 위력을 유감없이 발휘하고 있다는 뜻도 된다. 열탑이 존재하는 이상, 그 열대성 저기압은 향후 6시간 정도는 현재 수준의 강력함을 그대로 유지하고 있다고 봐도 될 정도다.

4.4 웅대적운

Cumulus congestus → Cumulonimbus calvus

이렇게 생겼다
일명 꽃양배추 구름. 사실 웅대적운과 적란운을 명확히 구분하기는 쉽지 않다. 적운 중에서 특히 강하고 크게 발달한 적운을 웅대적운이라 하며, 그 높이는 8~9km 정도에 이르는 경우도 있다. 즉 대류권 계면에 아직 도달하지 않았을 뿐이지 역시 몹시 강한 위력을 지닌 구름. 학자들은 "많이 발달한 적운" 을 Cumulus congestus, "적란운이 되었지만 아직 모루구름이 생기지 않은 것" 을 Cumulonimbus calvus 로 부르는 듯하다. 물론 둘 다 멀쩡히 비를 뿌리고 천둥과 번개를 치게 할 줄도 안다.

~~사람으로 비유하면 적운은 아가씨, 적란운은 아줌마. 웅대적운은 대략 미시쯤 되겠다.~~

5 부속물(?)

5.1 모루구름

Cumulonimbus incus

이렇게 생겼다

대류권 계면 근처의 평형수준에서 사방으로 뻗어나가는 기류에 의해 모루 모양으로 퍼져나간, 꼭대기가 평평한 구름. 강력한 적란운의 상부에서 형성되는 구름이다. 빙정으로 구성되어 있으며, 가장자리에 권운이 형성되기도 한다. 모루구름을 형성할 정도로 강력한 적란운은 Cumulonimbus capillatus 라고 부르는데, 어찌 보면 좁은 의미의 적란운이 바로 이들이다.

5.2 아치구름

Cumulonimbus arcus (Arcus cloud)

해당 문서 참고. 적란운 전방에서 발생하는 찬 공기의 하강기류가 퍼져나가면서 이런 괴상하게 생긴 구름을 만들어낸다.

5.3 오버슈팅 탑

Overshooting Top^[13]

간혹 적란운의 최상층부는 모루구름을 뚫고 성층권으로 돌입하기도 한다. 물론 성층권 자체가 워낙에 지극히 안정된 공기층인 만큼 그다지 오래 올라가지는 못하지만, 구름 꼭대기에서 한 개 또는 여러 개의 돔(dome)이나 작은 탑 모양으로 나타나는 것이 바로 이것. 이런 게 있을 정도면 이 적란운 아래의 날씨는 ~~조용히 묵념~~ 상상 그 이상이라고 봐도 될 정도다.

이런 게 생기는 이유는, 일반적으로는 평형수준(EL)의 고도에서 상승이 멈추는 반면, 어떤 적란운의 상승기류는 너무나 강력하여, 상승하던 그 모멘텀을 그대로 갖고 계속 치고 올라가기 때문이다. 이런 구름은 결국 최대구획수준(maximum parcel level; MPL)이라 불리는 고도에서 그 상승이 멈추게 된다. 상승기류의 속도가 대략 시속 100마일 이상일 때를 오버슈팅 탑의 발생 기준으로 보고 있는 듯.

상술한 열탑과도 유사성이 있다.

5.4 유방적운

Cumulonimbus mammatus