[자연/과학] 구름의 색

구름의 색 


맑던 하늘에 금새 시커먼 먹구름이 덮이면서 비가 내린다. 맑은 날 하늘을 보았을 때, 구름은 하얀색으로 보이는데 비가 오기 전에 구름의 색깔은 까만 색으로 보인다. 왜 그럴까?

구름은 상승하는 공기가 냉각되어 수증기나 얼음으로 변한 물방울 형태의 조그만 알갱이들이 뭉쳐서 만들어진 것이다. 이렇게 형성된 구름이 까맣게 보이는 것은 구름의 두께와 관련이 있다.

먼저 구름의 색을 알기 전에 하늘이 파랗게 보이는 이유를 알아보자. 비슷한 원리이기 때문에 이 현상을 이해한다면 구름이 까맣게 보이거나 하얗게 보이는 이유를 알 수 있을 것이다. 하늘이 파랗게 보이는 이유는 하늘에 있는 공기분자나 조그만 입자들이 파란색을 가장 효율적으로 산란시키기 때문이다.

다양한 크기의 물분자가 모여서 생성된 구름은 제각기 다른 크기의 알갱이들이 모여 있어서 산란되는 빛이 매우 다양하다. 즉 크기가 작은 입자들은 파란색을, 큰 입자들은 빨간색을 산란시킨다. 따라서 구름에 있는 물방울들이나 얼음 조각들이 모든 색깔의 빛을 산란시키게 되는 것이다. 이러한 이유로 얇은 구름은 흰색으로 보인다. 모든 파장의 빛이 반사되면 흰색으로 보이는 원리와 같다.

그렇지만 비가 내릴 정도로 구름이 두꺼워지면 아주 작은 양의 빛만이 구름을 통과할 수 있다. 따라서 구름 아래 부분에 도달하는 빛의 양을 급격히 줄어든다. 우리가 눈으로 보게 되는 곳이 구름의 아랫부분이기 때문에 빛이 적게 도달하여 구름이 어둡게 보이게 되는 것이다.

비록 구름의 두께가 두껍더라도 뭉게구름은 하얗게 보인다. 이는 구름 속을 지나온 빛을 보는 것이 아니라 구름의 표면에서 산란된 빛이 우리 눈으로 들어오기 때문이다. 태양의 위치가 어디이냐에 따라 까맣게 보일 수도 있고 하얗게 보일 수도 있다.