우박은 어떻게 만들어질까요?

 안녕하세요. 스타민s 입니다. 9월 19일 비 예보가 있었습니다. 열심히 일을 하고 있엇습니다. 오전에는 말고 괜찮았습니다. 점심 먹고 부터 하늘이 흐리더니 비가 올거 같이 하늘이 흐려졌습니다. 그러더니 역시나 비가 내리기 시작합니다. 예보를 정말 언젠가 부터 잘 맞춘다는 생각이 듭니다. 그런데 빗소리가 평소랑 다른걸 느꼈습니다. 엄청 굵은 비가 내리는구나 했는데 소리가 상상이상이였습니다. 그런데 아니나 다를까 바닥을 튀어오른는것들이 보였습니다. 우박이였습니다. 그냥봐도 잘 보일정도의 크기의 우박이 내렸습니다. 날이 그리 춥지도 않았는데 우박이 내려서 조금 황당 했습니다. 부랴부랴 자동차 유리가 상할까봐 박스로 덮었습니다. 우박이 보통은 10분이면 끝나는데 이번엔 20분은 넘게 내린거 같습니다. 20여분간을 타닥타닥 내리더니 우박은 사라지고 빗방울만 내렸습니다. 그리고 빗방울도 언제 그랬냐는듯이 그치기 시작했습니다. 우박이 국지성으로 내려서 범위가 작을줄 알았는데 경기북부체서 강원도 충청도, 경상도까지 넓은 지역에 내렸다고 합니다. 지난 5월 31일에도 전라도와 경상도에서 우박 피해가 심하게 났었는데 이번에도 피해가 큰거 같습니다. 춘천, 안동, 문경, 대구, 구미등 많은 곳이 피해가 심하다고 합니다. 우박은 얼음 덩어리 인데 왜 가을에 내릴까요? 왜 그런지 한번 알아봅시다.

우박

  하늘에서 내리는 지금 5mm이상의 얼음덩어리를 우박이라고 합니다. 5mm이하는 싸락눈이라고 합니다. 눈이 내리는데 보통 눈이아니라 타닥타닥내리는 눈을 보신적 있을겁니다. 우박은 적운이나 적란운에서 내리게 됩니다. 적란운은 높게 솟아오른 적운인데 보통 구름을 보면 넓게 퍼져 있거나 어느정도의 두께로 되어있습니다. 그런데 어느정도의 두께가 아니라 높게 발달하게 되는 구름이 있습니다. 솜사탕 아이스크림처럼 이쁘게 높게 솟아오르는 구름이 적란운인데 이 구름이 번개와 쏘나기, 집중호우를 만드는 구름입니다. 바로 이 적란운에서 우박이 내리는데 그럼 우박은 어떻게 만들어질까요?

우박의 생성

 적란운 상부에는 빙정으로 이루어져 있고 그아래에는 높이에 따라 얼음알갱이와 물방울로 되어 있습니다. 상층부에서 얼음이 만들어져 발달하면 어느정도의 무게를 가지고 내려오게 됩니다 내려오면서 물방울의 힘을 받아 점점 커지게 되서 아래로 떨어지게 되는데 겨울철에 내리는 눈입니다. 온도가 높다면 내려오다가 녹아서 비가 됩니다. 그런데 적란운에서는 다릅니다. 얼음알갱이나 눈으로 내리다가 녹으면서 내려와야하는데 적란운 특징이 급한 상승기류등의 의해서 생기는 구름으로 구름안에서 상승기류를 받아서 다시 높게 올라가게됩니다. 그럼 알갱이가 발달하면서 온도가 낮아지기 때문에 다시 얼어버립니다. 상승기류를 이길정도로 무거워지면 떨어지게 되고 다시 상승기류를 받아서 올라가기를 반복하다가 상승기류를 받아도 올라가지 않을 만큼의 무게가 되면 지상으로 우박이 되서 떨어지게 됩니다. 그래서 우박을 보면 마치 나무의 나이테처럼 가운데는 불투명한  핵이 있고 투명하고 불투명하고 투명하게 교대로 되어 있습니다. 이 흔적이 내려오면서 녹았다가 올라가면서 다시 얼고를 반복한 흔적입니다. 구름속에서 많은 상하작용을 받으면 얼음알갱이가 커지고 투명, 불투명의 반복이 많아지게 됩니다. 이번 19일에 내린 우박은 남양주에서는 엄지손톡만한 크기가 내렸습니다. 중부지방은 더큰 우박이 내린것으로 알고 있습니다. 크기가 커지면 문제가 되는것이 내려오면서 가속도를 받아서 낙하속도가 틀립니다. 그래서 큰 우박이 내리면 피해가 더 커지게 됩니다.

우박의 종단속도

 F=ma입니다. 힘은 아래로 중력과 위로 공기의 저항력을 받습니다. 그래서 아래로 떨어지기 때문에 중력은 플러스 저항력은 마이너스로 해서 F=mg-kv(k=저항상수) 입니다. 다시 쓰면 ma=mg-kv 입니다. 그래서 종단속도 v=(ma-mg)/k 입니다. 종단속도는 등속도 운동이기 때문에 a=0 입니다. 따라서 v=mg/k 가 됩니다. 즉 종단속도는 질량에 비례하게 된다는 결론을 얻을 수 있습니다. 큰 우박은 비닐하우스도 찟고 우산을 써도 위험 할 수 있으니 주의하시기 바랍니다. 공기가 있기 때문에 종단속도가 있는 것이고 공기가 없다면 그 속도는 몇백키로m/s가 되서 맞으면 정말 심각한 부상을 당할 수 있을겁니다. 공기에 감사함을 느낍니다. 이번 우박피해로 우박은 어떻게 만들어지며 큰 우박이 패해가 왜 더 큰지 알아봤습니다. 감사합니다.