기온이 2°C로 떨어지고, 하늘은 잿빛으로 흐리지만… 벌써부터 눈송이가 내리기 시작했습니다. 이는 착각이 아니라 일상적인 기상 현상이며, 잘 알려져 있는 자연의 이치입니다. 많은 사람들이 '눈'이 내리면 기온이 0도를 넘지 않는다는 생각을 하지만, 과학적으로는 조금 더 복잡한 이야기가 숨어 있습니다. 실내 온도가 기술적으로 0도를 조금 넘어도, 종종 눈이 내리고 땅에 쌓이는 모습은 꽤 흔한 일입니다.
그러면, 어떤 기적이 일어난 걸까? 얼음으로 된 이 결정체들이 왜 바람을 맞아 눈이 되기 전에 비로 변하지 않는 걸까? 흔히 ‘온난기 눈’ 또는 등온현상으로 알려진 이 현상은 섬세한 과학적 작용에 기반한다. 이번에는 눈이 우리에게 도달하기 전까지 견딜 수 있는 세 가지 주요 이유를 살펴본다.
눈은 인도 위에서 생성되는 것이 아니라 수천 미터 고도에서 형성됩니다. 그곳의 기온은 대개 -10°C에서 -20°C 사이로 매우 낮아서, 표면 근처의 따뜻한 공기층이 매우 얇더라도(수백 미터 정도), 눈송이는 완전히 녹기 전에 지상에 도달하는 경우가 많습니다. 이때 눈은 '축축한 눈'이나 '국물 눈'처럼 보여도, 본질적으로는 얼음에 가깝습니다.
가장 놀라운 사실은 바로 이 점입니다. 눈송이가 녹기 위해서는 따뜻한 온도가 필요합니다. 그런데 매우 건조한 공기 속에 떨어지면 일부 눈송이는 바로 증발해 사라지기도 합니다. 이 증발 과정은 에너지를 사용하며, 즉시 주변 공기를 냉각시킵니다. 따라서 눈송이는 자신의 보호막인 '냉기 방울'을 만들어내며, 이로 인해 3~4도씨의 저온 지역도 강수로 변화하지 않고 통과할 수 있게 되는 것입니다.
눈이 집중적으로 내리기 시작하면, 차가운 눈송이들이 대량으로 떨어지면서 그들이 지나는 따뜻한 공기를 차갑게 식히기 시작합니다. 눈송이들이 녹으며, 주변 공기에서 열을 빼앗아 갑니다. 점차 공기 온도는 0°C에 가까워지고, 이로 인해 차가운 비가 눈으로 빠르게 변하는 일이 자주 발생하는 것이죠.
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