왜 구름은 검은색이고 구름은 흰색입니까? 납 구름: 그 기원과 위험한 이유

여름에 뭉게구름이 지나가는 것을 보고 그것이 왜 밝은지 어두운지 설명하려고 노력하는 것은 큰 즐거움입니다. 구름은 태양빛을 받으면 눈부시게 하얗지만 구름이 우리 위를 지나갈 때는 그 밑면이 회색이 되거나 완전히 어두워진다. 구름 속의 물방울은 너무 가깝게 떨어져 있어 거의 완전히 불투명한 흰색 물체입니다. 빛이 구름을 거의 통과하지 못하지만 수많은 물방울에 의해 매우 잘 반사되기 때문에 흰색입니다. 태양이 적운 구름에 의해 가려지면 어둡게 보이지만 구름의 가장자리는 항상 밝습니다. "각 구름에는 은색 안감이 있습니다."

따라서 빛과 그림자의 분포는 구름의 다양한 부분(위쪽, 아래쪽, 앞, 뒤) 및 이 거대한 형성물의 실제 모양에 대한 흥미로운 데이터를 제공합니다. 태양과 관련된 구름의 위치뿐만 아니라 비율에 대한 정확한 아이디어를 얻는 것이 항상 쉬운 것은 아닙니다. 예를 들어 구름이 내 앞에 있고 태양이 그보다 약간 떨어져 있으면 그림자 만보고 의아해 할 것입니다 (그림 169, a). 그 웅장함을 짐작할 수 없다

쌀. 169. 적운 구름의 빛과 그림자: a) 풍경을 보는 방법
북쪽에서 남쪽으로 볼 때 관찰자; b) 관찰자의 잘못된 개인적인 인상과 그가 기대하는 그림; c) 상황이 실제로 어떤지. b)와 c)의 경우 관찰자는 동쪽에서 서쪽으로 본다. 태양은 남쪽에 있습니다.

태양까지의 거리, 무의식적으로 나는 그것이 매우 가깝다고 생각하므로 AB의 일부가 조명되어야 하는 것 같습니다(그림 169, 6). 실제로 구름을 비추는 태양 광선은 태양과 내 눈을 연결하는 선과 평행하게 진행됩니다(그림 169, c).

빛과 그림자의 변덕이 아무리 변덕스럽더라도, 한 구름이 다른 구름에 드리우는 그림자가 아무리 복잡하더라도 이것만으로 적운의 색의 모든 차이를 설명하는 것은 불가능해 보입니다.

I. 레비탄

폭풍우가 지나간 후 ​​하늘이 맑아지고 몇 개의 뭉게구름만 남아 태양에 의해 밝게 빛나고 그 중 하나의 그림자가 다른 쪽에 드리울 수 없도록 배열되면 이 구름은 점점 더 어두워지고 마침내 완전히 사라지기 전에 , 청흑색으로 변합니다. 일반적인 인상은 푸른 하늘을 배경으로 보이는 적운의 얇은 부분이 "파란색+흰색"(예상대로)이 아니라 "파란색+검은색"이라는 것입니다.

반면에 뭉게구름은 완전히 흰색인 또 다른 큰 구름과 대조하여 회색으로 나타나므로 단순히 층의 총 두께를 늘림으로써 밝기를 증가시키는 문제는 제기될 수 없습니다. 이러한 현상의 물리학은 매일 관찰되지만 여전히 잘 이해되지 않습니다. 물론 구름이 실제로 빛을 흡수한다는 생각에 대해 매우 조심해야 합니다. 먼저 구름이 단단한 흰색 형성물이라고 가정하여 현상을 설명하려고 시도한 다음 실제로는 빛을 산란시키는 안개에 불과하다는 것을 기억하고 마지막으로 구름에 검은 먼지 입자가 포함될 수 있음을 고려해야 합니다.

구름을 증기기관차의 하얀 증기(연기가 아님!)와 비교하는 것도 흥미롭습니다.어떤 경우 증기는 입사광에 대해 큰 각도에서 볼 때 더 하얗게 보이고 측면에서 볼 때 덜 밝습니다. 태양, 눈이 거의 입사 방향으로 반사된 광선을 감지할 때. 다른 경우에는 관찰 방향에 관계없이 증기가 적운의 가장 밝은 부분보다 훨씬 밝습니다. 아마도 이것은 구름까지의 먼 거리와 공기 중의 산란으로 인한 빛의 감쇠 때문일 것입니다.

조지 니스키. 가을. 세마포어

어두운 적 운 구름종종 멀리서 푸르스름하게 보입니다. 이것은 구름 자체의 색이 아니라 구름과 우리 눈 사이의 대기에 산란된 빛입니다. 그러한 먹구름은 멀리 떨어져 있을수록 그 색이 하늘색에 가까워집니다. 반면에 지평선 근처의 밝은 구름은 노랗게 변합니다.

우리는 또한 다른 클라우드를 고려하고 예를 들어 이유를 설명하려고 노력해야 합니다. 비구름너무 회색이야, 왜 뇌운은 바랜 오렌지 옆에 특별한 납 색을 가지고 있어? 먼지야? 그러나이 모든 것에 대한 우리의 정보는 너무 불완전하므로 독자가 독립적으로 관찰하도록 호소하는 것으로 제한됩니다.

구름으로 완전하고 고르게 덮일 때 하늘 금고에 대한 밝기 분포는 매우 특징적이며 맑은 하늘의 분포를 보완합니다. 예를 들어, 거울, 천정 및 수평선의 도움으로 비교하십시오. 맑은 하늘에서는 천정이 항상 더 어둡습니다. 밝기 비율은 3에서 5까지입니다(사진 X1X 및 XX).

창 밖을 내다 보면 하늘이 납 구름으로 덮여 있고 무슨 일이 있었는지 이해할 수 없다면 괜찮습니다. 처음부터 구름이 어디에서 오는지 알기 위해서는 지식의 약간의 공백을 메우거나 기억을 되살리기만 하면 될 것입니다. 그럼에도 불구하고 그들을 두려워 할 가치가 있는지 여부가 분명해질 것입니다.

구름이란 무엇인가

구름이 하늘에서 어떻게 보이든 베일처럼 거의 투명하든 납 구름처럼 뚫을 수 없든 모두 물로 만들어졌습니다. 사실 공기가 가열되면 지구 표면의 수분이 기체 상태가 되어 위로 올라가며 기온이 낮아져 응축됩니다. 그러나 구름 형성에 필요한 세부 사항이 하나 있습니다. 바로 먼지입니다. 형성 과정이 시작될 때에도 물 분자는 가장 작은 입자에 달라 붙은 후 방울과 얼음 결정이 형성되어 미래에 비가 될 것입니다. 성장에 유리한 조건이 되면 구름은 부피가 커지고, 무거워지고, 점점 더 낮아지고, 결국 그 내용물은 강수로 떨어집니다.

구름의 높이는 날씨에 따라 지구에서 100m에서 30km까지 다양합니다. 기상 조건, 기후 및 개발 단계. 그러나 그들은 대류권의 상층과 지구 표면 사이의 최대 14km 높이에서 정확하게 형성됩니다. 미래에 구름이 형성되고 위치하는 높이는 구름 유형에 따라 다릅니다. 소위 리드 클라우드가 속한 것이 무엇인지 마침내 이해하기 위해 설명으로 넘어 갑시다.

클라우드 분류

하늘을 보면 세 종류의 구름을 볼 수 있습니다.

1. 권운. 일반적으로 그들은 하늘을 가로 질러 뻗어있는 거대한 리본처럼 구부러 지거나 곧게 펴진 흰색입니다. 그들은 6-10km의 고도에 위치하고 두께는 100m에서 2km까지 다양하며 구조는 일반적으로 결정체입니다.
2. 계층. 이름은 그 자체로 말하며,이 유형의 구름은 깔끔한 레이어로 서로 겹쳐진 것처럼 보이지만 종종 음영이 다르기 때문에 더욱 아름답습니다. 그들은 주로 낙하 구조로 0.1-0.7km의 고도에 위치하고 0.2-0.8km의 두께를 가지고 있습니다.
3. 적운. 그들은 하늘 높이 치솟는 커다란 백설 공주 눈 더미와 비슷합니다. 보통 고도 800~1500m, 폭 100m~2km이다.

종종 권층운, 층적운 등과 같은 조합을 관찰할 수 있습니다. 눈이 납 구름에 떨어졌다면 이미 층층운 또는 적란운 구름이 앞에 있을 것입니다. 아마 곧 비가 올 것입니다.

납구름이 생기는 이유

구름의 색깔과 비를 내리는 능력 사이에 직접적인 관계가 있다는 것은 누구나 알고 있습니다. 어두운 구름이 수평선에 나타나면 가까운 장래에 강수량이 떨어질 가능성이 있으며 뇌우가 동반될 수 있습니다. 그러나 때때로 하늘에 떠 있는 납 구름의 광경은 어른들도 납 구름이 나타나는 이유에 대해 의문을 가질 정도로 진심으로 충격을 줄 수 있습니다. 사실 일반 구름과 다르지 않습니다. 성장에 적합한 조건이 생겼고 그 후 많은 양의 수분과 밀도로 인해 절대 통과를 멈췄습니다. 햇빛그리고 그들은 너무 위협적으로 보입니다. 오염 된 공기도 때때로 영향을 미치므로 많은 양의 그을음, 먼지가 구름의 구성에 들어가 더 검게 변합니다. 마지막으로 납 구름 형성에 필요한 조건에 관해서는 다음과 같습니다.

• 위로 올라가는 기단의 불안정성;
• 따뜻하고 차가운 공기의 존재(늦여름, 봄, 초가을에 더 일반적임).

그리고 그것이 나타날 때 해야 할 일은 낙뢰로부터 자신을 보호하는 것뿐입니다.

화창한 여름날, 기이한 동물의 기괴한 윤곽, 동화 속 성 또는 환상이 암시하는 다른 이미지를 취하여 높은 하늘을 가로질러 날아가는 새하얀 구름을 감상하는 것은 때때로 너무 즐겁습니다.


그러나 하늘 가장자리에 검은 비구름이 나타나 자마자 평온한 기분은 무의식적 인 불안감으로 바뀝니다. 왜 이런 일이 발생합니까? 구름은 왜 이렇게 하얗고 가벼워지는 걸까 뇌운, 즉시 어두워지고 깊고 거의 검은 색을 얻습니까?

구름이란 무엇입니까?

예외없이 모든 구름은 거대하고 때로는 수십 킬로미터 크기이며 가장 작은 물방울과 얼음 결정이 축적되어 0.5 ~ 30km 높이에서 지구 표면 위의 바람의 힘에 의해 움직입니다.

구름 요소(물방울 또는 빙원)의 미세한 차원은 다음을 가능하게 합니다. 오랫동안공중에 머물러 라. 그러나 구름 요소의 확대를 위한 조건이 만들어지는 즉시 너무 무거워지고 구름에서 떨어지고 떨어집니다.

구름은 다음과 같습니다.

- 깃털 같은 - 거대한 깃털이나 리본, 곧거나 구부러진 형태로 하늘을 가로질러 퍼집니다.

- 계층화됨 - 마치 약간 다른 색조의 여러 레이어가 다른 레이어 위에 쌓인 것처럼 구성됩니다.

-적운-거대한 눈 더미 또는 하늘 높이 날아 다니는 백설 공주 면모 덩어리와 비슷합니다.


이것들은 구름의 주요 형태이며, 실제로는 종종 가장 기괴한 방식으로 서로 결합하여 권층운, 권적운, 층적운 등이 됩니다.

구름은 어떻게 형성됩니까?

위에서 언급했듯이 구름은 수증기 방울에 의해 형성됩니다. 매일 수만 톤의 물이 바다, 바다, 호수 및 강 표면에서 그리고 단순히 지구 표면에서 증발합니다. 처음에 이 물은 표면에 가까운 따뜻한 공기층에 있습니다.

이 따뜻한 공기는 물리학의 법칙에 따라 상승하지만 지구에서 멀어질수록 더 차가워집니다. 에너지를 잃는 물 분자는 기체 상태에서 액체 상태로 이동하기 시작하여 방울 형태로 응축됩니다.

그러나 위로 올라간 공기는 표면 근처의 하층보다 더 희박하기 때문에 물방울이 충분히 응결되지 않습니다. 큰 크기액체 또는 고체 얼음 입자의 가장 작은 에어로졸인 현탁액 형태로 대기 중에 남아 있습니다. 이것은 구름입니다.


전문가들은 물이 방울 형태와 빙원 형태로 동시에 두 상태에 동시에 존재하는 경우가 많다고 말합니다.

구름과 구름의 색이 다른 이유는 무엇입니까?

기상학자는 용어를 사용하지 않습니다. "구름", 대신 그들은 말한다 "비구름" 또는 "먹구름" . 어두운 구름이 지평선에 나타나고 우리에게 다가오면 곧 비가 올 것이라는 것을 우리 모두 알고 있습니다. 구름의 색깔과 물방울을 흘리는 능력 사이에는 매우 직접적인 연관성이 있습니다.

사실 6km 이상의 고도에서 하늘을 나는 흰 구름의 구조는 매우 희박하고 느슨합니다. 따라서 햇빛은 무광 전등갓을 통과하는 것처럼 거의 방해받지 않고 통과합니다. 그것은 가볍고 빛나는 백설 공주의 기단의 인상을 만듭니다.

여러 가지 이유로 구름이 2km 이하의 높이로 내려오면 밀도가 높아지고 태양 광선이 그 두께를 통과하기가 이미 더 어려워집니다.

구름이 낮을수록 더 어두워 보입니다. 처음에는 약간 칙칙한 색조를 얻은 다음 뚜렷하게 회색, 파란색 또는 보라색이됩니다.

동시에 기단압축되고 가장 작은 물방울이 서로 접근합니다. 이로 인해 물방울의 크기가 증가하여 구름을 통한 햇빛의 침투가 더욱 손상됩니다. 그것은 점점 더 무거워지고 점점 더 낮아지고, 이제 구름이 더 이상 물방울을 그 안에 담지 못하고 땅에 떨어지기 시작하는 순간이 온다.

응결 과정은 구름의 밀도가 낮아지고 상층 대기로 상승하기 시작할 때까지 계속됩니다.


따라서 구름의 색은 주로 밀도에 달려 있다는 것이 분명해집니다. 이 지표가 높을수록 구름이 더 어두워집니다.

비와 뇌운, 땅에 쏟아질 준비가 된 지점까지 이미 응결된 물방울. 그래서 비구름은 무겁고 검게 보이고 구름은 희고 가벼워 보입니다.

과학적 진보와 많은 정보원에 대한 자유로운 접근에도 불구하고 하늘이 파란 이유에 대한 질문에 정확하게 답할 수 있는 사람은 드물다.

낮에는 왜 하늘이 파랗습니까?

백색광, 즉 태양에서 방출되는 빛은 빨간색, 주황색, 노란색, 녹색, 파란색, 남색 및 보라색의 7 가지 색상 스펙트럼으로 구성됩니다. 학교에서 알려진 운율 "Every Hunter Wants to Know Where the Pheasant Seats"는 각 단어의 첫 글자로 이 스펙트럼의 색상을 결정합니다. 각 색상에는 고유한 빛의 파장이 있습니다. 가장 긴 것은 빨간색이고 가장 짧은 것은 보라색입니다.

우리에게 친숙한 하늘(대기)은 고체 미립자, 작은 물 방울 및 가스 분자로 구성됩니다. 시간이 지남에 따라 하늘이 파란 이유를 설명하려는 몇 가지 오해가 있었습니다.

• 가장 작은 물 입자와 다양한 가스 분자로 구성된 대기는 파란색 스펙트럼의 광선을 잘 통과하고 빨간색 스펙트럼의 광선이 지구에 닿는 것을 허용하지 않습니다.
• 공기 중에 부유하는 작은 고체 입자(예: 먼지)는 파란색과 보라색 파동을 가장 적게 산란시키기 때문에 스펙트럼의 다른 색상과 달리 지구 표면에 도달할 수 있습니다.

이러한 가설은 많은 유명한 과학자들에 의해 뒷받침되었지만 영국 물리학자 John Rayleigh의 연구에 따르면 광산란의 주요 원인은 고체 입자가 아님이 밝혀졌습니다. 빛을 색 구성 요소로 분리하는 것은 대기 중의 가스 분자입니다. 하얀색 햇빛, 하늘의 가스 입자와 충돌하여 다른 방향으로 흩어집니다.

기체 분자와 충돌하면 백색광의 7가지 색상 성분이 각각 산란됩니다. 이 경우 파장이 긴 빛(주황색과 노란색도 포함하는 스펙트럼의 빨간색 구성 요소)은 파장이 짧은 빛(스펙트럼의 파란색 구성 요소)보다 더 심하게 산란됩니다. 이 때문에 산란 후 빨간색보다 8배 더 많은 파란색 스펙트럼 색상이 공기 중에 남아 있습니다.

보라색은 파장이 가장 짧지만 보라색과 녹색 파장의 혼합으로 인해 하늘은 여전히 ​​파랗게 보입니다. 또한 우리의 눈은 보라색보다 파란색을 더 잘 인식하며 둘 다 같은 밝기입니다. 결정하는 것은 바로 이러한 사실들이다. 색 구성표하늘: 대기는 문자 그대로 청청색 광선으로 가득 차 있습니다.

그렇다면 노을은 왜 붉을까?

그러나 하늘이 항상 푸른 것은 아닙니다. 자연스럽게 질문이 생깁니다. 우리가 하루 종일 본다면 파란 하늘노을은 왜 붉을까? 위에서 우리는 빨간색이 가스 분자에 의해 가장 적게 산란된다는 것을 발견했습니다. 일몰 동안 태양은 수평선에 접근하고 햇빛은 낮과 같이 수직이 아닌 비스듬히 지구 표면으로 향합니다.

따라서 대기를 통과하는 경로는 태양이 높은 낮에 걸리는 경로보다 훨씬 깁니다. 이 때문에 청청 스펙트럼은 지구에 도달하지 않고 두꺼운 대기층에 흡수됩니다. 그리고 적황색 스펙트럼의 더 긴 광파는 지구 표면에 도달하여 하늘과 구름을 일몰의 특징인 빨간색과 노란색으로 물들입니다.

구름은 왜 흰색일까요?

구름의 주제를 만져 봅시다. 왜 파란 하늘흰 구름? 먼저 그들이 어떻게 형성되는지 기억합시다. 습한 공기, 보이지 않는 증기를 포함하고 지구 표면에서 가열되며 상단의 기압이 적기 때문에 상승 및 팽창합니다. 팽창함에 따라 공기가 냉각됩니다. 특정 온도에 도달하면 수증기가 대기 먼지 및 기타 부유 물질 주위에 응축되어 작은 물방울이 형성되고 합쳐져 구름이 형성됩니다.

상대적으로 작은 크기에도 불구하고 물 입자는 가스 분자보다 훨씬 큽니다. 그리고 공기 분자를 만나 태양 광선이 흩어지면 물방울을 만나면 빛이 반사됩니다. 동시에, 처음에 흰색 햇빛은 색상을 변경하지 않고 동시에 구름 분자를 흰색으로 "페인트"합니다.