어린이과학동아&수학동아 기사

안녕하세요! 김대은 기자입니다! 심심해서 바로 기사 올려 봅니다. 올해에는 화이트 크리스마스가 오길 바라요. 여러분, 눈은 어떻게 내리는 걸까요?

그럼 시작합니다!

먼저, 눈이 내리는 기상 조건에 대해서 알아볼 거예요. 눈이 내리기 위한 기상 조건은 구름 양이 흐려야 하고, 최저 기온이 0℃ ~ -2℃까지, 최고 기온이 0℃ ~ 4℃까지 상대습도가 66이상, 84.5미만이어야 합니다! 여기서 상대습도란? 현재 공기에 포함된 수증기량과 공기가 최대로 포함할 수 있는 수증기량(포화수증기량)의 비를 퍼센트(%)로 나타낸 습도입니다. 상대습도는 X 100 으로 구합니다.  (출처 : 네이버 지식백과)

이제는 구름에 대해서 알아볼 거예요. 눈이 내리려면 구름은 꼭 필요한 것이죠. 구름은 어떤 과정을 통해 만들어질까요(과학 5학년 2학기 과정에 나옵니다)?

수증기를 포함한 공기 덩어리가 온도 때문에 위로 상승하면, 주위의 공기가 점점 희박해져 기압이 낮아집니다. 주위 기압이 낮아지기 때문에 상승하는 공기 덩어리는 팽창하게 되죠. 이때, 공기 덩어리의 부피가 팽창하는 데 내부 에너지를 사용했기 때문에 온도가 낮아지게 됩니다. 이렇게 외부와 열을 주고받지 않은 상태에서 부피 변화로 인해 기체 내부의 온도에 변화가 생기는 것을 '단열 과정'이라고 합니다. 이때 부피가 팽창하면서 온도가 떨어지는 과정을 '단열 팽창'이라고 합니다. 공기 덩어리가 상승하면서 주변의 낮은 기압 대문에 부피가 팽창하는 단열 팽창으로 온도가 낮아지다가 수증기가 응결하는 온도에 도달하게 되면 구름이 생성되는 것입니다.

이제 구름이 만들어지는 과정도 알았으니 눈이 만들어진 과정을 알아볼 차례입니다!

0℃에서 -40℃의 구름에는 빙정, 과냉각 물방울이 존재합니다. 이때 과냉각 물방울은 물을 냉각시켰을 때 0℃에서 얼지 않고, 0℃ 이하에서도 얼지 않는 물방울입니다. 과냉각 물방울에서 빙정으로 수증기가 이동합니다. 결과적으로 빙정이 커지고 무거워져 떠있지 못해 땅으로 떨어집니다. 이것이 바로 '눈'입니다. 이렇게 눈의 생성을 설명하는 학설을 '빙정설'이라고 합니다.

자 그럼 정리를 해 보도록 하죠.

- 구름 : 공기 덩어리가 상승하면서 주변의 낮은 기압 때문에 부피가 팽창하는 단열 팽창으로 온도가 낮아지다 수증기가 응결하는 온도에 도달하게 되면 구름이 생성됨.

- 눈 : 구름이 생긴 후, 0℃에서 -40℃의 구름에는 빙정과 과냉각 물방울이 존재함. 이 과냉각 물방울에서 빙정으로 수증기가 이동하게 되면 빙정이 점점 커지고, 이 무거워진 빙정이 떠있지 못해서 땅으로 내려옴. 이것을 바로 '눈'이라 함.

제가 준비한 내용은 여기까지입니다. 공지사항에 인공 눈을 어떻게 만드는지 상상력을 펼치는 게시판이 있더라구요. 그래서 인공 눈에 대해 알아 보았습니다! 제설기의 작동 과정 밖에 준비를 못했지만....

제설기의 작동 과정

1. 제설기에 전원과 물을 공급한다.

2. 제설기에 장착된 펌프가 고압으로 작은 노즐을 통해 물을 발사한다.

3. 제설기 뒤에 장착된 팬이 강한 바람을 불어 노즐에서 나오는 물을 앞으로 날린다.

이상입니다. 감사합니다! 다음에 재미있는 기사 많이 올릴게요.