과학(Science)/지구 과학 (Earth Science)

'비'와 '구름'의 메커니즘

SURPRISER - Tistory 2021. 11. 28. 14:30

0. 목차

  1. '구름'이란 무엇인가?
  2. 비가 내리는 메커니즘
  3. 구름의 모양과 크기는 무엇이 결정하는가?
  4. 구름의 종류
  5. 적란운의 메커니즘
  6. 대기 상태의 불안정
  7. 구름 갤러리

1. '구름'이란 무엇인가?

 하늘의 구름을 바라보며 '구름 위에 타면 기분이 좋을 것 같다', '솜사탕처럼 맛있을 것 같다'며 상상의 나래를 펴본 사람도 많을 것이다. 그러나 유감스럽게도 구름에는 올라탈 수 없으며, 솜사탕처럼 맛있지도 않다. '구름(Cloud)'은 공기에 들어있던 '수증기'에서 생긴 물방울이나 얼음 알갱이가 모인 것이다. 수증기는 투명해서 보이지 않지만, 상승 기류로 인해 올라가면 차가워져, 공기가 함유할 수 있는 수증기의 양이 적어지고, 남은 수증기는 물방울이나 얼음 알갱이가 된다. 이들이 모인 것이 구름이다. 구름을 이루는 물방울이나 얼음 알갱이는 햇빛을 사방팔방으로 흩뿌리는데, 이것을 '산란(Scattering)'이라고 한다. 이 산란된 빛이 우리의 눈에 들어오면 구름이 희게 보이는 것이다.

 예컨대 주전자에서 나오는 '김(Steam)'도 희게 보이는데, 이것 또한 수증기가 주전자 밖으로 나오면서 차가워져 작은 물방울로 변했기 때문이다. 구름이 생길 때도 주전자의 김과 같은 원리가 작용한다.

 구름은 물이나 어름의 입자일 뿐인데 어떻게 하늘에 떠 있을 수 있을까? 그것은 구름을 이루는 입자가 매우 작기 때문이다. 구름을 이루는 아주 작은 물방울이나 얼음 알갱이를 '운립(구름 입자)'라고 한다. '운립'의 크기는 지름 0.01mm 정도이며, 매초 1cm 정도 낙하하고 있다. 또 구름 안에서는 '운립'들이 끊임없이 움직이고 있으며, 구름 윤곽 부분에서는 '운립'이 증발하여 사라지기도 한다. 하지만 이러한 증발에도 구름이 계속 있는 이유는 '상승 기류'가 수증기를 상공으로 운반해 운립을 계속 만들어 공급하기 때문이다. 운립은 구름 속에서 차츰 다른 운립과 달라붙어 성장하고, 물방울의 알갱이가 커지면 낙하 속도가 커진다. 이로써 도중에 증발하지 않고 지표에 이르게 되는데, 이것 이 바로 '비(Rain)'이다.

1-1. 구름이 생기는 메커니즘

 지상의 공기가 상승하면 구름이 생기는 경우가 있다. 공기가 함유할 수 있는 수증기의 양에는 한계가 있으며, 기온이 높을수록 많은 수증기를 함유할 수 있다. 지상의 공기 덩어리는 상공으로 갈수록 온도가 낮아지므로, 공기가 함유할 수 있는 수증기의 양이 줄어든다. 그 나머지가 '운립(물이나 얼음의 알갱이)'으로 바뀌고 그들이 모여 '구름(Cloud)'이 되는 것이다.

 하지만 수증기를 함유한 공기가 차가워지는 것만으로는 운립이 생기지 않는다. 수증기가 운립이 되려면 '구름 응결핵'이라는 '심'이 생겨야 한다. '구름 응결핵'이 되는 것은 공기 속에 떠다니는 '에어로졸(Aerosol)'이라는 미립자이다. '에어로졸(대기 중에 부유하는 고체 또는 액체의 미립자)'에는 여러 가지가 있으며, 지면에서 휘날려 올라간 흙의 입자, 바다에서 생가는 파도의 물보라, 자동차와 공장 등에서 배출되는 연기에 들어 있는 입자 등을 모두 들 수 있다. '에어로졸'을 심으로 해서 수증기가 모여야 운립이 된다.

 '비'와 '눈'에는 '에어로졸(Aerosol)'이 들어 있다. 그러면 비가 오면 자동차의 세차가 저절로 되지 않을까? 안타깝게도 그렇게 되지는 않는다. 왜냐하면 비는 깨끗한 물이 아니기 때문이다. 빗방울은 '에어로졸'이 구름 응결핵으로 변한 운립이 성장한 것이다. 게다가 하늘에서 내려오는 동안에도 에어로졸을 끌어들이므로 빗물이 증발하면 먼지나 찌꺼기가 남는다. 자동차에 비가 쏟아지고 그 빗물이 마르면 차가 더러워지는 이유도 에어로졸 때문이다. '눈(Snow)'도 깨끗해 보이지만, 녹으면 모래나 흙 같은 것이 나온다. 그 이유도 눈 속에 에어로졸이 있기 때문이다.

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2. 비가 내리는 메커니즘

 운립은 주위의 수증기를 끌어들임으로써 커진다. 점점 커지면 운립의 겉넓이가 늘어나는 비율이 작아지기 때문에, 수증기를 끌어들이는 속도가 올라가지 못해서 좀처럼 크게 성장하지 못한다. 그보다는 운립끼리 서로 부딪혀 달라붙는 편이 빨리 성장할 수 있다. 구름 속에는 여러 크기의 운립이 있지만, 비교적 큰 운립은 작은 운립보다 빨리 낙하한다. 운립이 낙하할 때는 다른 작은 운립과 부딪치면서, 서로 달라붙어 더 큰 운립이 된다. 이것을 되풀이해 운립은 최종적으로 부피가 100만 배 이상 큰 빗방울로 성장한다. 이렇게까지 커지면 아무리 '상승 기류'가 있어도 계속 떠다닐 수 없어, 비의 형태로 지상에 낙하한다.

 이처럼 모두 물방울로 된 구름에서 내리는 비를 '따뜻한 비'라고 한다. 하지만 그에 비해 높은 곳에 있는 구름에는 물로 된 운립뿐만 아니라, '빙정'이라는 얼음 알갱이도 존재한다. '빙정'은 공기 중의 수증기를 끌어들여 커지며 눈의 결정이 된다. 하지만 낙하하다가 도중에 녹으면 지상에서 비가 되는데, 이런 비를 '차가운 비'라고 한다. 하지만 눈의 결정이 높지 않고 지상까지 이르면 '눈(Snow)'이 된다.

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3. 구름의 모양·크기·색깔은 무엇이 결정하는가?

 하늘을 보면 다양한 모양과 크기의 구름이 있는데, 이것은 무엇에 의해 결정될까? 구름의 모양과 크기는 '상승 기류'의 방향에 의해 결정된다. 수증기의 양이 많은 공기 덩어리가 빠른 속도로 바로 위로 상승하면, 구름은 상하 방향으로 높이 발달한다. 이러한 구름의 대표적인 예가 '적란운'이다. 한편, 수증기의 양이 많은 공기 덩어리가 천천히 비스듬하게 상승하면, 구름은 수평 방향으로 넓게 발달한다. 이러한 구름의 대표적인 예가 '난층운'이다. '적란운'과 '난층운'은 모두 지상에 비를 내리지만, '적란운'은 억수 같은 비를 내리기 쉽고, '난층운'은 촉촉하게 비를 내리기 쉽다.

 또 바람이 높은 산을 넘으면 산의 형태와 비슷한 '삿갓구름'이 생기거나 산에서 조금 떨어진 곳에 렌즈 구름이 생긴다. 그리고 바람은 구름의 모양을 끊임없이 바꾼다. 지방에 따라 '서산에 구름이 걸리면 비'와 같은 속담이 있고, 그것이 잘 들어맞는 것은 기상 변화를 일으키는 바람의 움직임이 구름의 모양으로 나타나기 때문이다.

 구름의 색깔을 결정하는 것은 빛이다. 구름 입자는 빛의 파장보다 크기 때문에 태양빛에 닿으면 산란한다. 이때, 빛의 파장에 관계없이 산란하기 때문에 구름에서 나오는 빛은 다양한 파장이 섞인다. 따라서 구름의 색깔은 하얗다. 그러나 비구름은 어두침침한 회색이며, '적란운' 등은 '뇌운(번개·천둥 등을 몰고 오는 구름)'으로 바뀌면 하늘은 짙은 회색이 된다. 이것은 구름의 키가 커서, 빛이 구름 속에서 너무 많이 산라함으로써 구름 바닥 부근에서는 빛이 약해지기 때문이다. 또 아침과 저녁에는 태양빛이 구름을 거쳐 눈에 들어오기까지 파장이 긴 빨간색에 가까운 색깔만 남기 때문에 하늘과 함께 구름도 붉게 물든다. 때로는 구름 입자로 인해 태양빛이 무지개색으로 나뉘어 구름이 무지개 핵의 '채운(Iridescent cloud)'이 되기도 한다.

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4. 10종 운형

 하늘에 뜬 구름은 다양한 모습을 하고 있으며, 각각에 이름이 붙어 있다. 대략 10종류로 나눌 수 있어 '10종 운형'이라고 한다. 1894년, 세계의 기상학자들이 스웨덴에 모여서 국제적으로 구름의 기본 모형 10가지를 정하였다. '세계 기상 기구'에서 발간하는 'International Cloud Atlas'에는 10종 운형과 그것을 더 세분화한 구름의 분류 체계가 정해져 있다. 10종 운형은 구름이 출현하는 높이와 형태로 분류한다. 먼저 높이에 따른 분류로는, 상공 5~13km의 대류권 가장 높은 하늘에 뜨는 구름을 '상층운(High Level Clouds)', 상공 2~7km 높이에 뜨는 구름은 '중층운(Middle Cloud)', 2km 이하의 낮은 고도에 출현하는 것을 '하층운(Low-Level Clouds)'이라고 한다.

 '상층운'에는 '권운', '권적운', '권층운'이 있고, '중층운'에는 '고적운', '고층운', '난층운'이 있고, '하층운'에는 '층적운', '층운', '적운', '적란운'이 있다. 또 '상층운'의 이름에는 '권(卷)'이 붙고, 난층운 이외의 '중층운'에는 '고(高)'가 붙는다. 그리고 가로로 퍼지는 층 모양의 구름에는 '층(層)', 겹치듯이 위로 성장하는 구름에는 '적(積)', 비가 눈을 내리는 구름에는 '난(亂)'이 붙는다. 단, 적란운과 난층운이 두께가 있기 때문에 순수하게 하층과 중층에만 존재하지 않는다. 특히 적란운은 강한 상승 기류로 인해 대류권과 성층운의 경계까지 성장하기도 한다.

 고도 5000m 이상에서 발생하는 구름은 물방울 없이 얼음 알갱이로만 이루어지기도 한다. 또 뭉게뭉게 피어오르는 형태의 구름은 여러 높이에서 나타나고, 상공일수록 각각의 구름이 작게 보인다.

구분 운형 국제명(국제기호)
상층운
(5~13km)
권운 Cirrus(Ci)
권적운 Cirrocumulus(Cc)
권층운 Cirrostratus(Cs)
중층운
(2~7km)
고적운 Altocumulus(Ac)
고층운 Altostratus(As)
난층운 Nimbostratus(Ns)
하층운
(0~2km)
층적운 Stratocumulus(Sc)
층운 Stratus(St)
하층운
수직으로 발달하는 구름
(0.5km 이상)
적운 Cumulus(Cu)
적란운 Cumulonimbus(Cb)
  1. 권운: 고도 5000m 이상에서 생기는 구름으로, '털구름', '새털구름'이라고도 한다.
  2. 권적운: 고도 5000m 이상에서 생기는 구름으로, 얇은 장막이 상공을 덮고 있는 것처럼 보인다. '털층구름'이라고도 한다.
  3. 권층운: 고도 5000m 이상에서 생기는 구름으로, '털쌘구름', '조개구름'이라고도 한다.
  4. 고적운: 고도 3000~7000m에서 생기는 구름으로, '높쌘구름', '양떼구름'이라고도 한다.
  5. 고층운: 고도 3000~7000m에서 생기는 구름으로, '높층구름'이라고도 한다.
  6. 난층운: 고도 3000~7000m에서 생기는 구름으로, 이른바 '비구름'이라고 한다. 난층운은 천천히 광범위하게 공기가 상승하여 발생하는 구름이어서, 난층운에 의해 비가 내리기 시작하면 광범위하고 오랜 시간에 걸쳐 내린다.
  7. 층적운: 고도 500~2000m에서 생기는 구름으로, '층쌘구름'이라고도 한다.
  8. 층운: 고도 2000m 이하에서 생기는 구름으로, '높층구름'이라고도 한다.
  9. 적운: 지표 가까이부터 6000m 사이에 생기는 구름으로, 발달하면 '적란운'이 된다. '쌘구름'이라고도 한다.
  10. 적란운: 강한 상승기류로 인해 생기는 구름으로, 구름 꼭대기가 10000m에 이르는 것도 있다. '적란운'은 강한 비나 눈을 내리며, 때로는 뇌우, 우박, 회오리 바람도 일으킨다.
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5. 적란운의 메커니즘

 '적란운'의 수평 방향의 폭은 큰 경우 10km 이상, 높이는 15km에 이르기도 한다. 매우 두터운 구름이므로, 머리 위에 오면 하늘이 어두워진다. 좁은 범위에 큰 비를 내리는 것이 특징이며, 큰 비 외에도 '용오름(회오리바람)' 등의 돌풍, 우박 등을 발생시키기도 한다.

 적란운은 어떤 계기로 '상승 기류'가 발생하면 생긴다. 여름철에 소나기를 내리는 구름뿐만 아니라, 장마 말기에 큰비를 내리는 구름이나 태풍도 '적란운'으로 구성되어 있다. '적란운'은 큰비를 불러오는 전형적인 구름이다.

 적란운이 성장하면 구름 속에서 '하강 기류'가 생긴다. '하강 기류'가 생기는 이유 중 하나는 빗방울이 낙하할 때 주위의 공기를 끌어내리는 것이다. 또 적란운 상부에도 여름에도 눈이 생겼다가 그것이 낙하 도중에 녹으면 '차가운 비'가 된다. 이때 주위의 공기에서 열을 빼앗아 가므로 온도가 내려가므로, '하강 기류'가 생긴다. 이렇게 생긴 '하강 기류'는 '상승기류'를 소멸시킨다. 그래서 적란운은 30분~1시간 만에 수명을 다하고 사라진다.

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6. 대기 상태의 불안정

 일기 예보에서 '대기 상태가 불안정하다'라는 말을 할 때가 있다. 이 말은 큰비를 내리게 하는 '적란운'이 발생하거나 성장하기 쉬운 상황이라는 뜻이다. 즉, 날씨가 나빠지기 쉬운 상태이다. 그러면 어떨 때 대기 상태가 불안정해질까?

  1. 지표 가까운 곳의 공기가 따뜻하고 습할 때: 큰 비를 내를 내리게 하는 '적란운'이 발달하려면 지표에서 올라가는 공기 덩어리가 '상승 기류가' 되어 상공으로 계속해서 높이 올라가야 한다. 즉, 지표 부근의 공기가 따뜻하고 습한 공기여야 상승하기 쉽다. 습한 공기 속의 수증기는 상공으로 감에 따라 '물(운립)'으로 바뀐다. 습한 공기가 상승할 때는 건조한 공기보다 온도가 내려가는 정도가 완만해진다. 수증기는 물로 변할 때 주위로 열을 방출하여, 공기 온도가 내려가는 정도가 완만해지기 때문이다. 그래서 습한 공기 덩어리는 건조한 공기보다 높이 상승하기 쉬워진다.
  2. 지표와 상공 사이의 기온차가 클 때: 일반적으로 상공의 공기는 지상보다 저온이고, 상공으로 올라간 공기는 팽창해서 온도가 내려간다. 이때 상승한 공기 덩어리는 주위의 온도와 같은 온도가 될 때까지 계속 상승한다. 즉, 상공의 온도가 낮으면, 공기가 높이 상승할 수 있다.
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7. 구름 갤러리

7-1. UFO 같은 모양의 '렌즈구름'

  1. 유형: 렌즈구름(Lenticular Cloud)

 아래의 사진은 산을 넘을 때의 기류로 생겨난 '렌즈구름(Lenticular Cloud)'이다. 바람이 산을 넘을 때, 바람이 불어가는 쪽으로는 위아래로 파도치는 대기의 물결이 생긴다. 바람이 이 파도를 타고 위아래로 움직이면 상승할 때 구름이 생기고 하강할 때 구름이 사라진다. 그리고 파도의 마루에 해당하는 곳에서만 생기는 구름이 '렌즈구름'이다. 상공의 강한 바람 때문에 생긴 구름이어서 몽글몽글 피어오르는 모양이 아니라 매달린 형태를 띤다.

7-2. 기세 좋게 성층권까지 솟아오른 '적란운'

  1. 유형: 적란운(Cumulonimbus)

 '적란운'은 강한 상승 기류로 인해 발달하지만, 상승 기류는 성층권보다 높게 올라갈 수 없기 때문에 보통은 대류권과 성층권 경계에서 그 이상 상승하지 못하고 옆으로 퍼진다. 그 모양이 대장간의 '모루'를 닮아, 적란운의 이런 구조를 '모루구름'이라고 부르기도 한다. 그러나 상승 기류가 강하면, 성층권까지 돌입해 모루 위로 몽글몽글한 것이 보이는 경우가 있다. 이런 상태를 '오버슈트(Overshoot)'라고 한다. 목욕물 안에서 샤워기를 위 방향으로 향하면 수면이 약간 치솟는 메커니즘과 아주 비슷하다.

7-3. 적란운에서 생긴 '아치구름'

  1. 유형: 아치구름(Arcus)

 '아치구름(Arcus)'은 낮은 하늘에 나타나는 음산한 색깔의 롤케이크 같은 모양의 구름이다. 이 사진은 적란운과 함께 발생한 '아치구름'이라는 구름이다. 적란운은 강한 상승 기류에 의해 발생하지만, 비가 내리면 차가운 하강 기류가 강해진다. 차가운 공기는 무겁기 때문에 지상에 도달하면 지표 부근으로 퍼진다. 그리고 적란운 주위에 있는 따뜻한 공기와 만나면 차가운 공기는 따뜻한 공기를 밀어 올린다. 이때, 들어 올려진 따뜻한 공기 속의 수증기가 물로 바뀌면 아치구름이 만들어진다. 아치구름은 위에서 보면 호 모양이어서 이런 이름으로 불린다. 또 아치구름이 발생할 때는 돌풍이 일어나므로 주의가 필요하다.

아치구름(Arcus)

7-4. 하늘에 뚫린 거대한 구멍

  1. 유형: 구멍 뚫린 구름

 구멍 뚫린 구름은 '권적운'과 '고층운'에서 생기기 쉬운 현상이다. '권적운'이 생기는 대류권 상층은 여름에도 기온이 빙점을 밑도는데, 대기 중에는 빙정핵이 많지 않아 물 입자가 좀처럼 얼지 못해 물로 존재하게 된다. 이것을 '과냉각 물방울'이라고 한다. 그러나 공기가 흔들리는 등의 이유로 권적운에 얼음 입자가 생기면, 얼음을 만들기 위해 주위의 수증기가 사용된다. 그리고 수증기가 충분하지 않으면 과냉각 물방울이 증발해 수증기가 된다. 이것이 구름의 구멍이 된다.

구멍 뚫린 구름

7-5. 무지색이 아름다운 '채운'

  1. 유형: 채운(Iridescent Cloud)

 구름이 무지개색으로 물든 '채운(Iridescent Cloud)'은 구름 중에서도 특히 아름답다. 채운은 상서로운 '구름(Iridescent cloud)'이라고도 하며, 예로부터 좋은 일이 일어날 징조로 여겨졌다. 그러나 뜻밖에도 그렇게 희귀한 현상은 아니며, 계절과 장소와 관계없이 흔히 관찰할 수 있다. 태양 옆에 권적운이나 고적운, 적운이 있을 때는 '채운'을 볼 수 있는 기회이다. 채운은 구름 속의 물 입자에서 태양빛이 무지개색으로 나뉘면서 나타난다. 보통은 물 입자의 크기가 다양하기 때문에 무지개색이 불규칙하게 보인다. 태양 근처에 나타나기 때문에 관찰할 때는 반드시 건물 등으로 태양을 가려 눈을 상하지 않도록 조심해야 한다.

7-6. '비행운'도 구름의 일종

 '비행운(Contrail)'은 인간의 활동이 만든 구름이다. 이 사진의 '비행운'은 태양 빛이 무지개색으로 나뉜 '채운(Iridescent Cloud)'의 형태이다. 비행기가 나는 곳은 10km 부근이므로 주변 기온은 열므에도 빙점 아래이다. 반면에, 비행기에서 나오는 배기가스는 300~600℃이기 때문에 주위의 차가운 공기와 섞여 급격하게 냉각되면서 구름이 생긴다. 이 밖에도 하늘이 매우 습할 때는 비행기 날개 뒤쪽에서 구름이 생기기도 한다. 비행운은 하늘이 건조하면 생기지 않으며, 습할수록 오래 유지된다.

비행운(Contrail)

7-7. 로켓 발사로 생긴 '야광운'

  1. 유형: 야광운(Noctilucent Cloud)

 마치 용처럼 빛나는 이 구름은 '야광운'의 일종이다. '야광운(Noctilucent Cloud)'은 해뜨기 전이나 해가 진 후에 빛나는 구름으로, 고도 약 80km의 중간층에 나타난다. 대부분의 구름은 고도 10여 km 이하의 대류권 안에 출현하지만, 야광운은 매우 높은 고도에 생긴다. 이 사진은 로켓 발사로 인해 인공적으로 야광운이 생긴 순간을 촬영한 것이다. 로켓이 분사한 가스가 먼지가 되어 중간층의 수증기가 구름이 된 것이다. 낮에는 밝아, 로켓을 발사해도 야광운을 관찰할 수 없지만, 일출 전이나 일몰 후에는 관찰할 수 있다.

야광운(Noctilucent&Cloud)

7-8. 복사 안개에서도 나타나는 '구름바다'

  1. 유형: 구름바다, 복사 안개(Radiation Fog)

 산에서 분지를 내려다보면 '구름바다(운해)'가 보일 때가 있다. 이때 분지에는 안개가 피어오르는 경우가 있다. 안개는 지면에 닿은 구름이기 때문이다. 이때의 안개는 지상에서는 '복사 안개(Radiation Fog)'로 분류되기도 한다. 구름도 없고 바람도 약한 야간에서는 지구의 열이 우주로 빠져나가는 '복사 냉각(Radiational Cooling)'이 일어난다. 해뜨기 전에 지표 부근은 가장 냉각되고 있어, 이 지표에 접한 공기가 냉각되어 공기 속의 수증기가 물이 된다. '복사 냉각' 때문에 발생하는 안개이기 때문에 '복사 안개'라고 한다. 분지에서는 냉기가 낮게 고이기 쉬워 복사 안개도 잘 발생한다.

7-9. 노천 온천에서도 볼 수 있는 '증기 안개'

  1. 유형: 증기 안개(Steam Fog)

 물은 쉽게 데워지지도 쉽게 식지도 않기 때문에 겨울에는 공기보다 물의 온도가 높은 경우가 많다. 하천이나 연못 같은 비교적 따뜻한 물 위로 겨울의 차가운 공기가 유입되면 물에서 차가운 공기로 수증기가 공급되고, 그 수증기가 차가운 공기로 인해 냉각되면서 '증기 안개(Steam Fog)'가 발생할 때가 있다. 겨울철 노천 온천에서 생기는 김과 같은 메커니즘이다. 아래의 사진은 겨울 아침에 나타난 증기 안개로, 따뜻한 수분을 듬뿍 머금은 상태의 논에 차가운 공기가 흘러들어 발생했다.

증기 안개(Steam Fog)

7-10. 연기가 구름으로 바뀌는 '화재구름'

  1. 유형: 화재구름(Smoke Cloud)

 굴뚝에서 뭉게뭉게 흰 연기가 나오는 것을 보고, 저것은 구름일까 아니면 연기일까 궁금했던 적이 있을 것이다. 이것은 '화재구름(Smoke Cloud)'이라는 구름이다. 공기가 매우 습할 때, 배출된 연기가 구름 응결핵이 되어, 고이 속의 수증기가 물로 바뀌면서 발생한다. 굴뚝의 연기만이 아니라 들불이나 화산의 분화에서도 화재구름이 발생하는 경우가 있다.

7-11. 폭포에 생긴 구름 '폭포구름'

  1. 유형: 폭포구름(Clouds from Water)

 구름은 뜻밖의 장소에서도 생긴다. 예를 들어 폭포에서 나타나는 '폭포구름(Clouds from Water)'도 그중 하나이다. 폭포에서는 강한 기세로 물이 떨어진다. 이때, 물과 함께 공기도 끌려 떨어지며 하강 기류가 발생한다. 그러면, 하강 기류로 인해 위쪽 공기가 없어지기 때문에, 그것을 메꾸려고 '용소(폭포가 떨어지는 바로 밑에 생긴 웅덩이)' 주변에 상승 기류가 발생한다. 이 상승 기류가 구름을 만든다.

7-12. 파도치는 모양의 '파도구름'

  1. 유형: 파도구름(Undulatus)

 이따금 파도와 같은 모양의 구름인 '파도구름(Undulatus)'이 생길 때가 있다. 이것은 구름이 있는 층과 그 위의 공기층에서 바람의 세기가 다른 '켈빈-헬름홀츠 불안정'이라는 대기 상태가 되었을 때 생긴다. 특히 '층적운', '층운', '권운'처럼 옆으로 퍼지는 구름일 때 나타나기 쉽다. 파도구름의 수명은 몇 분~몇십 분으로 매우 짧기 때문에 좁처럼 발견하기 어렵다.

7-13. 석양에 물든 구름

 저녁놀이나 아침놀 때의 구름은 아름다운 색을 띤다. 특히 해뜨기 전이나 해지기 직전은 하늘이 빨갛게 물들기 쉬워, 아름답게 채색된 하늘과 구름을 만날 수 있다.

7-14. '환일'과 '빛무리'

  1. 유형: '환일(Parhelion)'과 '빛무리(Halo)'

 태양 둘레를 '빛무리(Halo)'가 에워쌌다. 권층운이 생기면 잘 발생하는 현상이다. 때로는 태양 양옆에 '환일(Parhelion)'이라는 밝은 빛이 나타나기도 한다. 이 현상들은 구름 속의 얼음 결정이 태양 빛을 굴절시켜 발생한다. 특히 권적운에서 유래한 얼음 결정과 '다이아몬드 더스트(Diamond Dust)'가 있으면, 환일은 무지개색으로 보이기도 한다.'다이아몬드 더스트(Diamond Dust)'는 공기 속의 수증기가 얼어 공기 속을 떠다니는 현상으로, 추운 지방의 아주 추운 시기에 나타난다. '환일'은 태양 고도가 61˚ 이상이면 발생하지 않기 때문에, 낮 전후 시간대를 제외한 아침과 저녁에 만날 확률이 높다. 또 권층운과 권적운은 전선이 다가오는 징조이기도 하기 때문에, 빛무리가 생기고 구름이 두꺼워지면 날씨가 나빠지는 일이 많다.

'환일(Parhelion)'과 '빛무리(Halo)'