서리가 내리는 절기인 상강(양력 10월 23일)이 지나면 실제로도 우리나라 대부분의 지역에 서리가 내리게 되는 것이 맞다. 하지만 최근에는 지구 온난화의 영향으로 우리나라의 고유 절기인 24절기가 맞지 않는 경우가 잦아지고 있다. 필자가 사는 지역도 꽤나 날씨가 쌀쌀해지긴 했지만, 상강이 훌쩍 지났음에도 서리는 아직 요원하기만 하다. 그래도 입동(양력 11월 7일)이 지나면 서리가 오지 않을까 싶다.
24절기는 농사와 많은 관련이 있다. 서리가 내리는 절기인 상강만 하더라도 적시에 서리가 내려야 대파, 배추 등의 월동작물의 작황이 좋아진다. 이는 서리내리는 온도인 영하의 기온으로 내려가야 월동 작물의 생육도 활발해지고, 작물에 해를 끼치는 각종 벌레도 줄어들기 때문이다.
그래서 오늘은 서리내리는 원리와 서리내리는 온도, 이슬이 내리는 원리 등 서리와 이슬 전반에 관한 이야기를 해보려고 한다.
목차
1. 서리내리는 원리
서리는 일단 이슬이 내리고 나서 기온이 영하로 떨어지면 이슬이 얼어서 서리가 된다. 그래서 서리내리는 온도는 일단 0도 이하의 온도인 것이다. 서리는 얼음이니 어찌 됐건 간에 얼어야 서리가 될 테니 말이다.
그래서 상강이란 절기의 의미는 새벽녘에는 잠깐이라도 영하의 기온이 나타나는 날씨라고 할 수 있다. 이렇게 우리네 조상님들은 하루 중 잠깐이라도 영하의 기온으로 내려가는 날씨를 '서리내리는 절기, 상강'이란 멋진 말로 바꿔서 표현했다.
아무튼 우리는 이제 이슬이 내리는 원리만 알면 서리오는 원리는 완벽히 이해할 수 있다.
2. 이슬 내리는 원리
가. 응결
이슬이 내리는 원리는 차가운 컵 표면에 물기가 생기는 원리와 같다. 공기는 온도가 높아지면 기체 상태의 수증기를 많이 가지고 있을 수 있고, 반대로 온도가 내려가면 기체 상태의 수증기를 조금밖에 가지고 있지 못한다. 그래서 온도가 높았을 때 공기 중에 녹아있던(포화) 수증기가 온도가 내려가면 기체상태로 존재하지 못하고 액체상태로 빠져나오게 되는 것(응결)이다.
이 원리는 제습기의 원리와도 같은데, 제습기는 냉각을 통해서 공기 중의 수증기를 응결시켜 액체상태로 만들어 습기를 제거하기 때문이다. 그런데 분명 이런 질문을 하는 사람도 있을 것이다.
"응?? 제습기를 틀면 따뜻한 바람이 나오던데? 냉각을 한다고?"
응결판을 냉각시키는 과정에서 열기가 발생하기 때문에 그렇게 생각을 할 수도 있다. 하지만 냉장고의 뒤편이 뜨거운 것과 에어컨 실외기에서 뜨거운 바람이 나오는 것과 같은 원리라고 생각하면 된다. 냉각을 시키기 위해서는 냉매를 압축시킨 뒤 팽창을 시켜야 하는데, 냉매를 압축하는 과정에서 열이 발생하기 때문이다.
아무튼 차가운 물체에는 공기 중의 수증기가 응결이 돼서 액체의 형태로 달라 붙게된다. 이것이 이슬이 내리는 원리인 것이다. 하지만 조금 더 자세한 원리를 알기 위해서는 잠시 학창 시절로 되돌아가야 한다.
나. 포화 수증기량 곡선
아래는 포화수증기량 곡선인데, 어디서 많이 본듯한 기억이 있을 것이다.
15도의 공기 1kg에는 최대 12.88g의 수증기가 포화될 수 있다. 그런데 공기의 온도가 5도로 내려가게 된다면 1kg의 공기에는 최대 6.8g의 수증기만이 포화될 수 있을 뿐이다. 그래서 이렇게 15도에서 5도로 온도가 10도 내려가게 되면 공기 1kg당 6g의 수증기가 액체상태인 이슬로 응결되게 되는 것이다.
이런 이유로 온도 변화가 상대적으로 빠른 철 구조물이나, 풀잎 등에 이슬이 더 많이 맺히게 된다. 그러다 기온이 더 떨어져서 영하의 온도로 내려가면 이슬은 얼어서 서리가 된다. 서리는 하늘에서 내리는 것이 아니다. 이슬이 언 것을 서리라고 부른다. 서리가 하늘에서 내리면 그것은 눈이라고 부른다.
3. 마치며
이제 곧 입동이다. 추위가 달갑지는 않지만, 자연의 일부분인 한 인간으로서 자연의 변화를 받아들일 줄도 알아야 한다. 다만 대비를 할 뿐이다. 어스름한 새벽에 일어나 꽁꽁 언 손에 하얀 입김을 불며, 남들보다 일찍 하루를 시작하며 활기로 추위를 이겨내는 그런 보람을 어서 느껴보고 싶다. 서리야! 그리고 입동아! 어서 오라.
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