뭉게구름의 무게는 얼마일까?

500톤1,100,000lb

미국 국립대기연구센터(NCAR)의 과학자 페기 르몬에 따르면, 맑은 날의 보통 뭉게구름에는 물이 약 500톤 들어 있어요. 가로, 세로, 높이가 각각 1km인 구름에 1m³마다 물이 0.5g씩 있다고 보고 계산한 값이에요. 물이 250톤에 가깝다는 추정도 있고, 구름 속 공기는 그보다 훨씬 무거워요.

다른 물건과 비교하면

뭉게구름의 무게

1km 구름의 물, NCAR 추정1m³당 물 0.5g	500톤1,100,000lb
1km 구름의 물, 1m³당 0.3g일 때보통 뭉게구름 수치의 상한	300톤661,000lb
1km 구름의 물, 레딩 대학교 추정1m³당 물 0.25g	250톤551,000lb
지름 500m짜리 작은 구름의 물1m³당 0.5g으로 저희가 계산	62.5톤138,000lb

500톤은 어떻게 계산할까?

구름을 저울에 올리는 사람은 없어요. 무게는 계산으로 구해요. 구름 1m³에 물이 얼마나 들어 있는지에 구름의 부피를 곱하는 거예요. 뭉게구름 속을 비행하는 연구용 항공기로 재 보면 1m³에 액체 상태의 물이 약 0.5g 있어요. 작은 구슬 하나만큼의 물이 공기 1m³에 퍼져 있는 셈이에요.

미국 국립대기연구센터(NCAR)의 과학자 페기 르몬은 구름 아래로 차를 몰면서 주행 거리계를 보고 구름 크기를 재요. 보통 뭉게구름은 지름이 약 1km이고, 높이도 너비와 비슷해요. 그러면 1,000m × 1,000m × 1,000m = 10억 m³이고, 10억 m³ × 0.5g = 5억 g, 즉 50만 kg이에요. 코끼리 약 100마리 무게예요.

추정치가 다른 이유

뭉게구름에 든 물의 양은 정해져 있지 않아요. 뭉게구름의 일반적인 수치는 1m³당 약 0.25~0.30g으로, 르몬이 쓴 0.5g보다 낮아요. 영국 레딩 대학교의 기상학자 롭 톰프슨은 1m³당 0.25g을 써서, 같은 1km짜리 구름에 대해 250톤을 얻어요.

크기는 훨씬 더 중요해요. 부피는 너비의 세제곱에 비례하기 때문이에요. 지름 500m짜리 뭉게구름은 부피가 1km짜리 구름의 8분의 1이라, 1m³당 0.5g이면 물이 약 62,500kg 들어 있어요. 반대로 뇌우로 커지는 구름은 너비와 높이가 10km에 1m³당 물이 약 2g까지 될 수 있는데, 톰프슨은 이를 물 약 200만 톤으로 봐요.

구름은 왜 떨어지지 않을까?

물이 엄청나게 많은 작은 물방울로 나뉘어 있기 때문이에요. 물방울 하나는 지름이 약 20마이크로미터(0.02mm)로 빗방울 지름의 약 100분의 1이라, 이런 물방울이 약 100만 개 모여야 빗방울 하나가 돼요. 그렇게 작은 물방울은 초속 1cm 정도로밖에 떨어지지 않고, 뭉게구름 속 상승 기류는 초속 몇 미터에 이르니 물방울을 충분히 떠받칠 수 있어요.

물이 구름의 아주 작은 일부라는 점도 기억해 두세요. 같은 1km³ 속 공기의 무게는 약 100만 톤으로, 톰프슨의 수치로 본 물보다 약 4,000배 무거워요. 구름은 대부분 공기이고, 그 공기가 물방울을 좀 싣고 있을 뿐이에요. 비는 물방울이 상승 기류가 더 이상 떠받칠 수 없을 만큼 커져야 내리기 시작해요.