구름은 얼마나 무거울까

뭉게구름이라고도 불리는 전형적인 적운(cumulus)

 

하늘 위 거대한 솜사탕, 실제 무게는?

하늘에 떠 있는 구름은 가볍고 부드러워 보여도, 전체 물의 무게를 합치면 생각보다 엄청나다. 평균적인 적운(積雲, cumulus) 한 덩어리는 부피가 약 1km³(가로·세로·높이 각각 약 1km)이고, 그 안에 포함된 물의 무게는 약 500톤에 이른다.

하지만 걱정할 필요는 없다. 무게만 놓고 보면 코끼리 100마리 정도가 연상되지만, 구름은 응집된 덩어리가 아니라 하늘에 넓게 퍼진 수많은 미세 물방울의 집합이다. 예를 들어, 코끼리 한 마리 부피만큼 구름을 떼어낸다해도 그 안의 물 무게는 고작 설탕 몇 스푼에 불과하다.

 

구름 속에 들어 있는 건 무엇일까?

구름은 지름이 머리카락 굵기의 1/100도 안 되는 작은 물방울이나 얼음 결정이 모여서 만들어진다. 이 물방울들은 너무 가벼워서 공기 중에 오래 떠 있을 수 있으며, 동시에 엄청난 양이 모이면 무게가 꽤 나간다.

 

과학자들이 계산한 구름의 무게

기상학자들은 평균적인 적운의 부피를 약 1세제곱킬로미터(1 km³)로 본다. 여기에는 1세제곱미터당 약 0.5g의 물이 들어 있다. 이를 계산하면:

 

• 부피: 1,000m × 1,000m × 1,000m = 10억 m³
• 물의 양: 10억 m³ × 0.5g = 5억 g = 500,000kg = 500톤

 

적운보다 훨씬 크고 빽빽한 적란운(積亂雲, cumulonimbus) 같은 폭풍구름은 부피도 훨씬 크며, 무게가 수천 톤에 이를 수 있다.

강한 상승기류로 인해 수직으로 발달한 전형적인 적란운(積亂雲, Cumulonimbus)

 

그런데 왜 구름은 떨어지지 않을까?

구름 속 물방울은 매우 작아 낙하 속도가 느리고, 아래쪽의 따뜻한 상승기류가 이를 떠받친다. 또한 구름이 형성된 공기층 자체가 아래쪽 건조한 공기보다 가벼워서, 전체적으로 부유 상태를 유지할 수 있다.

 

무게를 느낄 수 없는 이유

구름이 500톤이라 해도, 그 무게는 부피 약 1 km³에 고르게 퍼져 있다. 덕분에 땅에서 구름의 ‘무게’를 직접 느낄 일은 없다. 실제로 우리가 구름 무게를 실감하는 순간은 비가 내릴 때다. 구름 속 미세 물방울이 합쳐져 낙하할 만큼 커지면, 무겁게 떨어지는 빗방울로 변신하기 때문이다.