츄 사이언스 - 안개의 종류와 원인

안개란?

안개란 지표면에 접해 있는 대기 중의 수증기의 응결로 형성된 작은 수적이 떠 있으면서 관측자의 수평 시정을 1km 미만으로 제한하는 기상현상을 말합니다. 고위도 지방에 있는 겨울철의 안개는 주로 얼음입자로 되어 있는 경우가 많습니다. 이러한 안개는 본질적으로는 층운과 같다고 볼 수 있지만 지면에 접해 있다는 점이 층운과는 차이가 있습니다. 따라서 산 정상에 구름이 있을 경우 산 정상 위에 있는 사람에게는 그 구름을 안개로 여길 수 있지만 지상에 있는 사람은 구름으로 보게 됩니다.

안개가 생기는 과정

안개는 주로 (1) 공기가 이슬점온도까지 냉각되는 경우, (2) 대기 중에 수증기의 첨가, (3) 물리적 성질(기온, 습도)이 다른 공기의 혼합에 의하여 형성됩니다.

안개의 종류

1. 복사안개 (radiation fog)

복사안개는 공기가 이슬점 온도까지 냉각되는 경우에 생깁니다. 맑은 날 밤 수증기를 포함한 지표 부근의 대기는 상층이 건조하면 지표 복사에 의해 냉각됩니다. 이는 지면으로부터의 복사가 대기로부터 지면으로의 복사보다 크기 때문인데, 이와 같이 야간의 지표 복사에 의한 냉각으로 생기는 것이 복사 안개입니다. 흐린 날에는 복사 냉각이 잘 되지 않고 바람이 있으면 난류에 의하여 열이 아래쪽으로 운반되며 수증기는 위쪽으로 운반되므로 복사 안개가 발생하기 어려워집니다. 또한 공기가 건조한 상태로 있다면 이슬이 맺히거나 서리가 내리는 정도로 그치고 안개는 생기지 않게 됩니다. 따라서 복사 안개가 생기려면 맑은 날 밤에 바람이 약하게 불고, 지표 부근의 공기는 수증기를 많이 함유하고 상층의 공기는 매우 건조하여야 합니다.

2. 증발안개 (evaporation fog)

증발안개는 물의 증발 또는 수적의 증발에 의하여 형성되는 안개로 대기 중의 수증기가 첨가되면 생성됩니다. 그 예로는 전선안개 (frontal fog)를 들 수 있습니다. 전선안개는 따뜻한 공기가 위에 있고 찬 공기가 아래에 있는 전선에서 비가 내리는 경우, 따뜻한 빗방울이 찬 공기층을 통과할 때 증발에 의하여 공기가 포화됨으로써 생기는 안개입니다. 이때 따뜻하고 습한 공기가 경사면을 타고 불어 올라가면 단열 냉각으로 인해 안개가 생기는데, 이것을 활승 안개(upslope fog)라고 합니다. 이 때에 만일 대류가 일어나면 발생한 안개가 상층으로 운반되어서 소산 되어 버리므로 기층이 안정해야 합니다.

4. 이류안개 (advection fog)

물리적 성질이 다른 공기의 혼합에 의하여 형성되는 이류안개는 불포화 상태의 성질이 다른 두 공기가 혼합한 후 포화되며, 그 예로는 김 안개(steam fog)를 들 수 있습니다. 차가운 공기가 따뜻한 수면위로 이동해 오면 따뜻한 수면으로부터 증발한 수증기가 차가운 공기를 포화시켜 김 안개가 생깁니다. 공기와 수면과의 온도차가 클수록 안개가 짙어집니다. 따뜻한 수면에 접한 한랭한 공기는 아래쪽이 가열되어 기층이 불안정하게 되므로, 발생한 안개가 수면 위에 오래 머물러 있지 못하고 위로 확산됩니다. 따라서 온도차가 작은 면 이러한 김 안개는 발생하지 않습니다. 이류안개는 따뜻하고 습윤한 공기가 차가운 지면 위로 이동해 오면 공기의 하층부가 냉각되어 생기게 됩니다. 이 경우에는 대기에서 지표로 열이동이 일어나야 하므로 온도차는 커야 하고, 공기가 이동하여 냉각이 잘 되어야 하므로 약간의 바람이 있으면 이류 안개는 더욱더 생기기 쉽게 됩니다. 

대기의 혼합에 의한 안개 발생

5. 스모그 (smog)

대도시에서 매연과 그밖의 불순물이 많아 생기는 짙은 안개를 스모그라 합니다. 이 용어는 smoke와 fog를 합쳐서 만든 말입니다. 스모그는 시정을 극도로 악화시키므로 교통사고가 발생하기 쉽고, 아황산가스(SO2)와 같은 기체를 하층에 침체시키므로 하층의 공기가 심하게 오염되는 것이 특징입니다. 따라서 스모그가 여러 날 계속되면 호흡기 계통의 환자수가 급증하게 되고, 사망률도 높이는 결과를 초래합니다. 한 예로는 1952년 12월에 4일간 계속된 런던 스모그로, 스모그가 계속되는 동안에 공기 중의 매연과 아황산가스가 정상시의 4배로 증가하였고, 스모그가 발생하기 시작한 2일 후부터 사망자수가 급증하였습니다. 수일간에 평상시보다 증가한 사망자수는 약 4,000명이나 되었다고 합니다.