[과학뉴스] 얼음 구름의 생성 순간을 보다

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대기 중 얼음 구름이 탄생하는 순간을 처음으로 관찰하는 데 성공했다. 북태평양국립연구소 환경분자과학실험실 알렉산더 라스킨 박사팀은 입자가 수증기를 흡수해 얼음 결정을 형성하는 과정을 촬영해 학술지 ‘물리화학·화학물리’ 2016년 11월 21일자에 발표했다.

구름은 태양 빛을 반사해 지구를 시원하게 하거나, 지구에서 빠져나가는 방사선을 흡수해 지구를 데우는 등 기후변화에 영향을 미친다. 특히 복잡한 화학작용으로 공기 중에 얼음 결정 구름이 생기면, 지구 방사선이 더 흡수돼 온도가 높아진다고 알려져 있었다.

연구팀은 좁쌀 만한 크기의 기후 조절 상자를 만들어 온도와 압력, 상대습도 등을 정밀하게 조절해 지구 표면에서 벌어질 수 있는 얼음생성 과정을 재현했다. 얼음 핵은 추운 날 아침 창문에 서리가 생기거나 수증기가 차가운 공기를 만나 빠르게 냉각될 때 생긴다.

연구팀은 약 6km 상공에서 기온이 낮고 상대습도가 높아 입자들이 수증기를 강하게 끌어당기면서 얼음구름이 생성된다고 분석했다. 연구팀은 상자 속에 약 6km 높이의 대기 환경을 조성했고, 머리카락 굵기의 10분의 1밖에 되지 않을 만큼 작은 ‘고령석(kaolinite)’ 입자가 어는 과정을 3초에 한번씩 전자현미경으로 촬영해 영상으로 만들었다. 공동 연구자인 미국 뉴욕주립대 해양대기과학과 다니엘 노프 교수는 “나노 크기의 해상도를 가진 전자현미경으로 수백만 번 촬영한 사진을 이어붙이면 육안으로 확인 가능한 구름이 생긴다”며 “기후변화에 구름이 미치는 영향을 이해하는 발판이 될 것”이라고 말했다.

글 : 김진호 기자
과학동아 2017년 02호