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별·꽃 모양만 6000개 ‘눈 결정체’ 기온·습도 따라 변신

별·꽃 모양만 6000개 ‘눈 결정체’ 기온·습도 따라 변신

유용하 기자
유용하 기자
입력 2017-12-05 22:32
업데이트 2017-12-06 09:45
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“눈(雪)을 읽는 것은 음악을 듣는 것과 같다. 눈에서 읽은 내용을 묘사하는 것은 음악을 글로 설명하려는 것과 같다.”
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덴마크의 소설가 페테르 회가 1992년에 내놓은 ‘스밀라의 눈에 대한 감각’은 추리소설 역사상 가장 독특한 인물이 주인공으로 등장하며 가장 철학적이라는 평가를 받는다. 주인공인 스밀라는 유클리드가 쓴 ‘기하학 원론’을 소설처럼 읽는 과학자이면서 얼음과 눈의 미세한 변화나 차이에 대해서도 금세 알아차리는 놀라운 감각을 갖고 있다.

“국경의 긴 터널을 빠져 나오자 설국이었다. 밤의 끝이 하얗게 됐다”로 시작하는 일본 작가 가와바타 야스나리의 작품 ‘설국’은 물론 동화작가 안데르센의 ‘눈의 여왕’까지 ‘눈’은 작가들이 가장 사랑하는 기상현상 중 하나로 꼽힌다.

기상청은 지난달 말 ‘3개월(12~2월) 기상 전망’을 발표하면서 12월과 내년 2월은 평년보다 많은 눈이 내릴 것이라고 예보해 ‘화이트 크리스마스’에 대한 기대감을 한껏 높였다.

구름 속 수분이 얼어 하얗게 떨어지는 기상현상인 ‘눈’은 단순해 보이지만 다양한 과학이 숨겨져 있다. 눈은 일반적으로 상층 기온은 영하권이고 지상 온도는 2도 이하일 때 내린다. 눈의 종류는 크게 ▲함박눈 ▲싸락눈 ▲가루눈 ▲진눈깨비 4가지로 나눌 수 있다.
함박눈은 여러 개의 눈 결정이 붙어 눈송이를 만들어 내리는 것으로 1.5㎞ 상공의 기온이 영하 10도 이하일 때 만들어진다. 비교적 따뜻하고 습기 많은 공기에서 생긴다.

싸락눈은 흰색의 작은 얼음 알갱이가 떨어지는 현상으로 1.5㎞ 상공의 기온이 영하 20도 이하의 찬 공기에서 만들어진다. 가루눈은 밀가루처럼 잘 뭉쳐지지 않는 눈으로 습도와 기온이 낮고 바람이 강하게 불 때 많이 내린다. 이 때문에 싸락눈과 가루눈이 내리는 날은 함박눈이 내릴 때보다 훨씬 춥다.

진눈깨비는 상공의 기온이 높아서 눈이 내리다 녹아 비와 섞여 내리는 현상이다. 땅에 쌓여 있는 눈이 바람 때문에 날려 눈이 내리는 것처럼 보이는 현상도 있는데 ‘날린 눈’이라고 부른다.

눈의 종류는 이처럼 4가지에 불과하지만 지금까지 밝혀진 눈의 결정 모양은 6000여개가 넘는다.

우리가 흔히 알고 있는 눈 결정 모양은 눈송이 하나에 6개의 가지가 달려 있는 육각형 모양이지만 실제로는 바늘 모양, 기둥 모양, 장구 모양, 둥근 모양, 불규칙한 입체 모양 등 다양하다. 마치 사람의 지문이 모두 다른 것처럼 똑같은 종류의 눈이라도 눈이 만들어 내는 결정은 모두 제각각이다.

우리에게 가장 잘 알려진 별 모양의 눈 결정은 상공 1.5㎞의 기온이 영하 10~20도 사이일 때 만들어진다. 이보다 낮은 기온일 때는 기둥형태나 판상형 결정이 만들어지고 영하 10도보다 높을 때는 바늘이나 육각기둥 모양의 결정이 만들어지게 된다.

눈이 결정을 갖고 있다는 사실을 처음 밝혀낸 사람은 마법으로 알려진 연금술을 과학의 수준까지 높여 ‘닥터 우니베르사리스’(백과전서적 박사)라고 부르는 알베르투스 마그누스다. 마그누스는 1260년쯤 자신의 책에 ‘눈을 자세히 살펴보면 독특한 모양의 결정을 갖고 있다’고 기록했다.

눈송이가 육각형 계통의 결정이라는 사실을 밝혀낸 것은 1611년 ‘육각형 눈송이에 대해’라는 책을 쓴 천문학자 요하네스 케플러다. 케플러는 눈송이가 육각형 형태라는 것을 밝혀내기는 했지만 대칭성에 대해서는 설명하지 못했다.

그런데 1665년 현미경을 만들어 세포를 처음으로 관찰한 로버트 훅이 ‘별 모양의 눈 결정에서는 큰 가지에 뻗어 나온 작은 가지는 인접한 큰 가지와 평행하다’는 사실을 설명했다.

그 이후 1820년 영국의 포경업자 W 스코레스비가 96개의 눈꽃 결정을 찾아내고 1855년 영국의 기상학자 제임스 글레이셔가 151개의 눈 결정을 발견했다.
‘눈꽃 아저씨’ 윌슨 벤틀리는 1885년 현미경에 카메라를 단 장치를 활용해 최초로 눈 결정 사진을 촬영했다. 이후 46년 동안 5000점이 넘는 눈송이 사진을 찍어 처음으로 눈송이도 사람의 지문처럼 똑같은 것이 없다는 것을 보였다. 1931년 11월 벤틀리는 자신의 성과를 바탕으로 ‘눈 결정’이라는 유명한 책을 출판하기도 했다.  미국 위스콘신 메디슨대학 제공
‘눈꽃 아저씨’ 윌슨 벤틀리는 1885년 현미경에 카메라를 단 장치를 활용해 최초로 눈 결정 사진을 촬영했다. 이후 46년 동안 5000점이 넘는 눈송이 사진을 찍어 처음으로 눈송이도 사람의 지문처럼 똑같은 것이 없다는 것을 보였다. 1931년 11월 벤틀리는 자신의 성과를 바탕으로 ‘눈 결정’이라는 유명한 책을 출판하기도 했다.
미국 위스콘신 메디슨대학 제공
그러나 눈 결정이 지문만큼 다양하는 사실을 밝혀낸 것은 미국의 농부이자 아마추어 눈 사진가 윌슨 벤틀리다. 벤틀리는 현미경을 사진기와 결합한 장치를 만들어 1931년 사망할 때까지 6000여종의 눈 결정을 찾아내 사진으로 남겼다. 이 중 3000종의 눈꽃 사진을 골라 ‘눈 결정’이라는 책을 펴내 아직까지 기상학의 교과서처럼 쓰이고 있다.

유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr
2017-12-06 25면

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