무지개는 어떤 현상인가? 채운 등 기타 빛의 현상도 해설!

비가 그친 뒤에는 하늘에 무지개가 뜨는 것을 볼 수 있다. 현상으로서는 누구나 알고 있는 것이지만, 그 구조에 대해 알고 있을까? 본고에서는 하늘에 걸린 무지개의 구조에 대해 해설함과 동시에 일곱 가지 색으로 빛나는 구름 '채운'이나 하늘에서 볼 수 있는 기타 빛의 현상에 대해서도 소개한다.

1. 태양과 물방울이 빚어내는 강에 권! 무지개가 생기는 구조란?

자연현상 속에서도 신기한 무지개. 애초 무지개는 어떻게 발생하고 왜 일곱 가지 색으로 보이는 것일까? 그 구조를 간단히 해설한다.

무지개란?

무지개는 빛의 스펙트럼(색 띠)이 줄지어 있는 원호(원주의 일부분) 형태의 빛을 말한다. 인간이 보기에는 태양이 희끗희끗한 빛으로 보인다. 하지만 공기에 포함된 물방울 속을 지나면 굴절되거나 반사됨으로써 빛이 분해되어 무지개빛 띠로 보인다. 비가 그치고 햇빛이 비쳤을 때 일어나기 쉬운 것은 그 때문이다.

태양의 위치가 낮은 시간대에 보이기 쉽다

아시다시피 공기 중에는 많은 물방울이 떠돌고 있다. 하지만 거기에 빛이 비치기만 하면 무지개가 보인다는 것은 아니다. 가령 태양이 높은 위치에 있는 시간대는 무지개가 낮고 작아 보이기 때문에 인간의 눈으로는 인식하기 어려운 경우가 많다. 반대로 태양이 낮은 위치에 있는 아침이나 저녁이면 하늘 높은 위치에 무지개가 뜨기 때문에 잘 보이는 경향이 있다.

무지개는 본래 '원형'이다

우리가 흔히 볼 수 있는 무지개는 원호지만 원래는 원형이다. 무지개는 대일점(태양과 관측자를 연결하는 선의 연장 방향에 있는 점)을 중심으로 발생하는데, 그 대일점은 지평선보다 낮은 곳에 있어 아치형으로 보인다는 것이다. 즉 태양의 위치가 낮은 아침이나 저녁일수록 큰 무지개를 볼 수 있을 가능성이 높다.

무지개는 스스로 만들 수도 있다

비가 그친 뒤 힘차게 물보라를 일으키는 폭포 주변 등에서도 무지개를 볼 수 있다. 오히려 스스로 무지개를 만드는 것도 가능하다. 태양을 등지고 안개 모양으로 물을 뿌려보자. 그러면 원형 무지개를 볼 수 있을 것이다.

 

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2. 구름이 무지개처럼 일곱 가지 색으로 빛나 보이는 '채운'이란?

이어서 구름이 일곱 가지 색으로 빛나 보이는 신기한 현상 '채운'에 대해 해설해 보자.

채운이란?

상공에 있는 옅은 구름이 빨강이나 초록, 노랑 등 선명한 색으로 나뉘어 보이는 현상이 채운이다. 회절(태양광이 구름 알갱이를 돌면서 나아가는 것)에 의해 발생한다.붉은 빛과 파란 빛은 각각 파장의 길이가 다른 것은 아실 것이다.붉은 빛은 푸른 빛보다 더 큰 각도로 구름 알갱이를 돌게 된다. 색깔에 따라 빛의 진행 방향이 달라지기 때문에 본래 희게 보이는 태양의 색이 나뉘어 보인다는 것이다.

채운이 발생했을 때는 색의 변화를 즐길 수 있다

채운이 발생할 경우 구름 가장자리와 중심과는 색이 다르게 보인다. 이는 구름 알갱이의 크기에 따라 햇빛이 도는 방식이 달라지기 때문이다. 구름 알갱이는 가장자리 부근이 가장 작고 중앙으로 갈수록 커진다. 그래서 색의 변화를 보고 즐길 수 있는 것이다.

'서운' '경운'이라고도 불리는 재수 좋은 구름

채운(彩雲)은 서운(西雲)이나 경운(慶雲) 등으로도 불리며, 재수가 좋은 구름이라 하여 전해져 왔다. 불교에서는 석가여래가 탄생했을 때 발생한 것으로 알려져 있어 좋은 일이 일어날 징조로 생각하는 듯하다. 흔히 지진의 전조로 여겨지기도 하지만 현 단계에서는 과학적 근거가 제시되지 않고 있다.

3. 무지개 말고도 있어! 다양한 '빛의 현상'

무지개와 채운 이외에도 다양한 빛의 현상을 볼 수 있다. 모처럼의 기회이니 그런 현상에 대해서도 간단히 언급해 두자.

할로

높은 상공에 권운이나 권층운이 발생하고 있을 때 잘 보이는 것이 '할로'라고 불리는 현상이다. 해나 달에 옅은 구름이 걸려 있을 때 그 주위에 빛의 고리가 보이는 것을 말한다. 특히 태양에 옅은 구름이 끼어 있을 때 보이는 빛의 고리는 '햇무리'라고 불린다.

 

 

 

블로켄

블로켄 현상도 잘 알려져 있다. 햇빛이 등 뒤에서 비치고 있을 때 그림자 옆에 있는 구름 알갱이 등에 의해 빛이 산란하여 그림자 주위로 무지개와 같은 빛의 고리가 보이는 현상이다. 산악에서 발생하는 기상 현상으로 인지되고 있지만 비행기에서 보이기도 한다.

환일

태양 옆이 무지개빛으로 빛나는 현상을 환일이라고 한다. 좌우 어느 쪽에 나타날 수도 있고, 양쪽에서 볼 수도 있다. 공기 중을 떠다니는 작은 얼음 알갱이에 의해 빛이 굴절됨으로써 나타난다. 특히 태양이 낮은 위치에 있는 아침이나 저녁 등에 볼 수 있는 경우가 많다.

환천정 아크

아득한 상공, 아래쪽으로 무지개가 원호를 그리는 것처럼 보이는 현상이다. 거꾸로 무지개라고도 불린다. 상층에 있는 권운이나 권층운 등 얼음 알갱이에 의해 태양빛이 굴절되어 태어난다. 다만 태양이 높은 위치에 있으면 보이지 않기 때문에 볼 기회는 아침이나 저녁으로 한정된다.

고리 수평 아크

39월 등 태양이 높이 올라가는 시기에 볼 수 있는 것이 환수평 아크라는 현상이다. 태양 주위를 둘러싼 무지개, 그 아래로 아래로 원호를 그리는 무지개가 보인다. 매우 눈에 띄기 때문에 출현했을 때는 많은 분들이 목격하는 현상이기도 하다.

환일환

천정(관측자 바로 위)을 중심으로 태양 위를 지나는 빛의 고리를 볼 수 있다면 그것은 환일환이라고 불리는 현상이다. 완전한 원형으로 보이지 않기 때문에 만약 보였다면 꼭 촬영해두자.헤일로나 환일등과 함께 출현하는 일도 많다.

라떼럴 아크

할로와 같은 태양 주위에 출현하는 빛의 고리를 라떼럴 아크라고 한다. 다만 헤일로보다 태양으로부터 떨어진 위치에 나타난다. 태양 윗부분에 빛의 고리가 보이면 '상부 라떼럴 아크', 하부에 나타나면 '하부 라떼럴 아크'다.

결론

무지개는 공기에 포함된 물방울 속을 태양광이 통과했을 때 굴절되거나 반사돼 빛이 분해돼 무지개빛 띠로 보이는 현상이다. 채운이나 할로, 블로켄 현상 등 기타 기상 현상의 구조도 소개했으니 꼭 이 기회에 관심을 가져주셨으면 좋겠다.