눈 - 겨울철의 절경 눈

눈 - 겨울철의 절경 눈

 

 

눈 (snow)

대기 중의 구름으로부터 지상으로 떨어져 내리는 얼음의 결정.

 

 

설명
대기 중의 구름으로부터 지상으로 떨어져 내리는 얼음의 결정.

눈 결정의 분류
자연히 내리는 눈 결정의 모양은 얇은 육각판 모양인 것과 6개 가지를 중심으로 대칭적으로 늘어난 별 모양·나뭇가지 모양이 잘 알려져 있으나, 이 외에도 내릴 때의 기상조건에 따라 육각기둥 모양·바늘 모양 또는 그것들이 입체적으로 접합한 다결정구조(쌍결정)인 것 등 종류가 많다. 크기는 보통 0.1∼5㎜이며 그 형태를 육안으로도 식별할 수 있을 정도인데, 나뭇가지 모양은 드물게 10㎜를 넘는 것도 있다. 크기 0.1㎜ 이하의 결정은 빙정(氷晶)이라고 하며, 모양도 단순한 육각기둥이나 육각판이 많다. 높은 하늘에 비로 쓸어 놓은 듯이 보이는 권운이나, 발달한 적운의 꼭대기 부분이 모루 모양으로 퍼져 있는 것은 빙정으로 이루어진 구름으로 이들 빙정은 눈 결정의 핵이라고 해도 좋다. 알래스카나 극지에서 기온이 －30℃ 가깝게 내려가면 지표부근의 안개가 빙정화하여 빙무(氷霧) 또는 다이아몬드 더스트가 생긴다. 눈의 결정은 그 핵 상태인 빙정을 포함한 물의 고체(결정)에 지나지 않는다. 냉장고에서 물을 얼린 얼음도 결정이라는 점에서는 같지만, 눈은 액체 상태를 거치지 않고 수증기에서 직접 결정[昇華(승화)]으로 된 점이 다르다. 서리는 이러한 의미에서는 눈과 같으며 그 결정형도 부분적으로는 비슷하나 물체 표면에 부착하여 성장하는데 비해 눈은 공기 중에 부유하면서 성장한다. 따라서 결정화에 따른 잠열(潛熱)이, 서리는 대부분 전도에 의해 물체로 보내지는데 눈은 결정 주위의 공기 속으로 방산되는 점이 다르다.

역사적 자료
눈은 우리 생활과 깊은 관계가 있으므로 그에 대한 기록이 많다. 삼국시대의 강설량 측정 실태를 보면 자[尺(척)]를 사용하고 있으며, 눈[雪(설)]·대설(大雪)로 나누어 구별하였다. 특히 눈이 없었던 겨울의 무설(無雪)에 대한 기록이 13회나 되며, 무설 이외에도 철에 맞지 않는 눈·대설의 기록도 있다. 이에 대한 기록으로는 신라 벌휴이사금 9년(192) 음력 4월 초여름 경도(京都)에 석 자의 눈이 내렸고, 신문왕 3년(683) 음력 4월 여름에 한 자의 눈이 내렸으며, 신라 헌덕왕 7년(815) 음력 5월 여름에 눈이 내렸다는 기록이 있다. 고려시대의 눈에 관한 자료는 《문헌비고》의 ＜설이(雪異)＞와 《고려사》의 ＜오행지(五行志)＞에서 엿볼 수 있다. 기록된 것 중 눈이 가장 많이 내렸던 것은 1363년(공민왕 12) 음력 2월의 대설로서 그 깊이는 석 자에 달하였다. 조선시대에도 삼국시대나 고려시대와 다름없이 눈에 대한 기록이 많으나 주로 재해를 위주로 하여 기록되어 있다. 《조선왕조실록》의 자료를 근거로 하여 보면 총 33회의 눈 중 우설로 기록된 것이 11회로 가장 많고, 대설이 10회, 보통눈이 7회, 우박과 눈이 섞여 내린 것이 2회, 눈과 서리로 된 것이 3회로 되어 있다. 눈의 기록이 33회에 지나지 않은 것은 재해를 위주로 기록하였으며, 별다른 피해가 없었던 것은 기록하지 않은 탓으로 여겨진다. 중앙의 전문관청에서는 《서운관지(書雲觀志)》의 관측규정이 실시되면서부터 적설량과 더불어 눈이 내리기 시작한 시각까지도 관측하여 기록하고 있다.

인공눈 실험
눈의 결정형은 천차만별인데, 그것들이 어떠한 기상조건하에서 나타나는가를 인공적인 눈의 결정을 만들어 봄으로써 분명하게 한 사람이 나카야 우키치로[中谷宇吉郞(중곡우길랑)]이다. 실험은 －10∼－20℃의 저온실 속에서 〔그림 2〕와 같은 유리제 장치를 이용하여 실시했다. 히터로 아래의 수조를 데우면 그 곳에서 올라가는 수증기는 안쪽 유리관을 올라가는 중에 식어 과포화되어 상부에 도달한다. 거기에 토끼털을 걸어 두면, 털 군데군데에 결정이 성장해 간다. 결정 주위의 온도 a와, 수조의 온도 w를 조절하여 수증기의 과포화도를 적당히 선택하면, 자연에서 볼 수 있는 거의 모든 결정형을 자유롭게 만들 수 있다. 그리고 a와 w를 여러 가지로 바꾸었을 때 어떠한 결정형이 생기는가를 최초로 표시한 것이 〔그림 3〕의 a-w 다이어그램이다. 실험은 그 후 B.J. 메이슨과 고바야시 테이사쿠에 의해 실시되었고, 그 결과는 ＜고바야시의 a-ρ다이어그램＞으로 정리되었다. 〔그림 4〕는 가로축에 결정 주위의 온도 a를, 세로축에는 포화를 넘는 수증기의 절대량 ρ(g/㎡)으로 표시한다. 〔그림 4〕는 눈 결정의 결정버릇이 온도에 의해 결정되고 성장 모양이 과포화에 의해 정해지는 것을 실험으로 밝혀낸 데 의의가 있다.

 

얼음의 결정구조와 평형형
결정은 원자·분자에 관계없이 3차원적으로 일정한 주기적 배열을 가지고 구성된 고체를 의미하는데, 얼음 결정은 보통 압력하에서 －80℃ 정도까지의 범위에서는 육방정계의 결정구조를 갖는다. 각 물분자는 수소결합이라는 4개의 결합수로 결합하고 있다. 4개의 결합수 중 1개는 거울대칭인 결합이며, 다른 3개는 중심대칭 결합이다. 그리고 거울대칭인 결합의 방향을 얼음 결정의 c축이라 하며 c축에 직교하여 동일 평면 위에 있는 인접분자를 잇는 방향을 a축이라 한다〔그림 5〕. 결정표면에서 물 분자는 주위에서 모여 응결하거나 표면에서 떨어져 증발하는데, 응결과 증발이 평형을 이룬 상태에서 결정은 부피가 일정한 채로 표면에너지가 최소인 형을 취하려 한다. 이것이 평형형이며 얼음 결정에서는 c축에 수직인 밑면과, c축 및 a축에 평행한 기둥면으로 둘러싸인 육각기둥 모양이며, 〔그림 5〕에 표시한 a축의 길이와 c축의 길이의 비 c/a가 0.82로 된다.

눈 결정의 성장과 모양
평형형은 일종의 이상형이다. 실제의 눈 결정에서는 주위 공기 속의 물분자 농도가 높아서 표면으로 날아오는 물분자의 수가 나가는 물분자의 수보다 많으면(이 때 주위의 공기는 과포화에 있다고 한다) 결정은 점점 크게 성장한다. 반대로 나가는 물분자의 수가 많으면(이 때 주위의 공기는 불포화에 있다고 한다) 결정은 점점 작아져 증발한다. 구름 속에 발생하는 빙정은 그 모양이 평형형에 가깝고, 또 주위가 과포화 상태여서 천천히 성장할 때도 그 모양은 평형에 가깝다. 과냉각수적(過冷却水滴)으로 된 구름 속은 물로 포화되어 있고 얼음으로 과포화가 되므로 발생한 빙정은 급속히 성장하여 눈 결정이 되어 지상으로 내려온다. 즉 자연에 보이는 눈 결정형은 성장하고 있는 상태이며, 모양이 천차만별인 원인은 내리는 과정에서 성장 방법에 차이가 생겼기 때문이다. 눈의 결정에서 대단히 흥미 깊은 것은 〔그림 4〕의 고바야시 다이어그램에서 볼 수 있듯이 －4℃, －10℃, －22℃를 경계로 온도가 내려감에 따라 각판－각기둥－각판－각기둥으로 결정버릇이 변화하는 것이다. 과포화상태인 공기 속의 수증기는 결정으로 이동하여 육각기둥 결정의 각이나 모서리에 붙어 각각 결정면을 경계짓는 모서리 부근에서 중앙부로 1층씩 그 면을 채워가는데, 주위의 과포화가 커져 흘러드는 물분자 수가 증가하면 면을 평탄하게 채울 수 없게 되어 결국 모서리 부분이 비스듬하게 밀려나 스켈리턴결정[骸晶(해정)] 모양이 된다. 다시 이 경향이 두드러지면 판모양 결정버릇의 온도 범위에서 결정은 부채꼴 모양의 성장을 하고, 또 각으로의 성장이 두드러지면 나뭇가지모양으로 성장한다. 기둥모양 결정버릇의 온도범위에서는 칼집모양 성장에서 바늘모양의 성장이 되어 나타나며 이와 같은 형의 변화를 성장형의 변화라고 한다〔그림 6〕.

눈의 다결정(多結晶) 구조
눈의 결정형은 기본적으로 결정버릇과 성장형에 의해 지배되지만, 이것은 결정 전체가 단일한 결정(단결정)인 경우이다. 이것에 대해 기온이 －20℃ 전후가 되면 흔히 눈보라라 불리는 2개 이상의 단결정이 붙은 다결정 눈이 내린다. 이들은 다결정이라도 나뭇가지 모양 결정이 여러 개 우연히 만난 눈송이[雪片(설편)]와는 달리 접합한 결정끼리의 일정한 방위관계가 있으며 쌍결정을 이루고 있다고 추측된다. 예를 들면 입체나뭇가지·방사나뭇가지·포탄집합 등에서는 각 요소 결정이 서로 그 a축을 공통으로 c축을 70° 기울여 접합하고 있는 것이 많다. 2개의 결정이 접합하는 경우에는 그 경계에 있어서 쌍방의 격자가 가능한 한 연속된 구조를 가지는 것이 계면에너지를 작게 하는 의미에서 유리하다. 그래서 눈에서 볼 수 있는 70° 관계가 이 메커니즘을 잘 만족시켜 준다는 것이 최근 연구로 밝혀졌다. 또 이들 눈의 쌍정구조를 설명하려면 과냉각수적이 동결하여 얼음의 결정핵이 발생하는 단계이며, 육방정계보다는 정육면체의 얼음핵이 나타나는 쪽이 계면의 영향으로 가능성이 높다는 설도 나왔다.

싸락눈·우박
눈 결정의 낙하속도는 크기와 모양에 따라 다르지만, 정지된 공기 중에서는 0.3∼1m/sec이다. 구름입자의 크기는 지름 1∼30㎛이며 공기처럼 움직인다. 그 결과 떨어지는 눈 결정은 구름입자와 결합하려 하지만 작은 구름입자는 유선(流線)을 따라 도망가거나 충돌하기 전에 증발한다. 이에 반해 10㎛ 이상의 큰 구름 입자는 결정에 충돌하여 구름입자 그대로 얼어 붙는다. 입체 또는 방사나뭇가지의 결정에 대단히 많은 구름입자가 얼어 붙으면 원래의 결정모양은 감춰지고 전체가 흰색 불투명한 구슬 또는 방추모양이 된다. 이것이 ＜싸락눈＞이며, 낙하속도는 2.5m/sec 이상이다. 여름에도 거대한 적운의 상부는 0℃ 이하이지만, 내부의 상승기류가 강해지고, 구름입자도 농밀해지면, 싸락눈과 충돌하는 구름입자의 동결에 의한 잠열의 방산이 맞지 않아 싸락눈은 0℃의 물로 둘러싸인다. 이것이 스폰지 모양 우박이다.

눈과 생활
눈의 문화를 발달시킨 것은 눈이 1년 중에 몇 번 내리는 온대 도시의 여유 있는 주민과, 북극에 가까운 지역의 수렵·유목민이다. 고산에 눈이 내리는 열대·아열대 고지의 주민도 눈을 체험해 아는 경우가 있으나, 조금만 하산하면 따뜻하므로, 가능한 한 피하고 싶은 눈에 관한 문화를 발달시키는 일은 드물다. 동아프리카 적도 바로 아래의 케냐산이나 킬리만자로산의 만년설을, 눈을 전혀 체험한 바 없는 평지 주민들이 먼 데서 바라보노라면, 평지 주민에게는 눈에 알맞는 낱말이 있더라도, 멀리서 바라보고 있는 눈과 눈에 알맞는 낱말을 연결할 수가 없어서, 소금 등의 흰 것과 혼동하는 경우조차 있었다. 온대의 따뜻한 지방에서는 산악지대에 짧은 기간 동안 소량의 강설이 있으며, 온대의 추운 지방에서는 평지에서도 장기간 동안 상당량의 눈이 내린다. 산악지대에서 강설현상이 있는 지중해의 동안(東岸)에서 만들어진 성서(聖書)에서는, 눈을 순결과 무구(無垢)의 상징으로 보았으므로, 유럽에서도 ＜화이트크리스마스＞에 바람직한 의미를 부여하지만 북상함에 따라서 기나긴 겨울철 눈의 공포의식이 강해지는 것은, 그림 동화의 《백설공주》와 안데르센 동화의 《눈의 여왕》의 차이에서 보는 바와 같다. 눈이 내리는 아시아 내륙에서는 소량의 강설이 장기간 계속되는 곳이 있으며, 적설 밑에서 먹이를 발견하게 되는 말·순록(馴鹿) 이외의 가축이 많을 때는 첫눈과 더불어 따뜻한 겨울철 방목지로 이동한다. 눈이 많은 지역에서는 눈의 질에 알맞은 이동 용구가 발달했다. 고대 인도에서는 눈의 문화는 빈약하여, 겨우 《구사론(俱舍論)》에 히말라야(雪山 파미르고원 힌두쿠시 산맥을 가리킴)에 대한 언급이 있을 뿐이다. ＜소의 눈에 닿는＞ 대설(大雪)이 내리는 일이 있는 중국 북부의 눈의 문화는 유럽과 동일하게 발달하였고, 눈을 고결(高潔)·무구, 희고 바람직한 것에 대한 의미로 쓰인 외에도, 눈경치를 즐겼고, 또한 진(晉)나라의 손강(孫康)의 고사(故事)에 관련시켜서 ＜창문의 눈＞의 빛으로 독서한 것을 고학의 상징으로 삼았다. 아시아의 태음력(太陰曆), 태음태양력은 자연현상과는 어긋나므로 눈과 특별히 관계가 있는 연중행사는 없다.

 

눈과 민속

외국의 민속
세계 여러 민족간에는 눈이 어떻게 해서 오게 되는가에 대해 여러 가지로 설명이 되고 있다. 유럽에서는 마녀의 옷이나 깃에서 눈이 생겨난다는 전설이 있다. 독일에서는 호레 아줌마가 잠자리를 흔들어 깃을 날리면, 그것이 눈이 되어서 인간 세상에 떨어져 내린다고 한다. 눈을 보내주는 신은, 동시에 추위와 겨울도 다스린다. 남라프족은 눈과 얼음의 신을 ＜상남(霜男)＞이라 한다. 아이누족에 의하면, 눈을 오게 하는 것은 겨울을 다스리는 여신이라 한다. 고대 중국에서는 청녀(靑女)라는 여신이 눈과 서리를 보내준다고 생각하였다.

한국의 민속
눈과 관련된 대표적인 민속으로는 눈싸움과 눈사람만들기가 있다. 눈싸움은 어린이들이 편을 갈라서 주먹만한 크기의 눈덩이를 상대편을 향해 던지며 즐기는 놀이로 겨울철에 체력 단련을 할 수 있는 놀이이다. 눈사람만들기는 눈뭉치를 굴려서 크게 만들어 이를 몸통으로 삼고 따로 작은 눈덩이를 그 위에 올려놓아 사람 모양으로 꾸미는 것으로, 패를 짜서 먼저 만들기 시합을 하는 등 협동심과 창의성을 개발시켜 주는 좋은 놀이이다

 

 

눈 - 겨울철의 절경 눈