비행운-비행기가 지나간 자리에 생기는 구름의 생성 원리

안녕하세요?

이번 포스팅은 이미 알고 계신 분들도 있을 것이라 생각이 들지만, 비행기가 지나가면 하얀색 구름이 생기는 이유에 대해서 포스팅을 하고자 합니다.

BBC Science 2017년 4월호를 읽다가 [무엇이 비행기의 흔적을 남길까?]라는 기사를 읽고나서, 관련된 내용을 알 수 있었습니다. 우선 비행기가 날고 있는 하늘을 약 10km 상공인데, 다음과 같은 조건이라고 합니다.

공기 1㎥ 안에 들어있는 공기 내 분자의 숫자는 지상의 3분의 10000이 된다고 합니다. 즉 산소의 양만 해도 지상의 약 33%밖에 되지 않을 정도로 산소가 희박하다는 이야기가 됩니다. 거기다가 기온마저 -50℃ 주변을 맴돌 정도로 매우 추운 상태라고 합니다. 이러한 비행기가 비행하고 있는 주변 상황을 이야기하는 이유는 다음과 같습니다.

먼저 위에 올려진 사진은 제트 엔진의 내부 구조입니다. 그림에서 화살표로 표시된 부분으로 공기가 흡입이 되는데, 제트엔진은 대기중의 산소를 흡입해서 연소하는 과정이 일어납니다. 그리고 엔진 뒷쪽으로 배기 가스를 배출하는데, 이 배기가스는 연소 산물과 이산화탄소, 그리고 물로 이루어져 있다고 합니다.

배기가스가 나온 환경은 -50℃의 온도로 매우 차갑습니다. 그래서 그으름이 물 분자-수증기를 뭉치게 해서 물방울을 형성 한다고 합니다. 이후 주변의 대기 상태에 따라서, 다음 그림과 같이 달라진다고 합니다.

대기가 건조하면 제트엔진에서 배출된 물방울은 그대로 증발해서 사라집니다. 하지만 대기가 습한 상태라면 주변에 퍼져있는 대기중의 수증기가 응집해서 더 큰 덩어리가 되는데, 그게 바로 구름이 생성된다고 합니다.

그래서 이렇게 생성되는 것을 비행운이라고 하며, 비행기가 생성한다기 보다는 주변 공기중에 있던 수증기로 만들어 진다고 할 수 있습니다. 기사에서도 언급은 된 말이지만, 비행기가 지나가면서 하얀색 비행운이 만들어 지면, 대기가 습하다는 것을 알려준다고 할 수 있습니다.