보석 같다. 하늘에서 내리는 꽃, ‘눈 결정체’ 이야기다. 육안으로는 쉽게 볼 수 없지만 눈이 생성될 때 구름 속의 온도와 습도에 따라 눈 결정체는 다양한 모양을 띤다. 국가과학기술위원회는 공식 블로그를 통해 눈 결정체의 다양한 모양에 대해 소개했다.
눈 결정체는 물 분자 특성에 영향을 받아 기본적으로 육각형의 형태를 띤다. 물 분자는 하나의 산소, 두 개의 수소로 이루어진다. 산소를 중심으로 120도 각도로 연결된 세 개의 분자가 다른 물 분자와 결합되면서 육각형의 구조를 갖게 되는 것. 그러나 이같은 기본적 눈의 형태는 생성될 당시의 기온과 과포화 정도, 습도에 따라 다양한 모양으로 변화한다.
기온이 영하 5도에서 10도일 때는 육각 원통형과 기둥형, 막대형이 주로 형성된다. 이때 눈의 과포화(g/㎥) 정도가 높으면 길이가 긴 막대형 결정체가 만들어지고, 과포화 정도가 0에 가까울수록 속이 꽉 찬 육각 기둥형이 생성된다.
기온이 영하 10도에서 22도이고 과포화 정도가 0.14g/㎥ 이상인 경우 부채꼴 모양의 결정체가 만들어진다. 기온이 0도에서 영하 3.5도이고 과포화 0.1g/㎥ 이상, 또는 영하 10도에서 21도에 0.2g/㎥일 때 별모양의 결정체가 주로 나타난다.
결정체의 모양은 습도에 따라서도 달라진다. 눈이 형성될 때 구름 속에 습도가 높을수록 크고 화려한 눈꽃모양의 결정체가 생기고, 습도가 낮을수록 단순한 모양을 띤다. 함박눈은 결정체의 크기가 크다. 대기 중 수증기가 충분한 상태에서 시간적 여유를 두고 눈입자가 성장하기 때문이다.
반면 대기 중 수증기가 충분하지 않은 상태에서 내리는 싸락눈은 바늘모양, 기둥모양처럼 단순한 형태를 갖는다. 눈이 형성될 때 구름 속에 습도가 충분치 않아 얼음입자의 형성이 늦어지는 것이 그 이유다.
인공눈에서는 이처럼 다양하고 아름다운 눈 결정체를 볼 수 없다. 스키장 등에서 제설기를 이용해 만드는 인공눈은 작은 물방울을 공기 중에 방출해 냉각시키는 원리로 만들어진 ‘냉각된 물방울’로 자연 눈과는 다른 구조를 가진다. 눈 결정체가 ‘하늘에서 내리는 꽃’인 이유다.
<사진> 플리커
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고서령 기자 
