가을이 되면 유독 하늘이 파랗게 보였던 이유
하늘은 왜 시시각각 다른 색으로 보이는 걸까?
삼촌~ 가을 하늘은 왜 이렇게 새파란 거야?
하늘이 왜 파란지는 워낙 당연하게 여겼기에 특별히 생각 안 해본 어려운 질문이죠. 명확하게 대답해주기도 어렵고요. 혹시 저처럼 잘 모르셨던 분들을 위해 언젠가 조카나 아이에게 당당하게 대답할 수 있도록 쉽고 빠르게 설명해드릴게요!
대기 중에는 질소, 산소, 먼지 같은 다양한 입자가 존재합니다. 태양에서 출발한 빛은 이들 입자와 부딪히며 사방으로 퍼지는데, 빛의 색에 따라 산란의 정도는 달라집니다. 무지개 스펙트럼을 기준으로 보라색에 가까울수록 파장이 짧고 에너지가 커서 강하게 산란하는 성질을 가집니다. 하지만 지구의 대기가 꽤 두꺼워서 보랏빛은 우리 눈에 닿기도 전에 사라져 버려요. 대신 보랏빛과 함께 강하게 산란한 파란빛은 우리 눈까지 닿을 수 있어서 낮의 하늘은 푸른색을 띠게 됩니다.
낮과 달리 해가 뜨거나 질 때는 빛이 지구에 비스듬하게 들어오기 때문에 가시광선이 지구에 도달하는 거리가 길어집니다. 그래서 보랏빛이 그랬던 것처럼 파란빛도 중간에 사라지고 파장이 긴 주황빛과 빨간빛만이 우리 눈에 도달할 수 있어, 해 질 녘 하늘은 붉은 노을로 가득 해지죠.
태양이 지구와 비스듬하게 위치할 때 거리가 길어지는 가시광선 (출처 = 한국원자력환경공단)그런데 여기에는 예외가 있어요. 상대적으로 큰 입자인 먼지나 수증기가 대기 중에 많아지면 모든 영역 대의 파장은 고르게 산란을 일으키거든요. 이때는 특별히 강한 파장이 없어서 하늘은 하얀색에 가까워집니다. 미세먼지가 가득한 뿌연 하늘처럼요!
가을 하늘이 유독 파란 이유는 방금 설명한 예외가 제거되기 때문이에요. 가을철 한반도에 영향을 주는 기단은 '양쯔강 기단'이죠. 이 기단은 대륙에서 불어온 바람이라 습도가 낮아 대기 중 수증기가 적어지고, 고기압 특성상 하강 기류를 발생시키기에 먼지는 없애줍니다. 따라서 대기 중에는 자연스럽게 작은 입자만 남게 되고 파란빛이 강하게 산란할 수 있는 환경이 마련되죠. 그 덕분에 우리는 가을철에 유독 파란 하늘을 만날 수 있게 된답니다.
