기상이야기 - 과(過)냉각과 과포화(飽和)

대기 중에서 수증기의 양이나 습도는 주변에 있는 대기의 온도와 압력(기압)에 의하여 결정되지만 그 가운데 온도의 영향이 제일 크다.

공기 중에서 물의 분자는 온도에 의하여 변하면서 증발과 응결작용을 일으키는데 물의 분자가 많으면 증발현상이 일어나며 내부와 외부에서 물의분자가 평형을 이룰 때 포화(飽和)상태가 된다.

실제로 대기 중에서는 0도 이하의 온도에서도 얼음으로 변하지 않고 물의상태로 그대로 남아있는 경우가 있다.

이 경우는 물의 온도가 매우 서서히 내려가면서 비록 온도가 0도 이하가 되더라도 얼음으로 변하지 못하고 물의상태로 그대로 남아있는 상황이 된다.

이때 이러한 상태의 물을 ‘과 냉각수’라고 부른다.

또 대기 중에서 기체 상태로 남아있던 수증기는 상대습도가 100%에 이르면 포화가 되고 응결하여 물로 변(變)해야 하지만 수증기가 응결해 물의형태로 변하기 위해서는 주위로부터 매연이나 먼지 등 적당한 양의 응결핵(凝結核)이 있어야 한다. 그런데 응결핵이 부족하여 수증기의 형태로 대기 중에 그대로 떠돌아다니는 경우가 있다.

이때 수증기상태를 ‘과 포화상태’라고 부른다.