어떤 온도에서 공기가 포함할 수 있는 수증기의 양은 한정되어 있습니다. 만약, 공기가 포함할 수 있는 수증기의 양을 초과하면, 증발보다 응결이 더 활발해져서 공기속의 물방울이 증가하게 됩니다.

'공기가 포함할 수 있는 수증기의 양을 꽉 채운 상태'을 포화라고 합니다. 포화는 공기 속에 수증기가 꽉 차서 더 이상 들어갈 수 없는 상태를 말합니다. 따라서, 공기가 수증기 포화 상태를 넘어서면 증발보다 응결이 더 활발해지는 것입니다. 수증기의 포화 상태를 넘어서는 일을 과포화라고 합니다.

공기가 과포화되어 응결이 우세해지는 데에는 다음의 두 가지 요인이 있습니다.

첫째, 공기 속으로 수증기가 공급된다.

공기 속으로 수증기가 지속적으로 공급되다 보면 공기는 과포화되고 결국 응결이 더 활발해져서 많은 물방울을 만들게 됩니다.

둘째, 공기의 온도가 낮아진다.

공기는 온도가 높을수록 더 많은 양의 수증기를 포함할 수 있습니다. 수증기를 포함할 수 있는 용량이 증가한다는 뜻입니다. 수증기를 포함할 수 있는 용량(포화수증기압)이 1200인 공기가 1000 만큼의 수증기를 포함하고 있다고 해볼까요. 이 공기의 온도가 낮아져 포화수증기압이 1200에서 950으로 낮아진다면 이 공기는 초과되는 50만큼의 수증기를 응결시켜 내보내야 합니다.

이처럼 공기 속의 수증기가 응결하여 물방울을 만드는 데에는 두 가지 요인이 있습니다. "수증기의 공급 및 기온의 하강에 의한 과포화"

안개의 종류도 이 두 가지 요인에 따라 구분할 수 있습니다.

1. 수증기의 공급에 의해 형성된 안개

1) 증기 안개

찬 공기가 따뜻한 수면으로 이동할 때 생기는 안개입니다. 찬 공기는 포화수증기압이 낮아서 많은 양의 수증기를 포함할 수 없는 상황인데, 따뜻한 수면에서 다량의 수증기가 공급되면 찬 공기는 금새 과포화되어 안개를 형성합니다.

2) 전선 안개

온난 전선이든 한랭 전선이든 구름에서 떨어지는 빗방울은 찬 공기를 지나 떨어집니다. 이 때 빗방울에서 증발이 일어난 후 그것이 찬 공기로 공급되면 찬 공기는 쉽게 포화되어 안개를 형성합니다.

2. 기온의 하강(냉각)에 의해 형성된 안개

1) 복사 안개

바람이 약하고 맑은 날 밤에는 지표면의 온도 하강이 큽니다. 따라서, 지표면 근처의 공기는 냉각되고 그 결과 과포화되어 안개를 형성합니다.

2) 이류 안개

따뜻하고 습한 공기가 찬 지면으로 이동하면, 찬 지면에 의해 냉각되면서 과포화되어 안개를 형성합니다.

3) 활승 안개

지구 대기압이 고도가 높아질수록 낮아지기 때문에 상승하는 공기는 팽창하고, 그 결과 냉각됩니다. 만약, 습한 공기가 산의 경사면을 따라 상승해 올라간다면 공기는 냉각되어 과포화됨으로써 안개를 형성합니다.


[ 푸른행성의 과학 - http://www.skyobserver.net/ ]