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구름과 비는 모두 작은 물방울 입자다. 그런데 구름은 하늘에 떠 있고, 비는 내리는 이유는 뭘까. 구름을 타고 하늘을 나는 손오공 얘기는 그저 허무맹랑한 상상에 불과할까? 물방울이 공기 중에서 낙하할 때는 공기의 저항이 작용한다. 이 저항은낙하 속도가 낮으면 낙하 속도에, 속도가 빨라지면 낙하 속도의 제곱에비례한다. 물방울의 무게는 용적에 비례한다. 따라서 크기가 작을수록 공기 저항이 커져 상대적으로 낙하 속도는 느려진다.

물방울 직경에 따른 낙하 속도는 직경이 0.01㎜일 때 0.2㎝/s에 불과하나, 0.1㎜일 때는 27㎝/s, 1㎜의 경우 4m/s가 된다. 물방울이 0.1㎜ 이하라면 낙하 속도는 느리지만 낙하 속도가 10㎝/s라고 해도 높이 1000m구름 속의 구름 입자가 지상에 떨어지기까지는 3시간 정도 걸리게 된다.

1㎞상공에서 1mm이상 되면 4분만에 비로 내려. 구름 중에는 상승 기류가 있어 이 정도의 낙하 속도에서는 떨어지지 않지만, 1㎜ 이상 되면 4분 정도 걸려 떨어지므로 비가 된다. 구름 입자와비 입자를 확실히 구분하기는 힘들지만, 보통 수분 입자의 직경이 0.1㎜이하인 경우를 구름 입자, 이보다 클 경우에는 비 입자로 보고 있다.

여름철 유유히 하늘을 흘러가는 구름 덩어리를 보고 있노라면 한 번쯤서유기의 손오공 생각이 날 법도 하다. 이는 구름 속 상승 기류와 관계가 있다. 소나기 구름 중에는 상승 기류가 10~30m/s 이상에 달하는 것이있어 만약 낙하산을 타고 그 속으로 들어가면 높은 하늘로 날아오르는 것도 가능하다.

자연계에서 이를 실행하고 있는 것이 거미다. 늦가을 맑고 따뜻한 날이나 온화한 봄날에 거미는 풀잎 끝에 올라 엉덩이를 위로 향하고 여러 개거미줄을 뽑아 내며 바람을 기다린다. 바람이 불면 거미줄이 풍선과 같은 역할로 날아오른 뒤 바람을 타고 날리게 된다. 특히, 상승 기류를 타면 심지어 3000m 상공에서 이런 거미줄이 채집되기도 한다.

- 헤럴드경제 -