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비 (날씨)

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목차

1. 개요

비는 대기 중의 수증기가 응결되어 지상으로 떨어지는 현상을 의미하며, 저기압의 접근, 산을 넘는 기류, 전선, 대류 등 다양한 원인에 의해 형성된다. 비는 수증기의 응결핵이나 빙정핵을 통해 빗방울로 성장하며, 빙정설과 난우설 두 가지 메커니즘으로 설명된다. 비는 대류성 강우, 지형성 강우, 전선성 강우, 저기압성 강우 등 다양한 형태로 내리며, 강수량, 강도, 빗방울 크기 등에 따라 분류된다. 비는 농업, 식수 공급, 물 순환 등 다양한 측면에서 긍정적인 영향을 미치지만, 홍수, 산사태 등 재해를 유발하기도 한다. 비의 관측과 예보는 강수량계, 기상 레이더, 기상 위성 등을 통해 이루어지며, 문화와 생활에도 깊이 관여하여 다양한 상징과 의미를 지닌다. 또한, 금성, 타이탄, 외계 행성 등 지구 외 천체에서도 비가 내리는 현상이 관측되거나 추정된다.

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  • 강수 - 수증기
    수증기는 물이 증발하거나 승화하여 생성되는 기체 상태의 물질로, 온도 변화에 따라 물로 응축되기도 하며, 대기 중 습도 조절, 온실 효과, 다양한 산업 분야에서의 활용 등 여러 중요한 역할을 한다.
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    스콜은 풍속이 급격히 증가하는 현상을 의미하며, 세계기상기구는 풍속 8m/s 이상 증가 및 11m/s 이상 지속을 기준으로 정의하고, 뇌우와 관련되어 강한 강수, 우박, 낙뢰, 강풍 등을 동반할 수 있다.
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  • 비 (날씨) - 물웅덩이
    물웅덩이는 빗물 등으로 인해 지표면에 일시적으로 고인 물로, 자연적으로 사라지기도 하지만 도로 등 인공적인 요인으로 발생하기도 하며, 야생동물에게 수분 공급원이 되거나 질병 매개체가 되기도 하고, 교통사고나 아이들의 놀이 공간이 되기도 한다.
  • 비 (날씨) - 소나기
    소나기는 여름철 대류 현상으로 적운이나 적란운에서 급작스럽게 내리는 짧고 강렬한 비로, 우박이나 뇌우를 동반하기도 하며, 가뭄 해소에 도움을 주지만 집중호우 피해를 유발하기도 하고, 한국 문화에서는 첫사랑에 비유되기도 한다.
비 (날씨)
날씨 현상
가벼운 비
가벼운 비
설명지표면에 도달하는 액체 형태의 강수
상세 정보
종류강수
형태액체
구성물방울
입자 크기0.5-5 mm (0.02-0.2 in)
강도약함
중간
강함
지속 시간몇 분에서 몇 시간
관련 현상구름
안개
무지개
천둥
번개
바람
영향
긍정적 영향농작물 성장
식수 공급
생태계 유지
부정적 영향홍수
산사태
교통 혼잡
질병 확산
문화
상징정화
슬픔
풍요
관련 예술문학
음악
영화
회화

2. 형성 과정

저기압이 접근하면 상승 기류가 발생하여 구름이 만들어지고 비가 내릴 가능성이 커진다. 반대로 고기압 권내에서는 하강 기류가 우세하여 공기가 압축되면서 온도는 오르고 습도는 낮아져 날씨가 맑은 경향이 있다. 비가 내리기 위해서는 공기가 상승하는 과정이 필요하다.

상승 기류를 일으키는 주요 원인은 다음과 같다.


  • 기류가 산을 넘어갈 때 강제로 상승하는 경우 (지형성 강우)
  • 전선을 따라 따뜻한 공기가 상승하는 경우 (전선성 강우)
  • 저기압 중심으로 공기가 모여들어 상승하는 경우 (저기압성 강우)
  • 대기층이 불안정하여 상하층 공기가 뒤섞이며 상승 기류가 발생하는 경우 (소나기)
  • 지표면이 국지적으로 가열되어 대류 현상으로 상승 기류가 발생하는 경우 (대류성 강우)


상승 기류에 의해 공기가 상공으로 이동하면 기압이 낮아져 단열 팽창을 하면서 온도가 내려간다. 온도가 이슬점 이하로 떨어지면 공기 중의 수증기가 응결하여 미세한 물방울이나 얼음 결정(빙정)이 되는데, 이것이 모여 구름을 형성한다.[173]

물의 순환 과정


그러나 단순히 수증기가 응결하는 것만으로는 비가 되기 어렵다. 구름을 이루는 초기 입자(구름 입자)는 매우 작아서(반지름 약 1um ~ 20um)[179], 빗방울(최소 직경 약 0.1mm)이 되려면 훨씬 더 커져야 한다. 이 과정에는 응결핵이나 빙정핵의 역할이 매우 중요하다. 대기 중의 미세한 먼지, 바다에서 날아온 염분 입자(해염 입자), 화산재 등이 핵 역할을 하여 수증기가 쉽게 달라붙거나 얼어붙도록 돕는다.[176][177][178] 핵이 없다면 응결이 잘 일어나지 않는다.

구름 입자가 빗방울 크기로 성장하는 주요 과정은 크게 두 가지로 나뉜다.

  • '''따뜻한 비 과정''' (난우설, 暖雨說): 주로 온도가 0℃ 이상인 구름에서 발생하며, 작은 구름 물방울들이 서로 충돌하고 합쳐지는 병합 과정을 통해 빗방울로 성장한다.[179][180][181]
  • '''차가운 비 과정''' (빙정설, 氷晶說): 구름 상층부 온도가 0℃ 이하일 때 주로 발생한다. 빙정이 주변의 과냉각 물방울로부터 수증기를 빼앗거나 충돌하여 성장한 뒤, 낙하하면서 0℃보다 높은 공기층을 통과하면 녹아서 비가 된다.[183][184] 한국과 같은 중위도 지역에서 내리는 비의 상당수는 이 과정을 통해 형성된다.[182]


아스팔트 위에 떨어져 물결무늬를 만드는 비


이동하는 비구름과 빗줄기


이렇게 충분히 커진 빗방울은 중력에 의해 상승 기류를 이겨내고 지표면으로 낙하하게 된다.[185][186] 때로는 빗방울이 땅에 닿기 전에 증발하여 꼬리 구름(버가) 형태로 보이기도 한다.[188]

2. 1. 수증기 응결

공기 중에는 항상 일정량의 수증기가 포함되어 있다. 이 수증기는 주로 바다나 호수, 강 등의 표면에서 물이 증발하거나, 식물의 증산작용을 통해 대기로 공급된다.[173]

공기 중에 포함된 수증기의 양은 여러 방식으로 표현된다. 건조 공기 1kg당 포함된 수증기의 질량을 그램(g) 단위로 나타낸 것을 '혼합비'라고 한다.[2][3] 더 일반적으로 사용되는 지표는 상대 습도인데, 이는 특정 기온에서 공기가 최대로 포함할 수 있는 수증기량(포화 수증기량) 대비 실제 포함된 수증기량의 비율을 백분율로 나타낸 것이다.[4] 따뜻한 공기는 차가운 공기보다 더 많은 수증기를 포함할 수 있다. 따라서 공기 덩어리가 냉각되면 상대 습도가 높아지며, 특정 온도에 도달하면 공기는 수증기로 포화 상태(상대 습도 100%)가 된다. 이 온도를 이슬점이라고 한다.[6]

공기가 이슬점까지 냉각되어 포화 상태에 이르는 주요 메커니즘은 다음과 같다.

  • '''단열 냉각''': 공기가 상승하면서 기압이 낮아져 팽창하고, 이때 외부와의 열 교환 없이 온도가 내려가는 현상이다.[7] 공기 상승은 대류, 저기압 중심에서의 공기 수렴과 같은 대규모 대기 운동, 또는 공기가 산을 타고 오르는 지형성 상승[16] 등에 의해 일어난다.
  • '''전도 냉각''': 따뜻한 공기가 차가운 지표면이나 수면과 접촉하여 열을 빼앗기면서 냉각되는 현상이다.[8]
  • '''복사 냉각''': 공기나 지표면이 열복사 형태로 에너지를 방출하여 온도가 내려가는 현상이다. 특히 맑고 바람 없는 밤에 잘 일어난다.[9]
  • '''증발 냉각''': 물이 증발하면서 주변 공기로부터 잠열을 흡수하여 공기 온도를 낮추는 현상이다. 비가 내릴 때 빗방울이 증발하면서 주변 공기를 냉각시키는 것이 예이다.[10]


공기가 포화 상태에 이르면 수증기는 단순히 물방울로 변하는 것이 아니라, 응결핵 역할을 하는 작은 입자들을 중심으로 응결하기 시작한다. 대기 중에는 미세한 먼지, 바다에서 날아온 소금 입자, 화산재, 유성 먼지 등이 떠다니는데, 이것들이 응결핵이나 빙정핵이 된다. 응결핵이 없으면 공기가 포화 상태를 넘어서도 수증기가 쉽게 응결하지 않는다. 실험실에서 먼지를 제거한 공기를 포화시켜도 물방울이 잘 생기지 않는 것이 이를 보여준다. 기온이 영하로 내려가면 수증기는 빙정핵을 중심으로 얼음 결정(빙정)을 만들거나, 과냉각 상태의 물방울이 빙정핵과 만나 얼어붙기도 한다.[183] 이렇게 생성된 미세한 물방울이나 얼음 결정들이 모여 구름[5]을 형성한다.[173]

매우 작은 빗방울은 거의 구형임을 보여주는 다이어그램. 빗방울이 커지면서 햄버거 빵처럼 바닥이 평평해집니다. 매우 큰 빗방울은 공기 저항에 의해 더 작은 빗방울로 쪼개져 불안정해집니다.
빗방울의 크기에 따른 모양:
*일반적인 생각과는 달리, 빗방울은 눈물 방울 모양이 아니다.

  • 매우 작은 빗방울은 거의 구형이다.
  • 더 큰 빗방울은 공기 저항으로 인해 바닥이 평평해진다.
  • 큰 빗방울은 많은 양의 공기 저항을 받아서 불안정해지기 시작한다.
  • 매우 큰 빗방울은 공기 저항으로 인해 더 작은 빗방울로 쪼개진다.

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구름을 이루는 작은 물방울이나 빙정들이 성장하여 무거워지면 중력에 의해 낙하하기 시작하는데, 이것이 비나 눈이다. 빗방울이 형성되는 과정은 크게 두 가지로 설명된다.

  • '''따뜻한 비 (난우설, 暖雨說)''': 주로 기온이 0℃ 이상인 구름에서 일어난다. 구름 속의 작은 물방울들이 서로 충돌하고 합쳐지는 병합 과정을 통해 점점 커진다. 물방울이 충분히 커져 공기 저항을 이겨낼 만큼 무거워지면 빗방울이 되어 지표면으로 떨어진다.[20]
  • '''차가운 비 (빙정설, 氷晶說)''': 구름 상층부의 온도가 0℃ 이하일 때 주로 발생한다. 구름 속에는 0℃ 이하에서도 얼지 않은 과냉각 상태의 물방울과 작은 빙정이 함께 존재한다. 빙정은 주변의 과냉각 물방울로부터 수증기를 빼앗아 빠르게 성장하거나, 과냉각 물방울과 충돌하여 얼어붙으면서 커진다.[183] 이렇게 커진 빙정(눈송이나 싸락눈 등)이 낙하하다가 0℃보다 높은 공기층을 통과하면 녹아서 비가 된다.[21][184] 만약 지표면까지 떨어지는 동안 다 녹지 않으면 눈이나 진눈깨비 형태로 내린다.[183][184]


빗방울의 크기는 매우 다양하여 평균 직경이 0.1mm에서 9mm 정도이다. 아주 작은 빗방울은 거의 완벽한 구형이지만, 크기가 커질수록 공기 저항 때문에 아래쪽이 평평해져 햄버거 빵과 비슷한 모양이 된다. 매우 큰 빗방울은 낙하산처럼 보이기도 하며, 더 커지면 불안정해져 작은 물방울로 쪼개진다.[22][28] 흔히 생각하는 눈물 방울 모양과는 다르다.[23] 기록상 가장 큰 빗방울은 2004년 브라질과 마셜 제도에서 관측되었는데, 직경이 10mm에 달하는 것도 있었다. 이는 대기 중 큰 연기 입자에서 응결이 촉진되었거나, 수분 함량이 매우 높은 좁은 지역에서 물방울 간의 충돌이 활발했기 때문으로 추정된다.[24] 우박이 녹아서 만들어진 빗방울은 다른 빗방울보다 크기가 큰 경향이 있다.[25]

일반적으로 비의 강도와 지속 시간은 반비례 관계를 보인다. 즉, 강하게 쏟아지는 비는 짧은 시간 동안 내리는 경향이 있고, 약하게 오랫동안 내리는 비는 강도가 낮을 가능성이 높다.[26][27]

드물게 상공에 0℃ 이상의 역전층이 있고 지표면 부근의 기온이 0℃ 이하일 때, 과냉각 상태의 비(차가운 비)가 내리다가 지표면에 닿는 순간 얼어붙는 착빙성 안개 현상이 나타나기도 한다.[170]

2. 2. 구름 입자의 성장

지구의 대기(공기)는 장소에 따라 양이 다르지만, 수증기를 포함하고 있다. 이 수증기는 바다나 호수의 표면, 지면에서의 증발, 식물에서의 증산작용 등을 통해 공급된다[173][13]. 공기 중 수증기의 양, 즉 혼합비는 건조 공기 1kg당 물의 그램(g/kg)으로 측정된다.[2][3] 공기 중의 수분량은 일반적으로 상대 습도로도 표현되는데, 이는 특정 기온에서 공기가 담을 수 있는 총 수증기량(포화 수증기량)에 대한 백분율이다.[4][174] 예를 들어, 기온 25°C·상대습도 50%의 공기에는 1m3당 11.4g의 수증기가 포함된다[174].

공기가 포함할 수 있는 수증기의 최대량은 기온에 따라 달라진다. 따뜻한 공기는 차가운 공기보다 더 많은 수증기를 포함할 수 있다. 따라서 공기 덩어리를 냉각시키면 상대 습도가 증가하여 100%에 도달하게 되는데, 이를 포화라고 한다. 공기가 포화되기 위해 냉각되어야 하는 온도를 이슬점이라고 한다.[6] 포화된 공기에서는 수증기가 응결하여 미세한 물방울이나 얼음 입자를 형성하는데, 이것이 바로 구름이다[5][173].

공기를 이슬점까지 냉각시키는 주요 메커니즘은 다음과 같다.

  • 단열 냉각: 공기가 상승하면서 기압이 낮아져 팽창하고 냉각되는 현상이다.[7][175] 상승 기류는 대류, 대규모 대기 운동(저기압 접근 등), 전선에서의 따뜻한 공기 상승, 기류가 산을 넘는 경우(지형성 상승), 지면의 국지적 가열 등으로 인해 발생한다.[11][16]
  • 전도 냉각: 공기가 더 차가운 표면(예: 차가운 해수면이나 지표면)과 접촉할 때 발생한다.[8][175]
  • 복사 냉각: 공기 또는 그 아래 표면에서 열복사를 방출하여 냉각되는 현상이다.[9][175]
  • 증발 냉각: 증발을 통해 공기에 수분이 추가되면서 공기 온도가 습구 온도까지 낮아지는 현상이다.[10][175]


상승 기류는 비가 오기 위한 중요한 조건이지만, 그것만으로는 충분하지 않다. 수증기가 응결하여 구름 입자가 되려면 응결핵 또는 빙정핵이 필요하다. 실험실에서 먼지 입자를 제거한 공기를 포화시켜도 수증기가 쉽게 응결되지 않는 것은 응결핵이 없기 때문이다. 대기 중에는 먼지, 바다의 물보라에서 생긴 염분(해염 입자), 연소나 화산 활동으로 생긴 황산염 입자, 토양 입자, 유기 에어로졸 등 다양한 에어로졸이 존재하며, 이들이 응결핵 역할을 한다[176][177][178]. -40°C 이하의 매우 낮은 온도에서는 화산재나 유성진 등이 핵이 되어 빙정이 만들어지기도 한다.

응결핵 주위에서 수증기가 응결하여 처음 만들어진 구름 입자(구름 방울)의 크기는 반지름 1µm ~ 20µm (0.001mm ~ 0.02mm) 정도로 매우 작다[179]. 빗방울은 가장 작은 것도 직경이 0.1mm이고 보통 빗방울은 직경이 0.7mm 정도이므로, 구름 입자가 빗방울로 성장하기 위해서는 수많은 구름 입자가 합쳐져야 한다. 작은 빗방울 하나를 만드는 데에도 1만 개 이상의 구름 입자가 필요하다.

구름 입자가 빗방울로 성장하는 과정은 크게 두 가지로 나뉜다.

  • 응결 과정: 구름 입자 표면에 수증기가 계속 달라붙어 크기가 커지는 과정이다. 초기 단계에서는 빠르게 성장하여 몇 분 만에 반지름 10µm 정도까지 커질 수 있다. 하지만 입자가 커질수록 성장 속도가 느려져, 응결만으로는 실제 비가 내리는 시간 안에 빗방울 크기(반지름 1000µm 또는 1mm)까지 성장하기 어렵다. 반지름 10µm에서 1000µm로 성장하려면 부피가 100만 배가 되어야 하는데, 응결만으로는 약 2주가 걸릴 것으로 추산된다[179][180].
  • 병합 과정: 구름 입자들이 서로 충돌하여 합쳐지면서 커지는 과정이다. 입자 크기가 10µm ~ 30µm 정도에 도달하면 충돌 병합이 활발해진다. 입자가 클수록 충돌 확률이 높아져 성장 속도가 빨라지므로, 이 단계에서는 가속적으로 성장이 진행된다. 흡습성이 좋은 해염 입자가 풍부한 해양성 적운에서는 구름이 생긴 지 20~30분 만에 비가 내리기도 한다[179][180][181].


구름 입자가 계속 액체 상태를 유지하며 성장하여 비가 되는 과정을 따뜻한 비(난우, 暖雨) 과정이라고 한다. 반면, 구름 상층부의 낮은 온도에서 얼음 결정(빙정)으로 성장한 뒤, 떨어지면서 녹아 비가 되는 과정을 차가운 비(빙정설, 氷晶說) 과정이라고 한다. 일본에서 내리는 비의 약 80%는 차가운 비 과정을 통해 형성되는 것으로 알려져 있다[182].

최종적으로 형성된 빗방울들의 크기 분포는 일반적으로 지수 분포를 따르는 것으로 알려져 있으며, 이를 마셜-팔머 법칙(Marshall–Palmer law)이라고 한다. 단위 부피당 직경 d에서 D+dD 사이의 빗방울 수는 n(d) = n_0 e^{-d/\langle d \rangle} dD로 표현된다.[28][29] 여기서 매개변수 n_0와 \langle d \rangle는 온도와 강우 강도(R)에 따라 달라진다. 기울기 매개변수 \langle d \rangle^{-1}는 강우율 R에 대해 \langle d \rangle^{-1}=41 R^{-0.21} (d는 센티미터, R은 시간당 밀리미터)의 관계를 가진다.[28][30] 하지만 이는 평균적인 경향이며, 실제 순간적인 빗방울 크기 분포는 이 법칙에서 벗어나는 경우가 많아 감마 분포 등으로 모델링되기도 한다.[31] 또한 빗방울이 떨어지면서 깨지는 현상(파편화) 때문에 빗방울 크기에는 상한선이 존재한다.[28]

2. 3. 강수 형태

비는 구름을 발생시키는 요인, 즉 상승 기류를 일으키는 원인에 따라 몇 가지 형태로 분류할 수 있다.[189] 상승 기류는 공기를 이슬점까지 냉각시켜 구름을 형성하고 비를 내리게 하는 중요한 조건이다. 주요 상승 기류 발생 원인으로는 지형에 의한 강제 상승, 전선에서의 따뜻한 공기 상승, 저기압 중심에서의 공기 수렴, 대기 불안정에 의한 대류 등이 있다.

한랭 전선(왼쪽)과 온난 전선(오른쪽)에 의한 비의 모식도


비의 주요 강수 형태는 다음과 같다.

강수 형태발생 원인특징
대류성 강우지표면의 국지적 가열이나 대기 불안정으로 인해 공기가 빠르게 상승하여 발생하는 대류[189]주로 수직으로 발달한 적란운에서 내리며, 소나기처럼 짧은 시간에 강하게 내리는 경우가 많다[187]. 종종 천둥, 번개, 우박 등을 동반한다.
지형성 강우습한 공기가 산과 같은 지형 장애물을 만나 강제로 상승[189]산의 바람이 불어오는 쪽 사면(바람받이 사면)에 많은 비를 내리는 경향이 있다.
전선성 강우성질이 다른 두 공기 덩어리가 만나는 전선면을 따라 상대적으로 따뜻하고 습한 공기가 상승[171]온난 전선의 경우, 넓은 지역에 걸쳐 약하거나 보통 강도의 비가 비교적 오랫동안 지속되는 경향이 있다.
한랭 전선의 경우, 전선이 통과할 때 좁은 지역에 강한 비가 짧은 시간 동안 내리는 경향이 있다[171].
저기압성 강우 (수렴성 강우)저기압이나 태풍의 중심 부근으로 지표면의 공기가 모여들면서(수렴) 상승[189][171]저기압이나 태풍의 영향권 내 넓은 지역에 걸쳐 많은 양의 비가 내릴 수 있다.



주로 비를 내리게 하는 구름은 난층운과 적란운이다. 난층운은 일반적으로 넓은 지역에 지속적인 비를 내리며, 적란운은 강한 소나기성 비를 내리는 특징이 있다[187]. 때때로 층운에서도 약한 이슬비가 내리기도 한다[187]. 비구름의 아래쪽 경계인 구름 밑면의 높이는 다양하지만, 평균적으로 약 500m에서 2000m 정도이다[188]. 빗방울은 이 높이에서 지표면까지 낙하하며, 주변 공기가 건조할 경우 땅에 닿기 전에 증발하기도 한다. 이렇게 증발하여 지상에는 도달하지 못하고 공중에서 사라지는 비를 버가라고 하며, 구름 아래에 줄무늬 모양의 꼬리 구름으로 관측될 수 있다[188].

3. 강수 유형

비는 구름을 만드는 상승 기류의 원인에 따라 몇 가지 유형으로 나눌 수 있다.[189] 상승 기류는 공기가 산을 넘거나(지형성 강수), 따뜻한 공기가 전선을 따라 상승하거나(전선성 강수), 공기가 모여들어 상승하거나(저기압성 강수), 공기층이 불안정하여 상하로 뒤섞일 때(대류성 강수) 발생한다.


  • 대류성 강수: 대기 불안정으로 인해 발생하는 대류 구름(적란운이나 웅대적운)에서 내리는 비를 말한다.[189] 강도가 빠르게 변하는 소나기 형태로 내리며, 구름의 수평 범위가 넓지 않아 특정 지역에 짧은 시간 동안 내리는 경향이 있다. 열대 지방 강수의 대부분은 대류성이지만, 층상 구름에 의한 강수도 발생한다.[38][42] 싸락눈이나 우박은 대류 활동이 있음을 나타낸다.[43] 중위도 지방에서는 한랭 전선, 스콜선, 온난 전선 등과 관련하여 간헐적으로 나타난다.[44]

대류성 강수. 주변보다 습한 공기가 가열되어 상승하며 짧은 비를 내린다.

  • 지형성 강수: 습한 공기가 산과 같은 지형을 만나 강제로 상승하면서 단열 냉각되어 응결이 일어나 내리는 비이다.[189] 바람이 산을 넘어 불 때, 바람을 직접 맞는 쪽(바람받이)은 습한 기후가 나타나는 반면, 바람이 넘어가는 반대쪽(바람그늘)은 건조하고 따뜻한 푄 현상과 유사한 건조한 공기가 나타나는 경향이 있다.[16]

지형성 강수. 바다 위의 습한 공기가 육지로 이동하며 산맥에 부딪혀 상승, 냉각되어 비를 뿌린다.

  • 전선성 강수: 온난 전선이나 한랭 전선과 같은 전선면을 따라 공기가 상승하면서 만들어진 구름에서 내리는 비이다.[171] 일반적으로 온난 전선은 넓은 지역에 걸쳐 지속적이고 약한 비(이슬비)를 뿌리는 경향이 있으며, 한랭 전선은 좁은 지역에 짧은 시간 동안 강한 비를 내리는 경향이 있다.[171] 폐색 전선 주변에서는 다양한 날씨가 나타날 수 있으며, 뇌우가 발생하기도 하지만 대개는 공기가 건조해지는 과정과 관련된다.[39]

  • 저기압성 강수 (수렴성 강수): 태풍(열대 저기압)이나 저기압 중심부에서 지표면의 공기가 모여들어(수렴) 상승하면서 발생하는 구름에서 내리는 비이다.[189][171] 저기압 시스템 내에서는 넓은 지역에 걸쳐 지속적인 비(층상운 강수)가 내리거나, 짧은 시간 동안 강도가 크게 변하는 소나기성 비(역학적 강수)가 내릴 수 있다.[38] 열대 저기압은 때로 막대한 피해를 주기도 하지만, 건조한 지역에 많은 비를 공급하여 해당 지역 강수량에 중요한 역할을 하기도 한다.[59] 열대 저기압이 통과하는 지역은 단기간에 연간 강수량에 해당하는 비를 경험할 수도 있다.[60]


특정 조건에서는 비가 땅에 닿기 전에 증발하거나 승화하기도 하는데, 이를 버가라고 하며 덥고 건조한 기후에서 자주 관찰된다.

4. 강도 및 특성



비는 내리는 방식과 강도, 그리고 형성 과정에 따라 다양한 특성을 보인다. 크게 층상형 강수와 대류형 강수로 나눌 수 있다. 층상형 강수는 층운이나 난층운과 같이 넓게 퍼진 구름에서 내리며, 비교적 약하거나 중간 정도의 강도로 오랜 시간 동안 지속되는 경향이 있다. 이는 종관 규모의 기상 시스템에서 공기가 천천히 상승할 때 주로 발생하며, 온난 전선의 앞쪽이나 저기압 중심부에서 흔히 볼 수 있다.[38]

반면, 대류형 강수는 적운이나 적란운처럼 수직으로 발달한 구름에서 내리는 비로, 강도가 급격하게 변하는 소나기 형태를 띤다. 짧은 시간 동안 강하게 내리며, 천둥·번개나 우박을 동반하기도 한다.[43] 한랭 전선이나 스콜선 등 불안정한 대기 조건에서 주로 발생한다.[44] 열대 지방의 비는 대부분 대류성이지만, 층상형 강수도 함께 나타난다.[38][42]

폐색 전선 주변에서는 다양한 날씨가 나타날 수 있으며, 뇌우가 발생하기도 하지만 전선 통과 후에는 공기가 건조해지는 것이 일반적이다.[39]

비가 눈이나 진눈깨비 대신 액체 상태로 내리려면, 지표면까지 도달하는 동안 얼음 입자가 녹을 수 있도록 상층에 0℃보다 높은 두꺼운 공기층이 필요하다. 만약 지표 부근의 기온이 영하이면, 과냉각된 빗방울이 지표면에 닿는 순간 어는 착빙성 비가 될 수 있다.[40] 대기 중 0℃ 고도가 지상 약 3352.80m 이상으로 높아지면 우박 발생 빈도는 줄어든다.[41]

빗방울은 공기 중의 미세한 입자인 응결핵을 중심으로 수증기가 달라붙어 만들어진다. 처음 생성된 구름 입자는 매우 작지만, 수증기를 흡수하며 커지거나(응결 과정) 다른 물방울과 합쳐지면서(병합 과정) 점점 무거워져 비로 내리게 된다.[176][177][178][179][180][181] 구름 속에서 얼음 결정 과정을 거치지 않고 액체 상태로만 성장하여 내리는 비를 '따뜻한 비'라고 하며, 구름 속에서 얼음 결정으로 성장한 뒤 낙하하면서 녹아 비가 되는 과정을 '차가운 비'라고 한다. 한국에서 내리는 비의 상당수는 차가운 비 과정으로 형성된다.[182]

비를 주로 내리는 구름은 난층운, 적란운, 층운 등이다.[187] 비구름의 높이나 대기 상태에 따라 빗방울이 땅에 닿기 전에 증발하기도 하는데, 이를 꼬리 구름(Virga)이라고 한다.[188] 비의 강도는 일정 시간 동안 내린 비의 양(강수량)으로 측정하며, 시간당 강수량(mm/h)으로 흔히 표현한다.[189] 강수 강도에 따라 약한 비, 보통 비, 강한 비, 폭우 등으로 분류하며, 이는 기상 예보 및 재해 대비에 중요한 정보가 된다.[194][195]

무지개


낙하하는 빗방울을 '''우립'''(雨粒) 또는 '''우적'''(雨滴)이라고 한다. 빗방울은 크기와 낙하 속도가 다양하며, 공기 저항 때문에 완벽한 구형보다는 아래가 평평한 모양을 띤다. 빗방울이 태양 빛을 통과할 때 빛이 굴절되고 반사되면서 무지개가 만들어지기도 한다. 한국어에는 비의 강도, 형태, 시기 등에 따라 이슬비, 가랑비, 소나기, 장맛비, 여우비, 단비 등 다양한 표현이 존재한다.[225][226]

4. 1. 강도

Zapopan의 폭우
사포판의 폭우


강수 강도는 특정 시간 동안 내리는 비의 양, 즉 강수율에 따라 분류된다.[106] 강수 강도를 나누는 기준은 다음과 같다.

  • 약한 비: 시간당 강수율이 2.5mm 미만일 때
  • 보통 비: 시간당 강수율이 2.5mm에서 7.6mm 사이,[108][107] 또는 10mm 사이일 때
  • 강한 비: 시간당 강수율이 7.6mm를 초과할 때,[108] 또는 시간당 10mm에서 50mm 사이일 때[107]
  • 폭우: 시간당 강수율이 50mm를 초과할 때[107]


강하거나 매우 강한 비를 표현하는 용어로는 물골을 씻어낼 정도의 비, 쓰레기를 치울 정도의 비 등이 있다.[109]

비의 세기는 일정 시간에 내리는 비의 양('''강수량''', 우량)으로 나타내며, 그 깊이를 밀리미터(mm) 단위로 표현한다. 일반적으로 1시간 동안의 강수량(시간 강수량)을 사용하지만, 짧은 시간 동안의 강한 비를 나타내기 위해 10분간 강수량 등을 사용하기도 한다. 눈이나 싸락눈 등 비 이외의 형태를 포함한 경우에는 강수량이라고 부른다.[189]

강도는 강수 침식력을 나타내는 ''R-factor''[110]나 강수 시간 구조를 나타내는 ''n-index''로도 표현될 수 있다.[106]

일본 기상청은 예보나 방재 정보에서 다음과 같이 비의 세기를 구분하여 사용한다.[194][195] 또한, "호우"는 재해 발생 우려가 있는 비를 가리킬 때 사용한다.[195]

분류1시간 강수량주변 상황 및 영향
약한 비1mm 미만 (수 시간 지속 시)
약한 비3mm 미만
약간 강한 비10mm 이상 20mm 미만주룩주룩 내리는 정도. 빗소리로 인해 말소리가 잘 들리지 않을 수 있다. 땅 곳곳에 웅덩이가 생긴다.
강한 비20mm 이상 30mm 미만세차게 쏟아지는 느낌의 비. 우산을 써도 옷이 젖을 수 있다. 자동차 와이퍼를 빠르게 작동해도 시야 확보가 어렵다. 도로 옆 도랑이나 하수도, 작은 강이 넘칠 수 있으며, 소규모 산사태가 시작될 수 있다.
격렬한 비30mm 이상 50mm 미만양동이로 물을 쏟아붓는 듯한 느낌으로 내린다. 도로가 강처럼 변할 수 있다. 자동차 운전 시 수막 현상으로 브레이크가 잘 듣지 않을 수 있다. 산사태나 절벽 붕괴 위험이 커지므로, 위험 지역에서는 피난 준비가 필요하다. 도시에서는 하수관에서 빗물이 역류할 수 있다.
매우 격렬한 비50mm 이상 80mm 미만마치 폭포처럼 쏟아지는 비. 물보라로 인해 주변이 하얗게 보이며 시야가 매우 나빠진다. 자동차 운전은 위험하다. 많은 재해가 발생할 수 있다. 도시 지역에서는 지하실이나 지하 상가로 빗물이 흘러들 수 있고, 맨홀에서 물이 솟구치기도 한다. 토석류 발생 위험이 높아진다.
맹렬한 비80mm 이상숨쉬기 답답할 정도의 압박감과 공포감을 느낄 수 있다. 비로 인한 대규모 재해 발생 가능성이 매우 크므로, 엄중한 경계가 필요하다.


4. 2. 빗방울



낙하하는 빗방울을 '''우립'''(雨粒) 또는 '''우적'''(雨滴)이라고 한다. 빗물이 처마 등에서 떨어지는 것은 '우수'(雨垂)라 하며, 우수가 떨어져 부딪히는 곳을 '우수락'(雨垂落)이라고 한다. 또한, 비는 아니지만 짙은 안개 속에서 나무 등에 붙은 미세한 물방울이 커져 비처럼 떨어지는 현상을 '수우'(樹雨)라고 부른다.

빗방울은 구름 속의 작은 물방울이나 빙정이 성장하여 형성된다. 물방울이 서로 부딪혀 합쳐지는 병합 과정은 주로 따뜻한 구름(상층부 기온이 0℃ 이상)에서 일어나며, 이를 '따뜻한 비' 과정이라고 한다.[20] 반면, 차가운 구름(상층부 기온이 0℃ 이하)에서는 얼음 결정이 주변의 과냉각 물방울을 흡수하며 성장하고, 이것이 낙하하면서 따뜻한 공기층을 지나 녹으면 비가 되는데, 이를 '차가운 비' 과정이라고 한다.[21] 일본에서 내리는 비의 약 80%는 '차가운 비' 과정으로 형성된다고 알려져 있다.[182] 구름이 처음 만들어질 때의 물방울(구름 입자)은 반지름이 1~20µm (0.001~0.02mm) 정도로 매우 작으며, 구름 속에는 1m3당 1000만 개에서 수백억 개의 구름 입자가 존재한다. 이 작은 구름 입자들이 응결과 병합 과정을 통해 평균 반지름 1mm 정도의 빗방울로 성장한다.[179][180][181]

빗방울의 크기는 평균적으로 지름 0.1mm에서 9mm까지 다양하며, 보통 1mm 전후, 넓게는 0.2mm에서 6mm 범위에 있다.[198][199] 지름 0.5mm 미만의 매우 작은 빗방울이 균일하게 내리는 비를 이슬비라고 한다. 빗방울은 크기가 커지면 공기 저항으로 인해 불안정해져 더 작은 방울로 쪼개지는 경향이 있으며, 실제로 지상에서 관측되는 빗방울의 최대 크기는 지름 8mm 정도이다.[185][198] 지구상에서 관측된 가장 큰 빗방울은 2004년 브라질과 마셜 제도에서 기록되었으며, 일부는 지름이 10mm에 달했다. 이는 큰 연기 입자에서의 응결이나 물 함량이 매우 높은 좁은 지역에서의 충돌 때문으로 설명된다.[24] 녹는 우박과 관련된 빗방울은 다른 빗방울보다 크기가 더 큰 경향이 있다.[25] 비가 내릴 때 빗방울의 밀도는 1m3당 10개에서 1,000개 정도이며, 크기가 클수록 밀도가 낮아지는 경향(마셜-팔머 분포)을 보인다.[200][201][202]

빗방울의 모양은 크기에 따라 달라진다. 지름 2mm보다 작은 빗방울은 표면 장력의 영향으로 거의 완벽한 구형을 유지한다. 하지만 크기가 커질수록 공기 저항이 표면 장력보다 우세해져 빗방울 아랫부분이 평평해진 만두나 햄버거 빵과 같은 모양이 된다. 더 커지면 낙하산 모양처럼 변형되며[22][28], 낙하 중에 진동하다가 불안정해져 결국 쪼개진다.[185][198] 흔히 생각하는 눈물 방울 모양은 실제 빗방울의 모습이 아니다.[23] 공중에서 낙하하는 빗방울이 '만두 모양'이라는 사실은 1951년 홋카이도 대학의 소노 나가하루 박사가 촬영에 성공하며 세계 최초로 확인되었다.

빗방울의 낙하 속도(종단 속도)는 크기에 거의 비례하여 증가한다. 상당 반지름[203] 0.1mm(지름 0.2mm) 빗방울의 종단 속도는 70cm/s, 0.5mm(지름 1mm)는 4m/s, 1mm(지름 2mm)는 6.5m/s이다. 2mm(지름 4mm)에서는 9m/s에 달하며, 이보다 더 커져도 속도는 크게 변하지 않아 약 9m/s가 최대값이다.[198] 해수면 고도에서 바람이 없을 때, 지름 0.5mm의 이슬비는 약 2m/s (4.5mph)의 속도로 떨어지고, 지름 5mm의 큰 빗방울은 약 9m/s (20mph)의 속도로 떨어진다.[32]

빗방울의 온도는 주변 대기의 기온과 습도에 영향을 받으며, 대체로 기온보다 약간 낮은 경향이 있다. 지표면 근처에서는 공기의 습구 온도에 가까워진다.[197]

빗방울은 여러 자연 현상과 관련이 있다. 태양광이 빗방울을 통과하면서 굴절되고 반사되어 무지개를 만든다. 또한, 갓 쌓인 화산재와 같이 부드러운 지표면에 빗방울이 떨어지면 움푹 팬 자국인 빗방울 자국이 생길 수 있으며, 이는 화석으로 보존되기도 한다.[33] 과학자들은 화석화된 빗방울 자국을 분석하여 약 27억 년 전 지구 대기의 밀도를 추정하는 연구를 수행하기도 했다.[34] 물 표면에 빗방울이 떨어질 때 나는 소리는 물속에서 순간적으로 생성된 공기 방울이 진동하면서 발생하는 미나에르트 공명 현상 때문이다.[35][36]

4. 3. 화학적 성분

산성비의 원인


빗물은 대부분 물(H2O)이지만, 미량의 불순물을 포함하고 있다. 이 불순물의 양은 빗물 1L당 수 mg에서 수십 mg 수준이다. 불순물의 농도는 비가 내리기 시작할 때 짙어지는 경향이 있으며, 비가 계속 내리거나 강수량이 증가하면 옅어진다. 또한, 계절과 장소에 따라 크게 변동하며, 특히 공업 지대에서는 농도가 높게 나타난다.

빗물 속 불순물의 주요 성분으로는 매연과 같은 연소 과정에서 발생하는 유기물, 황산화물(SOx)에서 생성된 황산(H2SO4), 질소 산화물(NOx)에서 생성된 질산(HNO3), 염소(Cl), 나트륨(Na), 그리고 토양에서 유래한 성분 등이 있다. 때로는 중금속류가 포함되기도 한다. 이러한 불순물들은 구름이 생성될 때 빗방울 내부에 포함되거나(레인 아웃, rainout), 비가 되어 지상으로 떨어지는 동안 공기 중에서 흡수된다(워시 아웃, washout). 한국과 같이 강수량이 많은 지역에서는 대기 중 오염 물질이 지표로 이동하는 경로 중 60~70%가 비에 의한 습성 침착(wet deposition)으로 추정된다. 또한, 핵실험 이후에는 빗물에 방사성 물질이 포함될 수도 있다.

빗물을 구성하는 수소(H)와 산소(O)의 동위원소비는 해수에 비해 가벼운 동위체의 비율이 약간 높고, 대기 중의 수증기와 비교하면 무거운 동위체의 비율이 약간 높다. 일반적으로 기온이 낮을수록, 위도가 낮을수록, 해발고도가 높을수록, 해안에서 멀어질수록 동위원소비는 낮아지는 경향을 보인다.

비 자체에는 특별한 냄새가 없지만, 비가 올 때 느껴지는 특유의 냄새는 다른 요인에 의해 발생한다. 번개에 의해 생성되는 오존(O3), 습도가 높아지면서 점토 등에서 발생하는 페트리코어(petrichor), 또는 토양 속 세균이 방출하는 지오스민(geosmin) 등이 비 냄새의 원인으로 알려져 있다.

일반적으로 빗물은 대기 중의 이산화 탄소(CO2)를 흡수하기 때문에 pH (수소 이온 지수)가 6 전후로 약한 산성을 띤다. 그러나 대기 중의 황산화물이나 질소 산화물 등을 더 많이 흡수하면 강한 산성을 나타내는데, 이를 산성비라고 한다. "산성비"라는 용어는 1852년 스코틀랜드 화학자 로버트 앵거스 스미스(Robert Angus Smith)가 처음 사용했다.[80] 일반적으로 대기 중 이산화탄소 농도를 고려한 평형 상태의 pH 5.6 이하인 비를 산성비라고 정의하지만, pH 5.0 이하를 기준으로 삼기도 한다.

비의 pH는 그 기원에 따라 달라진다. 예를 들어, 미국 동부 해안에서 대서양으로부터 유입된 비는 보통 pH 5.0~5.6을 나타내지만, 대륙 서쪽에서 불어오는 공기의 영향을 받은 비는 pH 3.8~4.8을 보이며, 국지적인 뇌우의 경우 pH가 2.0까지 낮아질 수도 있다.[81] 산성비의 주된 원인 물질은 강산인 황산(H2SO4)과 질산(HNO3)이다. 황산은 화산 활동, 습지(황산염 환원 세균) 등 자연적 원인과 화석 연료 연소, 황화수소(H2S)가 발생하는 채굴 활동 등 인위적 원인에서 비롯된다. 질산은 번개, 토양 박테리아, 자연 화재 등 자연적 원인과 더불어, 화석 연료 연소 및 발전소 가동과 같은 인위적인 활동으로 생성된다. 지난 20년간, 빗물 속 질산과 황산의 농도는 감소했는데, 이는 완충 용액 역할을 하고 pH를 높이는 암모늄(NH4+)(가축 생산에서 나온 암모니아(NH3)일 가능성이 높음)의 상당한 증가 때문일 수 있다.[82]

한편, 토양이나 연소 과정에서 발생하는 암모늄이나 칼슘(Ca) 성분을 흡수하여 pH가 중화되는 경우도 있다. 예를 들어, 중국 동부 지역은 풍부한 석탄 자원 이용으로 인해 황산화물 배출량이 많지만, 동시에 황사 등 토양에서 유래한 암모늄이나 칼슘 성분도 대기 중으로 다량 배출되어 산성비를 중화시키는 효과가 나타나기도 한다. 이 때문에 오염 물질 배출 잠재력 자체는 높지만, 산성비로 인한 피해가 상대적으로 덜 두드러지는 경우도 있다.

4. 4. 산성비



"산성비"라는 문구는 1852년 스코틀랜드 화학자 로버트 어거스 스미스에 의해 처음 사용되었다.[80] 보통 빗물은 대기 중의 이산화 탄소를 흡수하기 때문에, pH (수소 이온 지수)는 6 전후로 약간의 산성을 나타낸다. 대기 중 이산화 탄소 농도를 고려한 평형 상태가 pH 5.6이기 때문에, 이 값 이하의 것을 산성비라고 부르지만, pH 5.0 이하로 하는 정의도 있다.

비는 주로 두 가지 강산인 황산(H2SO4)과 질산(HNO3)의 존재로 인해 강한 산성을 띠게 된다. 황산은 화산, 습지(황산염 환원 박테리아)와 같은 자연적 원인과 화석 연료 연소, 황화수소(H2S)가 존재하는 채굴과 같은 인위적 원인에서 유래한다. 질산은 번개, 토양 박테리아, 자연 화재와 같은 자연적 원인에 의해 생성되는 한편, 화석 연료 연소 및 발전소에서 인위적으로 생성되기도 한다. 이러한 인위적 요인은 환경 오염의 주요 원인으로 지목된다.

비의 pH는 그 기원에 따라 특히 다르게 나타난다. 미국의 동부 해안에서 대서양에서 유래된 비는 일반적으로 5.0~5.6의 pH를 가지며, 서쪽 대륙에서 오는 비는 3.8~4.8의 pH를 가지며, 국지적인 뇌우는 2.0만큼 낮은 pH를 가질 수 있다.[81]

지난 20년 동안, 빗물 속 질산과 황산의 농도는 감소했는데, 이는 완충 용액 역할을 하고 pH를 높이는 암모늄(가축 생산에서 나온 암모니아일 가능성이 높음)의 상당한 증가 때문일 수 있다.[82] 한편, 토양이나 연소에 유래하는 암모늄이나 칼슘 성분을 흡수하여, pH가 중화되는 경우도 있다. 중국 동부에서는, 석탄 자원이 풍부하기 때문에 그 이용으로 황 산화물이 대량으로 배출됨과 동시에 토양에서 황사 등에 유래하는 암모늄이나 칼슘이 배출되어, 오염의 잠재력 자체가 높은 것에 비해 산성비의 피해는 현저하지 않다.

빗물은 대부분 물이지만, 미량의 불순물을 포함하고 있다. 불순물의 양은 빗물 1리터당 수 밀리그램(mg)에서 수십 밀리그램 수준이다. 불순물의 농도는 비가 오기 시작할 때 짙어지는 경향이 있으며, 계속 내릴수록, 또한 강수량이 증가할수록 옅어진다. 또한, 계절과 장소에 따라 크게 변동하며, 공업 지대에서는 농도가 높다. 불순물의 성분은 매연 등의 연소 유래의 유기물, 황 산화물 (황산), 질소 산화물, 염소, 나트륨, 토양 유래의 성분 등으로, 중금속류가 포함될 수도 있다. 이것들은 구름이 발생할 때 (레인 아웃, rainout), 또는 비가 되어 지상에 떨어질 때 (워시 아웃, washout), 주변의 공기로부터 흡수된다. 강수량이 많은 일본에서는 대기 중으로부터 지표로의 침착 물질의 60~70%가 비에 의한 습성 침착이라고 생각된다.

5. 기후와 비

온도 분포의 세계 지도는 비교 기간 동안 북반구가 남반구보다 더 따뜻했음을 보여준다.
1.25


인간 활동은 강수 패턴에 영향을 미칠 수 있다. 자동차 배기가스 등에서 나오는 미세 입자는 구름 응결 핵으로 작용하여 구름 생성을 촉진하고 비가 내릴 가능성을 높인다. 실제로 도시 지역에서는 주중에 축적된 오염 물질로 인해 주말, 특히 토요일에 강수 확률이 높아지는 경향이 나타나기도 한다. 미국 동부 해안과 같이 인구가 밀집된 곳에서는 월요일보다 토요일에 비가 올 확률이 22% 더 높다는 연구 결과도 있다.[62] 또한, 도시 열섬 현상으로 인해 도시는 주변 지역보다 0.6°C에서 5.6°C 더 따뜻해지는데, 이 추가적인 열기는 상승 기류를 강화하여 소나기와 뇌우 활동을 증가시킨다. 이로 인해 도시의 바람이 불어가는 쪽(하류) 지역의 강수량은 적게는 48%에서 많게는 116%까지 증가하며, 월 강수량 기준으로 약 32.19km에서 약 64.37km 떨어진 하류 지역이 상류보다 약 28% 더 많은 비가 내리기도 한다.[63] 일부 도시에서는 총 강수량이 51%까지 증가하는 사례도 보고되었다.[64]

지구 온난화로 인한 전반적인 온도 상승은 증발을 증가시켜 강수량 변화를 유발하는 경향이 있다. 1900년부터 2005년까지 북위 30도 이북의 육지에서는 강수량이 전반적으로 증가했지만, 1970년대 이후 열대 지역에서는 감소하는 추세를 보였다. 전 세계적으로 지난 세기 동안 강수량의 뚜렷한 전반적 변화 추세는 통계적으로 확인되지 않았으나, 지역별 편차는 매우 크다. 북아메리카와 남아메리카 동부, 북유럽, 북부 및 중앙 아시아 등은 더 습해진 반면, 사헬, 지중해 연안, 남아프리카, 남부 아시아 일부 지역은 더 건조해졌다. 지난 세기 동안 많은 지역에서 폭우 현상의 빈도가 증가했으며, 특히 열대 및 아열대 지역에서는 1970년대 이후 가뭄 발생률이 증가하는 경향을 보였다. 해양에서는 중·고위도 해역의 염도 감소(강수량 증가 의미)와 저위도 해역의 염도 증가(강수량 감소 또는 증발량 증가 의미)로 강수 및 증발량의 변화가 나타난다. 미국 본토의 경우, 1900년 이후 연평균 강수량이 6.1% 증가했으며, 특히 동북 중부(세기당 11.6%)와 남부(11.1%) 지역의 증가율이 높았다. 반면 하와이는 유일하게 강수량이 감소(-9.25%)한 지역이다.[65] 미국에서는 1950년 이후 대부분의 주에서 극한 강수 현상이 증가했으며, 특히 북동부와 중서부 지역에서 그 증가세가 두드러졌다.[66][67]

날씨에 인위적으로 영향을 미치려는 시도 중 가장 성공적인 사례는 구름 씨앗 뿌리기 기술로, 주로 산악 지역의 눈을 늘리거나 우박을 억제하는 데 활용된다.[68]

5. 1. 세계의 기후와 강수

층상운에서 넓게 퍼져 내리는 비나 대류운에서 짧은 시간에 강도가 크게 변하는 소나기는 종관 기상학적 시스템에서 공기가 느리게 상승(cm/s 단위)하면서 발생한다. 이러한 상승은 한랭 전선 근처, 지표 온난 전선의 근처 및 극 쪽에서 일어난다. 비슷한 상승은 열대 저기압의 눈벽 바깥이나 중위도 저기압 주변의 콤마 모양 강수 패턴에서도 나타난다.[38] 폐색 전선을 따라서는 다양한 날씨가 나타날 수 있으며, 뇌우가 발생하기도 하지만, 대개 폐색 전선 통과는 공기 덩어리가 건조해지는 것과 관련이 있다. 폐색 전선은 보통 발달한 저기압 주변에서 형성된다.[39] 비는 다른 강수 형태인 얼음 알갱이나 눈과 구별되는데, 이는 물의 어는점보다 높은 온도의 두꺼운 상층 공기층이 존재하여 얼어붙은 강수가 땅에 닿기 전에 녹기 때문이다. 지표면 근처의 얕은 공기층이 영하일 경우, 어는 비(영하 환경에서 표면과 접촉 시 어는 비)가 발생한다.[40] 대기 중 어는점의 높이가 지상 약 3352.80m를 넘어서면 우박의 발생 빈도는 점점 줄어든다.[41]

지형성 강수는 산의 바람받이 사면에서 발생한다. 이는 산맥을 가로지르는 습한 공기의 대규모 흐름이 상승하면서 단열 냉각 및 응결로 인해 생긴다. 무역풍과 같이 비교적 일정한 바람이 부는 산악 지역에서는, 바람받이 사면이 바람그늘이 생기는 바람의지 사면(하강하고 일반적으로 더 따뜻한 바람이 부는 쪽)보다 더 습한 기후를 보이는 경향이 있다. 지형성 상승으로 수분이 제거된 건조한 공기는 바람의지 사면으로 하강한다(활강풍 참조).[16] 하와이의 카우아이 섬에 있는 와이알레알레산은 연평균 강수량이 약 947.42cm에 달해 세계적으로 강수량이 매우 높은 지역 중 하나이다.[45] 코나 폭풍으로 알려진 시스템은 10월에서 4월 사이에 폭우를 동반하며 하와이 주에 영향을 미친다.[46] 하와이의 지역 기후는 높은 산을 기준으로 바람받이(Koʻolau|코올라우haw) 지역과 바람의지(Kona|코나haw) 지역으로 나뉘며, 각 섬마다 상당한 기후 차이를 보인다. 바람받이 사면은 동쪽에서 북동쪽으로 부는 무역풍을 직접 맞아 훨씬 많은 강수량을 기록한다. 반면 바람의지 사면은 더 건조하고 햇볕이 잘 들며, 강수량과 구름량이 적다.[47] 남아메리카의 안데스산맥은 태평양에서 오는 습기를 차단하여, 아르헨티나 서부의 바람의지 사면에 사막과 같은 기후를 형성한다.[48] 북아메리카의 시에라네바다산맥 역시 비슷한 효과를 내어 그레이트베이슨과 모하비 사막을 형성한다.[49][50]

겨울철 강우량이 최대 450mm이고 여름철 강우량이 50mm 미만인 호주 도시의 기후를 보여주는 차트.
오스트레일리아 케언스의 월별 강수량 분포, 해당 지역의 우기의 범위를 보여줌


우기 또는 우계는 해당 지역 연평균 강수량의 대부분이 내리는 기간으로, 보통 1개월 이상 지속된다.[51] 관광 업계에서는 "그린 시즌"이라는 완곡한 표현을 사용하기도 한다.[52] 우기가 있는 지역은 열대와 아열대에 걸쳐 분포한다.[53] 사바나 기후와 몬순 기후 지역에서는 여름이 우기이고 겨울이 건기이다. 열대 우림은 연중 강수량이 비교적 고르게 분포하므로 뚜렷한 우기나 건기가 없다.[54] 우기가 뚜렷한 일부 지역에서는 따뜻한 계절 중간에 열대 수렴대나 몬순 골이 극 쪽으로 이동하면서 강수가 잠시 멈추는 현상이 나타나기도 한다.[26] 우기가 따뜻한 계절, 즉 여름에 발생하면 비는 주로 늦은 오후와 초저녁에 집중된다. 우기는 대기 질이 개선되고,[55] 담수 수질이 좋아지며,[56][57] 식물이 왕성하게 성장하는 시기이다.

열대 저기압은 매우 많은 강수를 유발하는 주요 원인 중 하나이다. 이는 중심부의 저기압과 함께 시계 방향(남반구) 또는 반시계 방향(북반구)으로 중심을 향해 바람이 불어 들어오는, 수백 마일에 걸친 거대한 공기 덩어리이다.[58] 열대 저기압은 막대한 인명 및 재산 피해를 일으킬 수 있지만, 건조한 지역에 꼭 필요한 강수를 가져다주기도 하므로, 영향을 받는 지역의 강수 체계에서 중요한 역할을 한다.[59] 열대 저기압이 지나가는 지역은 단 한 번의 통과로 1년 치 강수량을 얻기도 한다.[60]

자동차 배기가스 및 기타 인간 활동에 의한 오염원에서 발생하는 미세 입자 물질은 구름 응결 핵 역할을 하여 구름 생성을 촉진하고 강우 가능성을 높일 수 있다. 주중에 통근 및 상업 차량 통행으로 오염이 축적되면서 강우 가능성이 높아져, 평일 5일간 오염이 쌓인 후 토요일에 최고조에 달하는 경향이 관찰된다. 미국 동부 해안과 같이 인구가 밀집된 해안 지역에서는 이러한 효과가 두드러져, 월요일보다 토요일에 비가 올 확률이 22% 더 높다는 연구 결과도 있다.[62] 도시 열섬 현상은 도시 지역을 주변 교외 및 농촌 지역보다 0.6°C에서 5.6°C 더 따뜻하게 만든다. 이 추가적인 열은 더 강한 상승 운동을 유발하여 소나기와 뇌우 활동을 증가시킬 수 있다. 이로 인해 도시 하류 지역의 강수량은 48%에서 116%까지 증가하는 것으로 나타났다. 이러한 온난화의 영향으로, 월 강수량은 도시 하류 약 32.19km에서 약 64.37km 지역에서 상류 지역보다 약 28% 더 많다.[63] 일부 도시에서는 총 강수량이 51%까지 증가하기도 한다.[64]

온도 상승은 증발을 증가시키는 경향이 있으며, 이는 더 많은 강수로 이어질 수 있다. 전반적으로 1900년부터 2005년까지 북위 30°N 이북의 육지에서는 강수량이 증가했지만, 1970년대 이후 열대 지역에서는 감소하는 경향을 보였다. 전 세계적으로 지난 세기 동안 강수량에 통계적으로 유의미한 전반적인 추세는 없었지만, 지역 및 시기에 따라 큰 차이를 보였다. 북아메리카와 남아메리카 동부, 북유럽, 북부 및 중앙 아시아는 더 습해진 반면, 사헬, 지중해, 남아프리카 및 남부 아시아 일부 지역은 더 건조해졌다. 지난 세기 동안 많은 지역에서 폭우 현상의 빈도가 증가했으며, 특히 열대 및 아열대 지역에서는 1970년대 이후 가뭄 발생률이 증가했다. 해양의 강수량 및 증발량 변화는 중위도 및 고위도 해역의 염도 감소(더 많은 강수량 의미)와 저위도 해역의 염도 증가(더 적은 강수량 및/또는 더 많은 증발량 의미)로 나타난다. 미국 본토에서는 1900년 이후 총 연간 강수량이 평균 6.1% 증가했으며, 가장 큰 증가율을 보인 지역은 동북 중부 기후 지역(1세기당 11.6%)과 남부(11.1%)였다. 하와이는 유일하게 강수량이 감소한 지역이었다(−9.25%).[65]

65년간의 미국 강우 기록 분석에 따르면, 1950년 이후 48개 주에서 폭우가 증가했다. 가장 큰 증가는 북동부와 중서부에서 나타났으며, 지난 10년 동안 1950년대에 비해 폭우가 각각 31%와 16% 더 증가했다. 로드아일랜드는 104%로 가장 큰 증가율을 보인 주이며, 텍사스주 맥앨런은 700%로 가장 큰 증가율을 보인 도시이다. 이 분석에서 '폭우'는 1950년부터 2014년까지 비나 눈이 내린 모든 날 중 강수량이 상위 1%를 초과한 날을 의미한다.[66][67]

날씨에 영향을 미치려는 시도 중 가장 성공적인 것은 구름 씨앗 뿌리기와 관련이 있으며, 이는 산악 지역의 눈을 늘리고 우박을 억제하는 기술을 포함한다.[68]

기상 레이더 디스플레이에 나타난 뇌우 띠


레인밴드는 길게 늘어선 구름과 강수 지역을 말한다. 레인밴드는 층운형이거나 대기 대류형일 수 있으며,[69] 온도 차이에 의해 생성된다. 기상 레이더 이미지에서는 이러한 강수대가 띠 모양으로 나타난다.[70] 온난한 폐색 전선과 온난 전선 앞쪽에 있는 레인밴드는 약한 상승 운동과 관련이 있으며,[71] 넓고 층상운 형태를 띠는 경향이 있다.[72]

한랭 전선 부근이나 앞쪽에서 생성된 레인밴드는 스콜 라인이 될 수 있으며, 이는 토네이도를 발생시키기도 한다.[73] 한랭 전선과 관련된 레인밴드는 저고도 장벽 제트의 형성으로 인해 전선 방향에 수직인 산악 지형에 의해 왜곡될 수 있다.[74] 충분한 습기가 존재하면 해풍과 육풍 경계를 따라 뇌우 띠가 형성될 수 있다. 해풍 레인밴드가 한랭 전선 바로 앞에서 매우 활성화되면, 한랭 전선 자체의 위치를 파악하기 어렵게 만들 수도 있다.[75]

사이클론이 폐색 전선(상층의 온난 기류 골)을 형성하면, 동쪽 주변의 강한 남풍이 북동쪽, 그리고 결국 북서쪽 주변(따뜻한 컨베이어 벨트라고도 함)으로 상층 기류를 회전시킨다. 이로 인해 표면 골은 폐색 전선과 유사한 곡선 형태로 차가운 구역으로 계속 파고든다. 이 전선은 동반되는 중층 대류권 구름이 쉼표 모양을 닮았기 때문에 폐색 사이클론의 일부인 '쉼표 머리'를 생성한다. 또한, 전선을 따라 대기가 대류에 충분히 불안정하다면 국지적으로 많은 강수가 집중되어 뇌우가 발생할 수도 있다.[76] 온대 저기압의 쉼표 머리 강수 패턴 내의 밴딩은 상당한 양의 비를 유발할 수 있다.[77] 가을과 겨울 동안, 온대 저기압 뒤편에서 오대호와 같은 상대적으로 따뜻한 수역의 바람 아래쪽에 레인밴드가 형성될 수 있다. 섬의 바람 아래쪽에서는 섬 가장자리 하류의 저고도 바람 수렴으로 인해 소나기와 뇌우 띠가 발달할 수 있다. 캘리포니아 해안에서는 한랭 전선 통과 후에도 이러한 현상이 나타난다.[78]

열대 저기압 내의 레인밴드는 곡선 형태를 띤다. 열대 저기압 레인밴드는 눈벽 및 눈과 함께 열대 저기압(허리케인 또는 태풍)을 구성하는 소나기와 뇌우를 포함한다. 열대 저기압 주변 레인밴드의 범위는 저기압의 강도를 판단하는 데 도움이 될 수 있다.[79]



기후 구분기호설명
열대 우림 기후Af연중 강수량이 풍부한 열대 기후
열대 몬순 기후Am짧은 건기와 긴 우기가 있는 열대 기후
열대 사바나 기후Aw뚜렷한 건기와 우기가 있는 열대 기후
사막 기후 (고온)BWh덥고 건조한 사막 기후
사막 기후 (저온)BWk춥고 건조한 사막 기후
스텝 기후 (고온)BSh덥고 반건조한 스텝 기후
스텝 기후 (저온)BSk춥고 반건조한 스텝 기후
지중해성 기후 (고온 여름)Csa덥고 건조한 여름, 온화하고 습한 겨울
지중해성 기후 (온화 여름)Csb따뜻하고 건조한 여름, 온화하고 습한 겨울
온난 습윤 기후 (건조 겨울)Cwa덥고 습한 여름, 건조하고 온화한 겨울
서안 해양성 기후 (건조 겨울)Cwb따뜻하고 습한 여름, 건조하고 온화한 겨울
온난 습윤 기후 (연중 습윤)Cfa덥고 습한 여름, 온화하고 습한 겨울
서안 해양성 기후 (연중 습윤, 온화 여름)Cfb따뜻하고 습한 여름, 온화하고 습한 겨울
서안 해양성 기후 (연중 습윤, 서늘 여름)Cfc서늘하고 습한 여름, 온화하고 습한 겨울
냉대 기후 (건조 여름, 고온 여름)Dsa덥고 건조한 여름, 춥고 습한 겨울
냉대 기후 (건조 여름, 온화 여름)Dsb따뜻하고 건조한 여름, 춥고 습한 겨울
냉대 기후 (건조 여름, 서늘 여름)Dsc서늘하고 건조한 여름, 춥고 습한 겨울
냉대 기후 (건조 여름, 매우 추운 겨울)Dsd서늘하고 건조한 여름, 매우 춥고 습한 겨울
냉대 동계 건조 기후 (고온 여름)Dwa덥고 습한 여름, 춥고 건조한 겨울
냉대 동계 건조 기후 (온화 여름)Dwb따뜻하고 습한 여름, 춥고 건조한 겨울
아한대 기후 (건조 겨울, 서늘 여름)Dwc서늘하고 습한 여름, 춥고 건조한 겨울
아한대 기후 (건조 겨울, 매우 추운 겨울)Dwd서늘하고 습한 여름, 매우 춥고 건조한 겨울
냉대 습윤 기후 (고온 여름)Dfa덥고 습한 여름, 춥고 습한 겨울
냉대 습윤 기후 (온화 여름)Dfb따뜻하고 습한 여름, 춥고 습한 겨울
아한대 기후 (연중 습윤, 서늘 여름)Dfc서늘하고 습한 여름, 춥고 습한 겨울
아한대 기후 (연중 습윤, 매우 추운 겨울)Dfd서늘하고 습한 여름, 매우 춥고 습한 겨울
툰드라 기후ET짧고 서늘한 여름, 길고 추운 겨울
빙설 기후EF연중 영하, 영구적인 얼음과 눈



쾨펜 기후 구분은 월 평균 기온과 강수량을 기준으로 기후를 분류하는 시스템이다. 가장 널리 사용되는 형태는 A(열대), B(건조), C(온대), D(냉대), E(한대)의 다섯 가지 주요 유형으로 나뉜다. 이 주요 유형들은 다시 열대 우림, 몬순, 열대 사바나, 온난 습윤, 냉대 습윤, 서안 해양성 기후, 지중해성 기후, 스텝, 아한대 기후, 툰드라, 극지 빙설, 그리고 사막과 같은 세부 분류로 나눌 수 있다.

열대 우림은 강수량이 매우 많은 지역으로, 정의상 연간 최소 강수량이 1750mm에서 2000mm 사이이다.[84] 열대 사바나는 아열대 및 열대 위도에 위치한 반건조에서 반습윤 기후 지역의 초원 생물군계로, 연간 강수량은 750mm에서 1270mm 사이이다. 아프리카에 널리 분포하며 인도, 남아메리카 북부, 말레이시아, 호주에서도 발견된다.[85] 온난 습윤 기후 지역에서는 겨울철 강수량이 주로 편서풍에 의해 서쪽에서 동쪽으로 이동하는 큰 폭풍과 관련이 있다. 여름철 강수량의 대부분은 뇌우와 때때로 발생하는 열대성 저기압으로 인해 발생한다.[86] 온난 습윤 기후는 대륙 동쪽에 위치하며, 대략 적도로부터 20°에서 40° 사이의 위도에 분포한다.[87]

서안 해양성 기후는 일반적으로 세계 모든 대륙의 중위도 서해안을 따라 시원한 대양과 인접한 지역에서 나타나며, 일 년 내내 풍부한 강수량을 특징으로 한다.[88] 지중해성 기후는 지중해 분지, 북아메리카 서부 일부, 서부 및 오스트레일리아 남부 일부, 남아프리카 공화국 남서부, 칠레 중부 일부 지역의 기후와 유사하다. 이 기후는 덥고 건조한 여름과 시원하고 습한 겨울이 특징이다.[89] 스텝은 건조한 초원이다.[90] 아한대 기후는 지속적인 영구 동토와 적은 강수량을 특징으로 하는 추운 기후이다.[91]

전 세계적으로 매년 약 505000km3의 물이 강수 형태로 떨어지며, 그 중 398000km3이 바다 위에서 내린다.[137] 지구 표면적을 고려할 때, 이는 전 세계 연평균 강수량이 990mm임을 의미한다. 사막은 연평균 강수량이 250mm 미만인 지역,[138][139] 또는 강수량보다 증발산으로 손실되는 물의 양이 더 많은 지역으로 정의된다.[140]

가장 큰 사막


고립된 솟아오르는 수직 사막 소나기


아프리카 북반구는 세계에서 가장 광범위하고 덥고 건조한 지역인 사하라 사막이 지배하고 있다. 일부 사막은 나미브 사막과 칼라하리 사막과 같이 아프리카 남부 대부분을 차지한다. 아시아 전역에는 주로 사막으로 구성된 연간 강수량 최소 지역이 몽골의 고비 사막에서 파키스탄 서부(발루치스탄)와 이란을 거쳐 사우디 아라비아의 아라비아 사막까지 서남서 방향으로 뻗어 있다. 호주의 대부분은 반건조 또는 사막 기후[141]로 세계에서 가장 건조한 거주 대륙이다. 남아메리카에서는 안데스 산맥이 태평양에서 대륙으로 유입되는 수분을 차단하여 아르헨티나 서부의 바람이 불어오는 지역에 사막과 같은 기후를 초래한다.[48] 미국의 건조한 지역은 소노란 사막이 사막 남서부, 그레이트 베이슨 및 와이오밍 중부를 덮는 지역이다.[142]

비는 액체 상태로만 내리기 때문에, 지표면 온도가 영하일 때는 따뜻한 공기층이 위에 있지 않는 한 거의 내리지 않으며, 이런 경우 어는 비가 된다. 대기 전체가 영하이기 때문에, 극지 기후는 일반적으로 강수량이 매우 적으며 종종 극지 사막으로 알려져 있다. 이 지역의 일반적인 생물 군계는 짧은 여름 해빙기와 긴 겨울 동결기를 특징으로 하는 툰드라이다. 빙모에서는 비가 전혀 내리지 않으며, 이로 인해 남극은 세계에서 가장 건조한 대륙이 되었다.

열대 우림은 강수량이 매우 높은 지역을 말한다. 열대 우림과 온대 우림이 모두 존재한다. 열대 우림은 주로 적도를 따라 지구의 넓은 지역을 차지한다. 대부분의 온대 우림은 위도 45도에서 55도 사이의 산악 서부 해안에 위치하지만 다른 지역에서도 자주 발견된다. 전체 생물체의 약 40~75%가 열대 우림에 서식한다. 열대 우림은 또한 세계 산소 회전율의 28%를 담당한다.

열대 수렴대(ITCZ) 또는 몬순 골 인근의 적도 지역은 세계 대륙에서 가장 습한 지역이다. 열대 지역 내 강수대는 매년 8월까지 북쪽으로 이동한 다음, 2월과 3월까지 남반구로 다시 이동한다.[143] 아시아 내에서는 몬순이 주로 인도양에서 수분을 이 지역으로 수송하기 때문에 인도 남부에서 필리핀과 중국 남부를 거쳐 일본에 이르는 지역에 강수가 많이 발생한다.[144] 몬순 골은 8월에 동아시아의 북위 40도까지 북상할 수 있으며, 그 이후에는 남쪽으로 이동한다. 이 골의 극쪽 진행은 아시아에서 가장 따뜻한 지역에 낮은 기압(열적 저기압)이 발달하는 것을 특징으로 하는 여름 몬순의 시작에 의해 가속화된다.[145][146] 유사하지만 더 약한 몬순 순환이 북아메리카와 오스트레일리아에도 나타난다.[147][148]

여름 동안, 남서 몬순은 캘리포니아만과 멕시코만의 수분과 결합하여 아열대 고기압을 돌면서, 미국 남부 지역과 대평원에 오후와 저녁에 뇌우가 발생할 가능성을 가져온다.[153] 서경 98도 동쪽의 미국 동부, 태평양 북서부의 산맥, 시에라 네바다 산맥은 연평균 강수량이 약 76.20cm를 초과하는 국가의 더 습한 지역이다.[149] 열대 저기압은 미국 남부, 푸에르토리코, 미국령 버진아일랜드,[151] 북마리아나 제도,

5. 2. 한국의 기후와 강수

주어진 원본 소스(`source`)는 '레인밴드(Rainband)'에 대한 일반적인 기상학적 설명을 담고 있습니다. 이는 기상 레이더, 전선, 저기압, 열대 저기압 등과 관련된 강수 띠의 형성 및 특성에 관한 내용입니다.

하지만 요청하신 섹션 제목(`section-title`)은 '한국의 기후와 강수'입니다. 원본 소스에는 한국의 특정 기후 특성이나 강수 패턴에 대한 정보가 전혀 포함되어 있지 않습니다.

따라서, 주어진 원본 소스만을 기반으로 '한국의 기후와 강수' 섹션 내용을 작성하는 것은 불가능합니다. 원본 소스의 내용과 요청된 섹션의 주제가 일치하지 않기 때문입니다.

6. 영향

비는 인간의 생활과 자연 환경에 다방면에 걸쳐 영향을 미치며, 생존에 필수적인 자원을 제공하는 긍정적인 측면과 재해를 유발하는 부정적인 측면이 공존한다. 또한 문화적으로도 다양한 의미를 지닌다.

긍정적으로는 생명 유지에 필수적인 담수를 공급하고 농업 생산의 기반이 된다. 고대부터 비는 중요한 식수 공급원이었으며, 농작물 성장에 필요한 물을 제공하여 가뭄을 해소하는 데 결정적인 역할을 한다.[120] 또한 물 순환을 통해 바다의 적조 현상을 완화하고, 여름철에는 증발열을 통해 더위를 식히는 효과도 있다.

반면, 비가 과도하게 내릴 경우 심각한 피해를 초래하기도 한다. 장기간 지속되는 비는 홍수를 일으켜 인명과 재산 피해를 유발하며,[126] 지반을 약화시켜 산사태나 도로 붕괴의 원인이 되기도 한다. 농업에서는 지나치게 많은 비가 해로운 곰팡이 성장을 촉진하거나, 우기 동안 토양 영양분 감소와 침식을 유발하여 작물에 피해를 줄 수 있다.[121][26]

대기 오염 물질과 결합한 비는 산성비가 되어 환경 문제를 일으키기도 한다. "산성비"라는 용어는 1852년 스코틀랜드 화학자 로버트 어거스 스미스가 처음 사용했다.[80] 비의 pH는 그 기원에 따라 달라지는데, 일반적으로 자연 상태의 비는 약 pH 5.6 정도의 약산성을 띠지만, 대기 중 오염 물질의 영향으로 pH가 더 낮아질 수 있다. 미국의 경우 대서양에서 유래된 비는 pH 5.0~5.6, 대륙 내부에서 오는 비는 pH 3.8~4.8 정도이며, 국지적인 뇌우는 pH 2.0까지 낮아질 수 있다.[81] 산성비의 주원인은 황산(H2SO4)과 질산(HNO3)으로, 이는 화산 활동이나 번개 같은 자연적 원인뿐 아니라 화석 연료 연소, 공장 매연 등 인위적인 활동으로 인해 대기 중으로 배출된 황산화물(SOx)과 질소산화물(NOx)이 빗물에 녹아 생성된다.[82] 최근에는 환경 규제 강화 등으로 산성비의 원인 물질 농도가 감소하는 경향도 보이지만, 가축 생산 등에서 발생하는 암모니아가 빗물의 pH를 높이는 완충 용액 역할을 할 수 있다는 연구도 있다.[82]

사진
비춤이 에티오피아, 하라르에서 행해지고 있다.


문화적으로 비에 대한 인식은 지역과 환경에 따라 다양하게 나타난다. 온대 기후 지역에서는 비 오는 날씨가 사람들에게 스트레스를 줄 수 있다는 연구 결과도 있지만,[127] 인도와 같은 건조한 지역이나 오랜 가뭄을 겪는 곳에서는 비가 내리면 기쁨과 안도감을 준다.[128][129] 보츠와나에서는 비를 뜻하는 세츠와나어 단어 '풀라'(pula|풀라ts)가 국가 통화의 이름으로 사용될 정도로 비를 중요하게 여긴다.[130] 인류는 비에 대처하기 위해 우산이나 우비 같은 보호 장비와 빗물받이, 우수관 같은 배수 시설을 발전시켜 왔다.[131] 또한 많은 사람들이 비가 내릴 때 나는 특유의 흙냄새, 즉 페트리코어(petrichor)를 상쾌하게 느끼기도 하는데, 이는 식물이 생성한 유기 화합물이 흙이나 바위에 흡수되었다가 비가 올 때 공기 중으로 퍼지면서 나는 냄새이다.[132]

비는 여러 문화권에서 종교적으로도 중요한 의미를 지녀왔다.[133] 고대 수메르인들은 비를 하늘 신 안의 정액으로 여겨 대지 여신 키를 임신시킨다고 믿었으며,[134] 아카드 제국인들은 비를 하늘 여신 안투의 젖으로 생각했다.[134] 유대교 전승에는 기원전 1세기 호니 하-마겔이 기도를 통해 3년간의 가뭄을 끝냈다는 이야기가 전해진다.[135] 로마 황제 마르쿠스 아우렐리우스는 그의 저서 《명상록》에서 제우스에게 비를 기원하는 아테네인들의 기도를 언급했다.[133] 아메리카 원주민 부족들이나 여러 아프리카 문화권에서도 비를 기원하는 기우제나 비춤(rain dance) 의식이 중요한 전통으로 내려온다.[133][136] 현대에도 미국 일부 주에서는 가뭄 시 주지사 주관으로 비를 위한 기도일을 선포하기도 한다.[133]

6. 1. 긍정적 영향

비는 생물에게 생존에 필수적인 물, 특히 마시기에 적합한 담수를 공급하는 중요한 역할을 한다.[222] 지상에 사는 생물의 대부분은 비가 모여 생긴 물웅덩이나 땅속으로 스며든 후 솟아나는 샘, 그리고 이것들이 합쳐져 만들어지는 강에서 생존에 필요한 물을 얻는다. 인간 역시 마찬가지로, 해수 담수화 시설을 이용하는 일부 지역을 제외하면 전 세계 수도 시스템은 대부분 비에서 비롯된 담수를 이용한다. 고대에는 비를 통해 직접 식수를 얻기도 했다.

농업에서 비는 필수적이다. 모든 식물은 생존을 위해 최소한의 물이 필요하며, 비는 가장 효과적인 물 공급 수단이다.[120] 농작물을 기르기 위한 물을 비로부터 공급받는 경우가 많으며, 규칙적인 강수량은 건강한 식물 생육에 중요하다. 비는 가뭄을 해소하는 데 결정적인 역할을 한다. 물을 순환시켜 바다의 적조 현상을 완화하는 데 도움을 주기도 한다. 역사적으로 관개는 농업 생산성을 크게 향상시켰다. 특히 강우량이 적은 건조 지대에서는 관개를 통해 밀 수확량을 3~5배까지 늘릴 수 있었다. 이집트나 메소포타미아와 같은 고대 국가의 발전 기반에는 관개 사업이 큰 역할을 했다.

홈통과 빗물 탱크, 프랑스


비는 환경에도 다양한 긍정적 영향을 미친다. 비가 내린 후 물이 증발하면서 주변 열을 빼앗아 가기 때문에, 여름철에는 일시적으로 날씨가 서늘해지는 더위 해소 효과가 있다. 또한 빗물은 지형을 깎는 침식 작용을 통해 지형 변화에 영향을 주며, 토양에 스며들어 토질을 변화시키기도 한다. 강수량은 식생 분포에도 큰 영향을 미쳐, 비가 많은 지역에서는 산림이 발달하고 농업 생산이 활발해진다.[223] 땅이 비에 젖으면 지렁이가 땅 위로 나오고, 이를 먹이로 삼는 새들이 낮게 나는 등 비와 관련된 독특한 생태적 상호작용도 관찰된다.

인류는 비를 통해 얻는 수자원을 다양한 방식으로 활용한다. 공업 용수, 농업 용수, 식수 이용 외에도 수력 발전은 중요한 활용 사례이다.[171] 수력 발전은 빗물이나 눈 녹은 물이 높은 곳에서 낮은 곳으로 떨어질 때 발생하는 위치 에너지를 전기로 변환하는 방식으로, 해수의 증발, 구름 생성, 강수라는 자연적인 물 순환 과정을 동력원으로 하는 재생 가능 에너지이다. 또한, 가정이나 정원에서 빗물을 모아 사용하는 빗물 탱크처럼 빗물을 직접 활용하는 방법도 있다.[125]

겨울철 레인 가든


최근에는 도시 환경 개선을 위해 빗물을 적극적으로 활용하려는 노력이 이루어지고 있다. 레인 가든(Rain garden)은 빗물이 땅속으로 잘 스며들도록 돕고 오염된 빗물 유출을 처리하기 위해 고안된 시설이다.[227] 레인 가든은 지붕, 도로, 주차장 등 물이 스며들지 않는 불투수면에서 발생하는 표면 유출수의 양과 오염 물질 농도를 줄이는 역할을 한다. 식물과 토양을 이용해 빗물을 일시적으로 저장하고 천천히 침투시키면서 오염 물질을 정화하고 여과한다.[228][229] 이를 통해 도시의 열섬 현상을 완화하고[230], 집중 호우 시 홍수 위험을 줄이는 데 기여한다. 레인 가든에는 주로 습지 환경에 잘 적응하는 야생초, 사초, 골풀과, 고사리, 관목 등을 심어 물과 영양분을 흡수하고 증산 작용을 통해 대기로 수분을 돌려보낸다.[231]

심리적인 측면에서도 비는 긍정적인 영향을 줄 수 있다. 특히 인도와 같은 건조한 지역이나 오랜 가뭄을 겪는 곳에서는 비가 내리면 사람들이 기쁨과 안도감을 느낀다.[128][129] 보츠와나에서는 비를 뜻하는 세츠와나어 단어 '풀라'(pula)를 국가 통화 이름으로 사용하는데, 이는 사막 기후를 가진 이 나라에서 비가 갖는 경제적, 심리적 중요성을 보여준다.[130] 어떤 사람들은 비 내리는 소리나 풍경에서 평온함을 느끼거나 미학적 즐거움을 찾기도 한다. 비가 내릴 때 나는 특유의 냄새인 페트리코어는 식물이 만든 오일이 빗방울에 의해 공기 중으로 퍼지면서 나는 것으로, 많은 사람들이 이 냄새를 상쾌하고 기분 좋게 느낀다.[132]

6. 2. 부정적 영향

비가 오랫동안 지속되어 강수량이 일정 수치 이상을 넘어서면 피해가 발생하기도 한다. 대표적인 예시로 홍수가 있다.[126] 장기간 비가 내리면 물로 인해 지반이 약해져 도로가 붕괴되거나 산사태, 절벽 붕괴 등이 발생하기도 하며, 저지대가 침수되거나 불어난 강물에 사람들이 고립되어 인명피해가 발생하는 경우도 있다. 가옥이 유실되거나 논밭이 침수되는 재산 피해도 발생한다.

강수량, 특히 비는 농업에 큰 영향을 미친다. 모든 식물은 생존을 위해 물이 필요하므로 비는 농업에 중요하지만, 너무 많거나 적은 강우량은 작물에 해로울 수 있다. 가뭄은 작물을 말라 죽게 하고 침식을 증가시킬 수 있으며,[120] 지나치게 습한 날씨는 해로운 곰팡이 성장을 유발할 수 있다.[121] 우기와 건기가 있는 지역에서는 우기 동안 토양 영양분이 감소하고 침식이 증가한다.[26] 또한, 이전 건기로 인해 작물이 아직 성숙하지 않은 우기 초반에는 식량 부족 현상이 나타나기도 한다.[123]

비로 인해 인간의 활동이 제한되는 경우도 있다. 비가 오는 날 외출할 때는 우산이나 레인코트 등 우비를 사용해야 한다. 야외에서 예정되었던 행사가 우천으로 인해 중지되거나 변경되는 사례는 흔히 볼 수 있다. 약한 비에는 행사를 강행하는 "소우결행(少雨決行)"의 경우도 있다. 유인원 역시 비가 오는 날에는 활동이 제한되며, 비를 피하기 위해 나뭇가지 등으로 임시 지붕을 만들기도 한다.

7. 관측 및 예보

정량적 강수량 예측(Quantitative Precipitation Forecast, QPF)은 특정 시간 동안 특정 지역에 쌓일 것으로 예상되는 액체 상태 강수량의 총량을 예측하는 것을 의미한다.[114] 이는 홍수 예방, 수자원 관리 등 다양한 분야에서 중요한 정보로 활용된다.[116] 강수량 예측은 수치 예보 모델과 기상 레이더 영상 등 다양한 기술을 통해 이루어지며[117][118], 예측 결과의 정확도를 높이기 위한 연구가 지속되고 있다.[119]

7. 1. 관측

표준 강수량계


비의 양, 즉 강수량은 일정 시간 동안 내린 비의 깊이를 밀리미터(mm) 단위로 측정한다. 일반적으로 시간당 강수량(mm/h)을 사용하며, 야드파운드법을 사용하는 국가에서는 시간당 인치(inch/h)를 사용하기도 한다.[93] 측정된 깊이는 특정 시간 동안 평평하고 물이 스며들지 않는 표면에 쌓인 빗물의 깊이를 의미한다.[94] 강수량 1mm는 1m2 면적에 1L의 물이 쌓인 것과 같다.[95]

=== 강수량계 ===

강수량을 측정하는 가장 표준적인 방법은 강수량계(우량계)를 사용하는 것이다. 주로 100mm(4인치) 플라스틱 또는 200mm(8인치) 금속 재질의 원통형 기구를 사용한다.[96] 이 표준 강수량계는 안쪽의 작은 원통과 바깥쪽의 큰 원통으로 구성된다. 안쪽 원통은 보통 25mm까지의 비를 측정할 수 있으며, 이를 넘어서는 빗물은 바깥쪽 원통으로 흘러 들어가도록 설계되어 있다. 플라스틱 계량기는 안쪽 원통에 0.25mm 단위로 눈금이 새겨져 있고, 금속 계량기는 별도의 측정 막대를 사용하여 0.25mm 단위까지 측정한다. 안쪽 원통이 가득 차면 빗물을 비우고, 바깥쪽 원통에 모인 빗물을 다시 안쪽 원통으로 옮겨 측정하여 총 강수량을 계산한다.[97] 이 외에도 쐐기형 계량기(가장 저렴하지만 파손되기 쉬움), 전도형 우량계(팁 버킷 강수량계), 중량 측정식 우량계(저울형 강수량계) 등 다양한 종류의 강수량계가 있다.[98] 간단하게는 옆면이 직선인 원통형 캔을 사용하여 강수량을 측정할 수도 있지만, 측정의 정확도는 사용하는 자의 눈금 정밀도에 따라 달라진다.[99]

측정된 강수량 데이터는 CoCoRAHS나 GLOBE와 같은 네트워크를 통해 공유되기도 하며[100][101], 지역 기상청에서도 중요한 자료로 활용된다.[102]

=== 기상 레이더 ===

기상 레이더로 관측한 24시간 강수량 누적 예시(캐나다 동부). 산으로 인한 빔 차단 영역이 보인다.


기상 레이더는 넓은 지역의 강수 분포와 강도를 파악하는 데 중요한 도구이다. 특히 수문학 분야에서 강 홍수 예측 및 관리, 하수 시스템 운영, 댐 설계 등에 레이더 관측 자료가 활용된다.[103] 레이더는 마이크로파(파장 5~10cm)를 발사하여 빗방울에 반사되어 돌아오는 신호를 분석한다. 반사 강도는 빗방울의 크기와 수에 따라 달라지며, 이를 이용해 강수 강도를 추정한다.[189][210][214] 레이더 반사도(Z)와 강우율(R) 사이의 관계는 일반적으로 다음과 같은 방정식으로 표현된다:

Z = A R^b

여기서 Z는 레이더 반사도, R은 강우율을 나타내며 A와 b는 강수의 유형에 따라 달라지는 상수이다.[104]

레이더 관측은 지상 강수량계의 지점 관측을 보완하여 넓은 지역의 강수 패턴을 파악하는 데 유용하지만, 몇 가지 한계점도 가진다. 레이더는 빗방울의 크기를 직접 측정하는 것이 아니므로 실제 강수량과 오차가 발생할 수 있다.[189][210] 또한, 눈이 녹아 비로 변하는 구간에서는 전파가 강하게 반사되어 실제보다 강한 강수로 나타나는 '브라이트 밴드' 현상이 나타날 수 있다. 새나 곤충, 대기 난류 등에 의해 잘못된 신호가 잡히는 '엔젤 에코' 현상도 발생할 수 있다.[210]

한국의 경우, 기상청이 운영하는 아메다스 강수량계 약 1,300개소와[211] 기상 레이더 20개소가 전국적인 강수 관측망을 구성하고 있다.[212] 이 외에도 국토교통부, 지방자치단체, 한국철도공사, 한국전력공사 등 여러 기관에서 자체적인 관측 시스템을 운영하고 있다.[210]

=== 기상 위성 ===

기상 위성은 주로 구름의 온도 분포를 관측하는 적외선 센서를 이용하여 간접적으로 강수 영역을 추정한다.[214] 위성에서 직접 강수를 관측하는 기술은 1990년대 이후 발전했으며, 열대 강우 관측 위성(TRMM)과 같은 위성은 마이크로파 센서를 이용하여 열대 지역의 강수량을 측정했다.[105] 현재는 여러 국가의 협력을 통해 전구 강수 관측 계획(GPM)이 진행되어 전 세계적인 강수 관측 능력을 향상시키고 있다.

=== 강수 강도 표현 ===

비의 세기는 시간당 강수량으로 표현하며, 기상청에서는 예보 및 특보 발표 시 다음과 같은 기준을 사용한다.[194][195] "호우"는 많은 비로 인해 재해가 발생할 우려가 있을 때 사용되는 용어이다.[195]

분류1시간 강수량예상되는 상황 및 영향
약한 비3mm 미만우산을 쓰지 않고도 걸을 수 있을 정도.
보통 비3mm 이상 15mm 미만우산을 써야 하며, 땅에 물이 고이기 시작함.
강한 비15mm 이상 30mm 미만우산을 써도 옷이 젖을 수 있음. 시야가 약간 흐려짐.
매우 강한 비30mm 이상 50mm 미만양동이로 붓는 듯한 느낌. 하천 범람, 침수 위험 시작. 운전 시 시야 확보 어려움(수막 현상 주의).
극한 호우50mm 이상폭포처럼 쏟아짐. 우산 무용지물. 심각한 침수, 산사태, 하천 범람 등 대규모 재해 발생 위험 매우 높음. 외출 자제 및 안전 확보 필요.





=== 관측 역사 ===

강수량 관측의 역사는 매우 오래되었다. 기록상 가장 오래된 것은 기원전 4세기 고대 인도 마우리아 왕조 시대로, 카우틸리야의 저서에 관측 기록이 남아있다. 한국사에서는 15세기 조선 세종대왕 시기에 측우기를 발명하여 전국적인 강우량 관측을 시행했으며, 이는 세계적으로도 매우 이른 시기의 과학적 강수량 측정 사례로 평가받는다. 비슷한 시기 중국에서도 강수량 관측이 이루어졌다. 유럽에서는 17세기에 로버트 훅 등이 강수량계를 고안하고 관측을 시작했다. 일본에서는 18세기 초 도쿠가와 요시무네가 관측을 명했다는 기록이 있으나, 실제 데이터는 남아있지 않다.[171][213]

연속적인 관측 기록 중 가장 오래되고 신뢰할 수 있는 것은 영국 런던 교외 큐의 기록으로, 1697년부터 시작되었다. 이 자료는 기후 변화 연구에서 강수량의 장기 변동을 분석하는 데 중요한 기초 자료로 활용된다. 일본의 근대적인 강수량 관측은 1875년 6월 1일 도쿄 기상대에서 시작되었다.[213]

=== 기타 관측 정보 ===


  • 종단 속도: 빗방울은 크기가 클수록 더 빠르게 낙하한다. 해수면, 무풍 상태에서 직경 0.5mm의 이슬비는 약 2m/s (4.5mph)로 떨어지는 반면, 직경 5mm의 큰 빗방울은 약 9m/s (20mph)의 속도로 떨어진다.[32]
  • 빗방울 자국: 비가 갓 쌓인 화산재나 부드러운 흙 위에 떨어지면 움푹 팬 자국을 남기는데, 이는 화석으로 보존될 수 있다. 약 27억 년 전의 빗방울 자국 화석은 당시 대기 밀도를 추정하는 데 사용되기도 했다.[33][34]
  • 빗방울 소리: 물 위에 빗방울이 떨어질 때 나는 소리는 물속에서 생성된 작은 공기 방울이 미나에르트 공명을 일으키기 때문에 발생한다.[35][36]
  • METAR 코드: 기상 보고에서 비는 'RA'로, 소나기는 'SHRA'로 표기한다.[37]

7. 2. 예보



기상 레이더의 주요 용도 중 하나는 수문학적 목적으로 넓은 유역에 걸쳐 내린 강수량을 평가하는 것이다.[103] 예를 들어, 강 홍수 통제, 하수도 관리 및 댐 건설 계획 시 강수량 누적 데이터가 활용된다. 레이더를 이용한 강우량 추정치는 지표면 관측소 데이터를 보완하며 보정에 사용될 수 있다. 레이더 누적 데이터를 생성하기 위해, 개별 격자점의 반사율 데이터를 사용하여 특정 지점의 강우율을 추정한다. 이때 사용되는 레이더 방정식은 다음과 같다.

Z = A R^b ,

여기서 Z는 레이더 반사도를, R은 강우율을 나타내며, A와 b는 상수이다.[104]

극궤도 및 정지 궤도 기상 위성에 탑재된 수동 마이크로파 기기를 사용하여 간접적으로 강우율을 측정하기도 한다.[105] 일정 기간 동안의 누적 강우량을 계산하려면, 해당 시간 동안 위성 이미지 내 각 격자 상자의 모든 누적량을 합산해야 한다.

수문기상 예측 센터의 5일 강수량 예측 예시


'''정량적 강수량 예측'''(Quantitative Precipitation Forecast, QPF)은 특정 시간 동안 특정 지역에 쌓일 것으로 예상되는 액체 상태 강수량의 총량을 의미한다.[114] QPF는 유효 기간 동안 특정 시간에 측정 가능한 강수량이 최소 기준치를 넘을 것으로 예측될 때 발표된다. 강수량 예측은 보통 0000, 0600, 1200, 1800 GMT와 같은 특정 예보 시간에 맞춰 이루어진다. 지형은 QPF 산정 시 고려되며, 지형 효과나 상세 관측 자료에서 얻은 지역별 강수 패턴을 기반으로 한다.[115] 1990년대 중반 이후, QPF는 미국 전역의 강 유량 변화를 예측하는 수문 예측 모델에 활용되기 시작했다.[116]

예측 모델은 대기 가장 낮은 층인 지구 경계층 내 습도 수준 변화에 매우 민감하게 반응한다.[117] QPF는 예측 강수량을 구체적인 수치로 나타내는 정량적 방식 또는 특정 강수량에 도달할 확률을 제시하는 질적 방식으로 생성될 수 있다.[118] 레이더 영상을 이용한 예측 기술은 레이더 관측 시점으로부터 6~7시간 이내의 단기 예측에서 모델 예측보다 더 높은 정확도를 보인다. 예측 결과는 실제 강수량 측정값, 기상 레이더 추정치 또는 이 둘을 조합하여 검증한다. 강수량 예측의 유용성을 평가하기 위해 다양한 기술 점수가 사용될 수 있다.[119]

비의 세기는 일정 시간에 내리는 비의 양('''강수량''')으로 나타내며, 그 깊이를 밀리미터(mm) 단위로 표현한다. 일반적으로 1시간 동안의 강수량(시간당 강수량)을 사용하지만, 짧은 시간 동안의 강한 비를 나타내기 위해 10분간 강수량을 사용하기도 한다. 눈이나 싸락눈 등 비 이외의 강수를 포함할 때는 강수량이라고 부른다.[189]

일본 기상청은 예보 및 방재 정보에서 다음과 같이 비의 세기를 구분하여 표현한다.[194][195][196] "호우"는 재해 발생 우려가 있는 강한 비를 지칭할 때 사용한다.[195]

분류1시간 강수량주변 상황 및 영향
약한 비수 시간 지속되어도 1mm 미만
약한 비3mm 미만
약간 강한 비10mm 이상 20mm 미만주룩주룩 내린다.
빗소리에 말소리가 잘 들리지 않는다. 땅 전체에 웅덩이가 생긴다.
강한 비20mm 이상 30mm 미만쏟아지는 듯이 내린다.
우산을 써도 젖는다. 자동차 와이퍼를 빠르게 해도 앞이 잘 보이지 않는다. 도로변 배수구나 작은 강이 넘치고, 소규모 산사태가 시작될 수 있다.
격렬한 비30mm 이상 50mm 미만양동이로 들이붓는 듯이 내린다.
도로가 강처럼 변한다. 차 속도가 빠르면 수막 현상으로 브레이크가 잘 듣지 않을 수 있다. 산사태나 절벽 붕괴 위험이 높아 위험 지역에서는 피난 준비가 필요하다. 도시에서는 하수도에서 빗물이 역류할 수 있다.
매우 격렬한 비50mm 이상 80mm 미만폭포처럼 쏟아진다. 콸콸 내린다.
우산은 거의 무용지물이 된다. 물보라로 주위가 하얗게 보여 시야가 매우 나빠진다. 자동차 운전은 위험하다. 많은 재해가 발생할 수 있다. 도시 지역에서는 지하실이나 지하 상가로 빗물이 흘러들 수 있다. 맨홀에서 물이 솟구친다. 토석류 발생 위험이 높다.
맹렬한 비80mm 이상숨 막히는 압박감과 공포를 느낄 정도이다.
비로 인한 대규모 재해 발생 가능성이 매우 높아 엄중한 경계가 필요하다.



기상 관측 및 통보에서는 직경 0.5mm 이상의 물방울이 내리는 경우를 "비"라고 하며, 직경 0.5mm 미만의 물방울이 균일하게 내리는 것은 "이슬비"로 구분한다.[199] 또한, 대류성 구름(적운, 적란운)에서 내리는 비는 "소나기", 과냉각 상태의 물방울로 이루어진 비는 "착빙성 비"로 분류한다.

국제 기상 통보 방식[215]에서는 관측 시 비가 내리는지 그쳤는지, 눈, 싸락눈, 우박 동반 여부, 천둥 동반 여부, 비의 3단계 강도(약함: 3mm/h 미만, 보통: 3mm 이상 15mm/h 미만, 강함: 15mm/h 이상) 및 천둥의 3단계 강도 등을 조합하여 날씨를 보고한다.[216][217]

라디오 기상 통보 등에서 사용하는 일본식 일기도에서는 관측 시 비가 내리고 있으면 날씨를 "비" -- 로 표기한다.[218][219] 단, 시간당 강수량 15mm 이상일 경우 "강한 비"(--ツ), 대류성 구름에서 내리는 비는 "소나기"로 구분한다. 싸락눈, 우박, 천둥을 동반할 경우 해당 현상을 우선하여 보고한다.[218][219]

항공 기상 통보 방식[220]에서는 "강수 현상" 항목의 'RA'가 비를 나타내는 약호이다. 강도를 나타내는 부가 기호나 소나기, 착빙성 비를 나타내는 약호도 사용된다.[221]

8. 문화와 생활

비에 대한 인식은 지역의 기후에 따라 다양하게 나타난다. 영국, 독일, 프랑스 등 서안 해양성 기후 지역에서는 비를 다소 슬픈 이미지로 받아들이는 경향이 있으며, 이는 일부 동요에서도 표현된다. 반면, 비가 적은 아프리카, 중동, 중앙아시아의 건조 지대에서는 비가 기쁨과 생명을 가져다주는 긍정적인 이미지로 여겨져 환영받는다.

예로부터 인류는 비가 은혜와 동시에 재앙을 가져다주는 존재로 인식하여 숭배와 두려움의 대상으로 여겼다. 노아의 방주 이야기를 비롯하여 세계 여러 지역에 존재하는 홍수 신화는 비의 파괴적인 힘과 새로운 시작을 가져오는 창조적인 측면을 동시에 상징하는 것으로 해석된다.[225][226]

세계 여러 신화와 전승에서 비는 종종 최고신, 하늘신, 번개신의 활동 결과로 묘사된다.



하늘을 아버지(천공신), 대지를 어머니(지모신)로 보고, 이 둘의 교류를 통해 비가 내려 땅이 풍요로워진다는 천부지모(天父地母) 신앙 역시 여러 문화권에서 찾아볼 수 있다.[225]

물가에 서식하는 개구리나 뱀과 같은 동물들은 종종 물의 신이나 그 화신, 혹은 사자로 여겨지며 비와 깊은 관련이 있는 존재로 인식되었다. 유럽에서는 특정 새나 곤충의 활동을 비의 전조로 여기는 전승이 널리 퍼져 있다.[226]

비와 밀접한 관련이 있는 농경 및 목축 사회에서는 비를 기원하는 '기우제' 풍습이 존재한다. 특히 비에 대한 의존도가 높은 아프리카의 농민이나 목축민 사회에서는 기우제를 주관하는 사람의 사회적 지위가 높게 나타나는 특징이 있다. 기우제 의식에서는 물, 연기, 징 등이 흔히 사용되는데, 이는 각각 비, 구름, 천둥 소리를 상징하는 유사주술의 형태로 해석된다. 일부 지역에서는 특정한 형태의 자연물을 '비 돌'이나 '비의 잎' 등으로 부르며 신성시하는 풍습도 있다.[226][225] 반대로, 장마의 끝을 기원하는 '해 기원' 풍습도 존재하지만 기우제만큼 보편적이지는 않다.[171]

일본에서는 비 자체를 신격화하기보다는 수신(水神)이나 용신(龍神)이 관장하는 것으로 여겼다. 신이 나타날 때는 그 위엄의 표현으로 비가 내린다고 믿었으며, 칠석과 같은 절기나 신사의 제례일에는 비가 내린다는 전승이 각지에 전해진다. 모내기를 마치는 시기인 반하생(半夏生)에 내리는 비는 '반하우(半夏雨)'라 불리며, 논의 신이 하늘로 올라갈 때 내리는 비라고 여겨졌다. 역사적으로 수전 농법이 발달했기 때문에 농민들은 비에 깊은 관심을 가졌으며, 정월이나 절분에 날씨를 점치거나 기우제를 지내는 의례가 각지에서 행해져 왔다.[171][226][225]

한편, 폭우로 인한 홍수나 산사태는 뱀의 형상으로 변한 수신의 소행이라는 전설이나, 격렬한 소나기나 용오름 현상을 용신의 승천으로 여기는 전승도 있다. 또한 비 오는 밤에는 인혼(人魂)이나 유령이 나타나기 쉽다는 이야기도 전해진다.[225]

비는 문화적으로 중요한 모티프가 되기도 한다. 계절감을 느끼게 하는 요소로서 사계절의 비는 각기 다른 감성을 자아내며, 예로부터 많은 문학과 예술 작품에서 서정적으로 그려졌다. 특히 에도 시대의 우키요에 판화에서는 우타가와 히로시게가 교차하는 선을 이용하는 등 다양한 기법으로 비를 표현하는 방식을 발전시켰다.

비는 인간의 활동에 제약을 주기도 한다. 비 오는 날 외출 시에는 우산이나 비옷 등 우비를 사용한다. 야외 행사가 비 때문에 취소되거나 변경되는 일은 흔하다. 다만, 약한 비에는 '소우결행(少雨決行)'이라 하여 행사를 그대로 진행하는 경우도 있다. 이러한 행동 패턴은 유인원에게서도 관찰되는데, 비가 오면 활동이 줄어들고 나뭇가지 등을 이용해 우산이나 지붕처럼 비를 피하는 구조물을 만들기도 한다.

일본은 강수량이 많고 사계절 변화가 뚜렷하여 비와 관련된 어휘가 풍부하다고 알려져 있다.[225][226] 다음은 일본어에서 비를 나타내는 다양한 표현의 예시이다.

'''비의 강도와 내리는 방식에 따른 표현 (일본어 예시)'''

표현설명
이슬비 (키리사메 / 霧雨)안개처럼 아주 가는 비. 빗방울 크기가 0.5mm 미만인 비 (일본 기상청 정의).
가랑비 (누카아메 / 糠雨)겨처럼 매우 가는 빗방울이 소리 없이 조용히 내리는 모습.
보슬비 (코사메 / 小雨)그리 강하지 않은 비가 촉촉하게 계속 내리는 모습.
잔비 (사이우 / 細雨)약한 비. 그리 굵지 않은 빗방울이 짧은 시간 내리다 그치는 비.
지나가는 비 (파라츠쿠 아메 / ぱらつく雨)갑자기 내리기 시작하지만 강하지 않고 곧 그쳐, 젖어도 금방 마를 정도의 비.
가을비 (시구레 / 時雨)그리 강하지 않지만 오락가락 내리는 비. 특히 늦가을부터 초겨울에 맑다가 갑자기 후두둑 쏟아지고 금세 다시 파란 하늘이 보이는 듯한 비를 가리킨다.
소나기 (니와카아메 / にわか雨)갑자기 내리기 시작하여 곧 그치는 비. 오락가락하며 강도 변화가 심하다. 여름 소나기는 유다치(夕立), 키츠네노 요메이리(狐の嫁入り), 텐키우(天気雨) 등으로 불리기도 한다. 슈우(驟雨)와 동의어.
지우 (지아메 / 地雨)그리 강하지 않은 비가 넓은 범위에 걸쳐 균일하게 내리는 모습. 소나기와 달리 촉촉하게 계속 내리며, 강도가 급격히 변하는 경우는 드물다.
무라사메 (村雨)한바탕 내리다가 곧 그치는 비. 군우(群雨), 업우(業雨) 등으로도 쓴다.
무라시구레 (叢時雨, 村時雨)한바탕 세차게 내리다 지나가는 비. 내리는 방식에 따라 한 곳에 집중되는 히토시구레(片時雨), 옆으로 들이치는 요코시구레(横時雨), 시간에 따라 아사시구레(朝時雨), 유시구레(夕時雨), 요시구레(夜時雨) 등으로 나뉜다.
눈물비 (涙雨)눈물처럼 아주 조금 내리는 비. 또는 슬픔이나 기쁨 등 감정의 변화를 반영하는 듯한 비.
여우비 (天気雨)맑은 날씨에도 불구하고 내리는 비.
지나가는 비 (通り雨)비구름이 빠르게 지나가며 잠깐 내리다 그치는 비.
스콜 (スコール)짧은 시간에 맹렬하게 쏟아지는 비. 열대 지방에서 비를 동반하며 갑자기 부는 강풍에서 유래한다.
폭우 (大雨)많은 양의 비 (일반적 인식). 폭우주의보 기준 이상의 비 (일본 기상청 정의).
호우 (豪雨)쏟아붓듯이 세차게 내리는 많은 비 (일반적 인식). 현저한 재해가 발생할 정도의 심한 폭우 현상 (일본 기상청 정의).
뇌우 (雷雨)번개를 동반한 세찬 비. 보통 짧은 시간에 강하게 내리는 경우가 많다.
강풍우 (風雨)강한 바람을 동반한 세찬 비.
장대비 (長雨)며칠 이상 계속해서 내리는 비.



'''계절에 따른 표현 (일본어 예시)'''

표현설명
봄비 (하루사메 / 春雨)봄에 그리 강하지 않고 촉촉하게 내리는 비. 유채 장마 때의 지우(地雨)성 비를 가리킨다. 벚꽃이 필 무렵에는 꽃잎을 떨어뜨린다 하여 꽃 지는 비(花散らしの雨)라고도 불린다.
유채 장마 (나타네즈유 / 菜種梅雨)3월부터 4월경에 보이는, 촉촉하게 계속 내리는 비. 유채꽃이 필 무렵의 비를 뜻하며, 특히 3월 하순부터 4월에 걸쳐 간토 이서 지방에서 날씨가 흐린 시기를 가리킨다.
사미다레 (五月雨)과거에는 장마를 의미했으나, 현재는 5월에 내리는 장대비를 가리키는 경우도 있다. 이 비가 내리는 시기의 맑은 날씨를 사츠키바레(五月晴れ)라고 하지만, 현대에는 5월의 상쾌하게 맑은 날씨를 의미하는 경우가 많다.
하시리츠유 (走り梅雨)본격적인 장마가 시작되기 전에 비가 계속되는 날씨.
장마 (바이우 / 梅雨, 츠유 / 梅雨)지역 차이는 있으나 5월~7월에 걸쳐 촉촉하고 오랫동안 계속 내리는 비.
아레츠유 (荒梅雨)장마 막바지에 내리는, 집중 호우성 폭우. 아바레츠유(暴れ梅雨)라고도 한다.
오쿠리츠유 (送り梅雨)장마가 끝날 무렵에 내리는, 뇌우를 동반하는 듯한 비.
카에리츠유 (帰り梅雨)장마가 끝났다고 생각될 때 다시 찾아오는 긴 비. 모도리츠유(戻り梅雨)라고도 한다.
녹우 (緑雨)신록이 우거질 때 내리는 비. 취우(翠雨)의 일종.
맥우 (麦雨)보리가 익을 무렵에 내리는 비. 취우(翠雨)의 일종.
여름 소나기 (유다치 / 夕立)여름에 흔히 발생하는 갑작스러운 뇌우. 또는 단순히 여름의 소나기를 가리킨다. 오후, 특히 해 질 녘에 내리는 경우가 많다. 백우(白雨)라고도 한다.
여우 시집 (키츠네노 요메이리 / 狐の嫁入り)소나기 중에서도 특히 해가 쨍쨍한데 내리는 비. 텐키우(天気雨), 히데리아메(日照り雨) 등이라고도 한다.
가을비 (아키사메 / 秋雨)가을에 내리는, 촉촉한 비. 특히 9월부터 10월에 걸쳐 계속되는 긴 비를 가리킨다. 가을 장마 전선에 의해 발생하며, 태풍 시즌의 특징이기도 하다. 추림(秋霖)이라고도 한다.
아키시구레 (秋時雨)늦가을에 내리는 시구레(時雨).
슈우린 (秋霖)가을 장마. 가을비가 시작됨.
하츠시구레 (初時雨)초겨울의 시구레. 입동부터 소설 무렵의 시구레.
칸쿠노 아메 (寒九の雨)추위가 시작된(소한) 후 9일째 되는 날 내리는 비. 풍년의 징조로 여겨진다.
칸노아메 (寒の雨)대한부터 절분까지의 추운 시기에 내리는 비.
사잔카츠유 (山茶花梅雨)11월부터 12월경에 보이는, 촉촉하게 계속 내리는 비. 애기동백이 필 무렵의 비.
미조레 (みぞれ)겨울에 내리는 차가운 비. 우박이나 싸락눈을 가리키는 경우도 있다.
음우 (淫雨)장마처럼 촉촉하고 오랫동안 계속 내려 좀처럼 그치지 않는 비.



'''기타 구분에 따른 표현 (일본어 예시)'''

표현설명
사우 (와타쿠시아메 / 私雨)특정 지역에만 국한되어 내리는 비. 전용되어 개인적인 이익을 의미하기도 한다.
카타마치아메 (片待ち雨)국지적으로 내려 일부 사람만 적시는 비.
취우 (스이우 / 翠雨)푸른 잎사귀에 내리는 비. 시기에 따라 녹우(緑雨), 맥우(麦雨) 등으로 나뉘며, 초목을 적신다는 의미에서 감우(甘雨), 서우(瑞雨)로 구분하기도 한다.
감우 (칸우 / 甘雨)초목을 적시는 비. 취우의 일종.
서우 (즈이우 / 瑞雨)곡물의 성장을 돕는 상서로운 비. 취우의 일종.
자우 (慈雨)은혜로운 비. 가뭄 때 대지를 적셔주는 간절히 기다리던 비.



비교적 최근에 생겨난 비 관련 용어들도 사용되고 있다. 명확한 정의는 없지만 미묘하게 다른 뉘앙스로 사용된다.

용어설명
집중 호우제한된 장소에 집중적으로 내리는 강한 비 (일반적 인식). 경보 기준을 넘는 국지적인 폭우 (일본 기상청 정의). 국지적 호우.
게릴라성 폭우・게릴라 호우제한된 장소에 짧은 시간 동안 집중적으로 내리는 갑작스러운 강한 비.
단시간 강우짧은 시간에 집중적으로 내리는 강한 비.
게릴라성 뇌우번개를 동반한 게릴라성 폭우 또는 게릴라 호우.


9. 지구 외 천체의 비

금성에서는 표면을 덮는 두꺼운 황산 구름에서 황산비가 내린다. 그러나 지표면이 400°C를 넘는 고온이기 때문에, 비는 도중에 증발하여 지표면에는 닿지 않는다.[232]

토성의 위성인 타이탄에서는 -170°C의 차가운 지표면에 메탄이나 에탄으로 구성된 비가 내린다. 이 비로 인해 강이나 호수와 같은 지형도 형성되어 있는 것이 관측되었다.[233]

천왕성과 해왕성에서는 다이아몬드 비가 내린다고 여겨진다. 특히 해왕성에서 내리는 다이아몬드 비의 규모가 더 클 것으로 추정된다.

외계 행성에서도 다양한 형태의 비가 관측되거나 추정된다. 예를 들어 HD 189733 b에서는 유리비, WASP-76b에서는 철비, K2-141 b에서는 암석비가 내리는 것으로 생각된다. 이처럼 행성의 환경에 따라 매우 다른 물질로 이루어진 비가 내릴 수 있다.

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