고층운

3. 형태 및 특징

고층운은 회색 또는 푸른빛을 띠는 구름으로, 대체로 균일하게 하늘을 덮는 담요와 같은 모습을 보인다. 뚜렷한 특징은 없으며, 보통 강수를 일으키지 않지만, 때때로 가벼운 비나 눈을 내리기도 한다. "고층운"이라는 이름은 라틴어 "altum"(높은)과 "stratus"(평평한, 퍼진)에서 유래되었다.^[1][2] 고층운은 버가를 만들어 구름 바닥을 흐릿하게 보이게 할 수 있다.^[34]

고층운은 고적운과 함께 중층운으로 분류되며, 구름 관측 연구에서 함께 측정되는 경우가 많다.^[3] 이 둘을 합치면 지구 표면의 약 25%를 덮으며, 이는 전체 구름 덮개의 약 1/3에 해당한다.^[13] 고층운 자체는 지구 표면의 약 16%를 덮는다.^[13] 고층운은 온대 지역에서 계절에 따라 덮개 면적이 달라지는데, 여름철에는 다른 계절보다 훨씬 적게 나타난다. 또한, 위도에 따라서도 덮개 면적이 달라져, 열대 지역은 온대나 극지방보다 고층운이 훨씬 적다.^[14]

고층운 내부 온도는 구름 바닥에서 가장 높고 꼭대기에서 가장 낮으며,^[16] 고도가 높아짐에 따라 온도가 감소하는 온도 감률은 킬로미터당 5~7°C 정도이다.^[17] 상대 습도는 구름 상층에서 가장 높고 하층으로 갈수록 낮아진다.^[16]

고층운은 얇더라도 태양은 반투명 유리 너머로 보이는 듯 희미하게 보이며, 태양이 눈부시게 보이는 권층운과는 다르다. 고층운이 두꺼워지면 태양의 윤곽이 작게 보이거나 아예 보이지 않게 되어, 한낮에도 그림자가 생기지 않을 수 있다.^[57][58] 또한, 무리는 권층운에서는 생기지만, 고층운에서는 생기지 않는다.^[57][58]

고층운은 온난 전선이나 저기압이 접근할 때 권운, 권층운에 이어 나타나는 구름이다. 고층운이 점차 두꺼워져 회색이 짙어지면 난층운으로 변하며, 난층운에서 본격적인 비나 눈이 내리기 전에 고층운에서도 비나 눈이 내릴 수 있다.^[57][64]

구름의 두께는 평균적으로 수백 m이며, 여러 층으로 겹쳐져 있을 수 있다. 수평 방향으로는 수백 km까지 퍼져 나갈 수 있다. 과거에는 고도 2 - 7 km 부근에 있는 중층운으로 여겨졌지만, 기상 위성 관측 결과 훨씬 상공까지 연결되어 있는 경우가 많은 것으로 밝혀졌다.^[61][63] 항공기가 고층운 속을 통과할 때, 과냉각된 물방울이 기체에 얼어붙는 착빙 현상이 발생하여 운행에 장애를 줄 수 있다.

3. 1. 종류

• '''반투명운(투과성)''': 고층운의 반투명한 형태로, 구름을 통해 해나 달을 볼 수 있다.^[8]

• '''불투명운(불투명)''': 불투명하다.^[9]
• '''겹층운(중첩)''': 두 개 이상의 구름층으로 구성된 드문 형태의 고층운이다.^[7]
• '''권곡운(파상)''': 물결 모양의 외관을 가지며, 구름의 아랫면이 오르내리는 것처럼 보인다.^[11]
• '''방사운(방사)''': 수평선으로 뻗어 있는 평행한 구름 띠를 가지고 있는 드문 변종이다.^[10]

• 부변종(부분적으로 특징이 있는 구름): 미류운, 강수운, 젖꼭지구름
• 부변종(부수적으로 나타나는 구름): 파편운

3. 2. 미세 물리적 특성

4. 발생

고층운은 거대한 기단 덩어리의 따뜻한 공기가 상승하여 대기 중의 수증기가 핵(작은 먼지 입자)에 응축되어 물방울과 얼음 결정을 형성할 때 발생한다.^[25] 이러한 조건은 일반적으로 온난 전선의 선두에서 발생하며, 여기서 권층운이 두꺼워지고 낮아져 고층운으로 전환된다.^[2] 또는, 난층운이 얇아져 고층운이 될 수도 있다.^[26] 고층운은 뇌우의 상단 모루 구름이나 중간 기둥이 퍼져나가면서 형성될 수도 있다.^[26]

고층운은 중간 고도 구름^[3]으로, 발생하는 고도는 다음과 같다.

그 두께는 1000m 에서 5000m 범위이며,^[34] 수백 킬로미터에 달하는 지구 표면을 덮을 수 있다.^[27]

5. 예보 활용

고층운은 온난 전선이나 폐색 전선이 다가오는 것을 알려주는 신호가 될 수 있다.^[2] 온난 전선은 따뜻한 공기를 가져오고, 폐색 전선은 빠르게 이동하는 한랭 전선이 온난 전선을 따라잡을 때 형성되며, 전선 시스템이 지나간 후 기온이 오르거나 내릴 수 있다.^[28] 권층운은 전선 시스템이 접근하면서 고층운으로 두꺼워지고, 이어서 점차 난층운으로 두꺼워진다.^[2][47] 전선 시스템이 폐색되면 적란운이 존재할 수도 있다.^[28] 고층운이 나타나면 보통 12~24시간 안에 비나 눈이 내릴 것이다.^[47]

고층운 자체는 폭풍을 만들지 않지만,^[3] 대기가 불안정하면 뇌우를 포함할 수 있다.^[34]

6. 기후 영향

고층운은 권운 외에 지구와 대기에 순 온난화 효과를 나타내는 유일한 구름 속이며, 권운은 고층운보다 4배 더 강력한 온난화 효과를 갖는다(제곱미터당 2W 대 0.5W).^[33] 전 세계적으로 구름은 약 50W의 단파 태양 복사 에너지를 우주로 반사하여 지구를 약 만큼 냉각시키는데, 이는 주로 층적운에 의해 발생한다. 그러나 동시에 구름은 지구에서 방출되는 장파(적외선) 흑체 복사의 약 30W를 지구 표면으로 반사하여 지구를 약 만큼 따뜻하게 하는데, 이 과정을 온실 효과라고 한다. 권운과 고층운은 이러한 온난화 효과의 주요 원인이다. 이러한 온난화와 냉각의 조합은 전 세계적으로 제곱미터당 20와트의 순손실로 귀결되어 지구를 대략 만큼 냉각시킨다.^{[29][30][31][32]}

7. 광학 현상

고층운은 공중에서 볼 때 밝은 무리를 생성할 수 있지만,^[34] 지상에서는 그렇지 않다.^[35] 무리는 흰색 또는 여러 가지 색상의 고리, 호 또는 점의 형태로 나타나며, 구름 속의 얼음 결정체를 통과하는 햇빛 또는 달빛의 반사 및 굴절에 의해 형성된다.^[36] 고층운을 통한 빛의 회절은 또한 태양이나 달 주위에 작고 동심원적인 파스텔 색상의 고리인 채운을 생성할 수 있다. 또한 구름에 투사된, 종종 평행한 밝은 색상의 띠를 갖는 채운현상을 나타낼 수도 있다. 무리와는 달리 채운과 채운현상은 지구 표면에서도 볼 수 있다.^[2][37]

8. 다른 구름과의 관계

고층운은 중층운의 일종으로, 고적운과 함께 나타나는 경우가 많다. 고층운 위쪽에는 권운, 권적운, 권층운과 같은 고층운이, 아래쪽에는 층운, 층적운과 같은 저층운이 위치한다.^{[3] [38]}

권층운은 고층운과 비슷하게 생겼지만, 투명하기 때문에 태양이나 달이 뚜렷하게 보인다는 차이점이 있다.^[43] 반면 고층운은 불투명하거나 반투명한 경향이 있다.^[43]

층운은 고층운과 유사한 저층운이지만, 층운은 주로 밤에 냉각되어 만들어지기 때문에 다른 구름이 먼저 나타나는 경우가 드물다. 반면 고층운은 온난 전선에서 형성되므로, 권운형 구름이 먼저 나타나는 경향이 있다.^[51]

난층운은 고층운보다 더 두껍고 어두운 구름으로, 지속적인 비나 눈을 동반한다. 고층운이 점차 두꺼워져 회색이 짙어지면 난층운으로 변해간다.^[57][64]

9. 한국에서의 고층운

한국에서 고층운은 봄철에 자주 관찰되며, 특히 황사 현상과 함께 나타날 때 뿌연 하늘을 만드는 주범으로 인식되기도 한다. 봄철 어렴풋한 달밤(어렴풋한 달)은 고층운에 의해 달빛이 산란되어 나타나는 현상으로, 한국의 봄을 상징하는 정경 중 하나이다.^[59][60][70]

참조

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