다이아몬드 분진

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1. 개요
2. 특징
- 2.1. 형성 과정
- 2.2. 광학적 특성
3. 관측
- 3.1. 다른 지역에서의 관측
4. 빙무와의 차이
참조

1. 개요

다이아몬드 분진은 액체 물이 아닌 고체 얼음 결정으로 이루어진 안개와 유사한 기상 현상이다. 보통 가시성에 영향을 미치지 않지만, 햇빛을 반사하여 반짝이는 섬광을 보이기도 한다. 역전층과 수증기의 혼합으로 형성되며, 0°C 이하의 온도에서 발생한다. 다이아몬드 분진은 환일이나 빛기둥과 같은 광학 현상을 동반할 수 있으며, 남극 내륙에서 가장 흔하게 관측된다. 한국에서는 강원도 산간 지역에서 관측될 가능성이 높다. 빙무와는 달리, 다이아몬드 분진은 맑은 하늘에서도 관측될 수 있으며, 날씨 기록에서는 눈으로 분류된다.

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다이아몬드 분진
개요
종류	대기 현상
관련 현상	햇무리, 달무리
특성
설명	미세한 얼음 결정이 공기 중에 떠다니는 현상
형태	아주 작고 가벼운 얼음 결정 육안으로 식별 가능한 다양한 모양 (기둥, 바늘, 판 등)
생성 조건	맑고 추운 날씨 기온이 어는점 이하 (영하) 대기 중 수증기량 충분
관측 장소	남극, 북극, 고산 지대 등 추운 지역
광학 현상	얼음 결정에 의해 햇빛이나 달빛이 반사, 굴절되어 나타나는 다양한 광학 현상 동반 가능
명칭
한국어	다이아몬드 분진
영어	Diamond dust
일본어	細氷 (さいひょう, Saihyō)
로마자 표기	Saihyo

2. 특징

다이아몬드 분진은 안개와 유사하지만, 액체 상태의 물방울이 아닌 얼음 결정으로 이루어져 있다는 점에서 차이가 있다. 또한, 안개는 시야를 가릴 정도로 짙지만, 다이아몬드 분진은 매우 얇아서 시야에 영향을 주지 않는 경우가 많다. '얼음 안개'라고 불리기도 하지만, 때로는 600m 미만으로 시정을 감소시키기도 한다.^[1]

다이아몬드 분진 층의 깊이는 20m에서 300m까지 다양하다. 가시성을 감소시키지 않을 때는, 공중의 작은 결정들이 햇빛을 반사하며 짧게 반짝이는 모습으로 발견된다. 이러한 반짝임 때문에 마치 작은 다이아몬드가 공중에 떠 있는 것처럼 보여 "다이아몬드 분진"이라는 이름이 붙었다.

2. 1. 형성 과정

다이아몬드 분진은 일반적으로 지표면 부근에 역전층이 형성되고, 지표면 위의 더 따뜻한 공기가 지표면 근처의 더 차가운 공기와 섞일 때 만들어진다.^[1] 따뜻한 공기는 차가운 공기보다 수증기를 더 많이 포함하는 경우가 많다. 이러한 혼합 과정에서 수증기가 지표면 근처로 이동하여 상대 습도를 증가시킨다. 지표면 근처의 상대 습도가 충분히 커지면 얼음 결정이 형성될 수 있다.

다이아몬드 분진이 형성되려면 온도가 물의 어는점인 0°C 미만이어야 한다. 그러나 0°C 근처의 온도에서는 자주 관찰되지 않는다. 0°C에서 약 -39°C 사이의 온도에서는 상대 습도를 높이면 안개나 다이아몬드 분진이 발생할 수 있다. 이는 매우 작은 물방울이 어는점보다 훨씬 낮은 온도에서도 액체 상태를 유지할 수 있기 때문이며, 이를 과냉각이라고 한다. 사람의 오염이나 먼지와 같은 자연적 원인으로 인해 공기 중에 작은 입자가 많은 지역에서는 물방울이 약 -10°C의 온도에서 얼 수 있다. 하지만, 입자가 없는 매우 깨끗한 지역(빙정핵)에서는 물방울이 어는 것을 돕지 못하므로 -39°C까지 액체 상태를 유지할 수 있으며, 이 시점에서는 아주 작은 순수한 물방울조차도 얼게 된다. 남극 내륙에서는 온도가 약 -25°C 미만일 때 다이아몬드 분진이 흔하게 나타난다.

인공 다이아몬드 분진은 얼음 결정을 공중으로 날려 보내는 제설기에서 형성될 수 있다. 이러한 제설기는 스키 리조트에서 발견된다. 또한 다이아몬드 분진은 증기를 생산하는 제조 시설이나 냉각수 공장의 바람 아래에서 즉시 관찰될 수 있다.

2. 2. 광학적 특성

다이아몬드 분진은 환일이나 빛기둥과 같은 원반 관련 현상을 동반한다.^[2] 권운 또는 권층운의 얼음 결정과 마찬가지로, 다이아몬드 분진 결정은 물방울이 얼어붙는 것과는 달리 단순한 육각형 얼음 결정으로 직접 형성된다.^[2] 이러한 결정은 일반적으로 천천히 형성되며, 육각형 판이나 기둥 형태를 띠는데, 이는 프리즘처럼 특정 방향으로 빛을 반사 및/또는 굴절시킬 수 있다.

3. 관측

다이아몬드 분진은 추운 겨울이 있는 전 세계 어느 지역에서든 관찰될 수 있지만, 남극 내륙에서 가장 빈번하게 나타난다. 슈베르트페거(1970)는 다이아몬드 분진이 남극 고원 기지에서 연평균 316일 관측되었다고 밝혔으며, 라도크와 라일(1977)은 1967년 고원 기지에 내린 강수량의 70% 이상이 다이아몬드 분진 형태로 내렸다고 추정한다. 녹은 후, 연간 총 강수량은 25mm에 불과했다.

3. 1. 다른 지역에서의 관측

일본에서는 혹한기 홋카이도 내륙부(아사히카와시 등)에서 다이아몬드 분진이 전형적으로 관측된다. 다만, 다이아몬드 분진은 일반적으로 극히 저온에서만 발생한다고 알려져 있지만, 2005년 2월 9일 쓰쿠바시의 아침과 같이 -2℃의 온도에서도 짧은 시간 동안 국소적으로 관측된 사례가 있다.^[1] 이 때 습수는 거의 0℃였다. 반대로 -30℃의 12월 로키 산맥의 아침에도 숲 속에서만 관측되었으며, 바람이 약한 국소적 조건이 중요한 것으로 보인다. 3월 자오산의 수빙 숲 속(-10℃ 정도)에서는 수목 높이까지 다량의 다이아몬드 분진이 관찰되었다. 1월 모스크바 근교의 둘러싸인 뜰(-10℃ 정도)에서는 온도와 바람이 안정되어 1시간 이상 관측되기도 했다. 2009년 1월 24일 오전에는 구마모토현에서 관측되었는데, 당일 아소산 상의 최저 기온은 -11.4℃였다.

4. 빙무와의 차이

빙무(氷霧)는 작은 빙정이 대기 중에 떠 있는 현상으로, 빙정이 내리는 세빙과는 다르다.^[5] 빙정의 크기도 빙무보다 세빙이 더 크다. 날씨의 종류로는 빙무는 안개에 포함되지만, 세빙은 강수 현상이므로 눈으로 분류된다. 따라서 맑은 하늘에서도 세빙, 즉 다이아몬드 분진이 관측되면, 날씨는 맑음이 아닌 눈으로 기록된다.

참조

_[1] 웹사이트 Diamond Dust http://amsglossary.a[...] American Meteorological Society 2000-06
_[2] 간행물 Morphogenesis on Ice: The Physics of Snow Crystals http://www.its.calte[...] California Institute of Technology 2001-01-21
_[3] 웹사이트 SA-METAR http://www.alaska.fa[...] Federal Aviation Administration 2007-04-10
_[4] 웹사이트 探検の殿堂～西堀榮三郎記念〜EXPLORER MUSEUM http://tanken-n.com/[...]
_[5] 웹사이트 降水 https://www.jma.go.j[...] 気象庁

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