구름의 조화
저 하늘에 떠 있는 구름을 바라보면서도 하나님의 오묘하고도 깊은 사랑의 손길을 느낄 수 있어 감사하게 된다.
김경태 지음 (포항공대 교수, 분자신경생리학, ktk@postech.ac.kr)
가을의 하늘을 바라보면 구름이 한 점도 보이지 않으면서 끝없이 펼쳐져 있는 경우를 자주 본다. 광대하여 그 끝을 도저히 알 수 없는 투명한 보자기에 푸른 물이 가득 담겨 있는 듯하여 톡 건드리면 파란 색의 물감이 쏟아질 것만 같다. 고개를 들어 아득한 하늘을 바라보면 가슴에서 시원한 물소리가 들리기라도 하듯 후련해진다. 그러다가 어느 날엔 높은 하늘에 새털 같은 구름들이 기묘한 형상으로 수를 놓고 있다. 특히나 석양에 저물어 가는 태양의 빛을 받아 묘한 색깔로 채색되어 있는 구름의 형상은 탄성을 자아내게 한다. 그리고 시간에 따라 변하는 구름의 모습을 지켜보면서 우리는 여러 가지 상상을 하고 그 신비로움에 매료 된다
이와 같이 우리가 하늘에서 형상이 변하고 위치가 바뀌는 구름에 대해 감상적인 느낌을 갖거나 막연하면서도 경이롭게 여겼지만, 구름에 대해 과학적인 접근으로 분석을 하고 구름의 종류와 형성과정에 대해 이론적 체계를 갖추게 된 것은 19세기 초반에 들어 와서야 이루어졌다.
구름의 명명법과 분류법을 고안해서 현대 기상학의 기초를 닦은 분은 아마추어 기상학자 루크 하워드(1772-1864)이다. 루크 하워드는 영국 런던에서 철제기구 제조업자의 아들로 태어났는데 권위적인 아버지 밑에서 가정교육을 받으며 금욕적인 생활을 강요당했다. 그래서 그는 자라나면서 절제되고 따분한 일상생활을 벗어날 수 있는 유일한 방법은 창밖의 구름을 관찰하는 것이었다. 아버지의 뜻을 거역할 수 없어 약제사의 길을 걷게 되었지만 구름에 대한 호기심과 진지한 관찰은 멈추지 않았다. 그래서 1802년에 ‘구름의 변형에 관하여’ 라는 논문을 발표했다.
구름은 수증기가 상승하면서 응결되어 만들어진 것이며, 나아가 몇 가지 기본 형태로 구름을 분류할 수 있다는 주장을 담은 이 논문은 기상학의 역사를 다시 쓰는 중요한 연구 성과로 각광을 받게 되었다.
푸른 하늘에 흩어져 변화무쌍하게 장식을 하고 있는 구름은 물 입자로 이루어져 있다. 물 입자의 크기는 다양한데 입자의 크기에 따라 진동수가 달라지고, 진동수는 구름의 색깔을 결정하게 된다. 물 입자 중에 가장 작은 입자는 진동수가 많아 파란색을 띠게 하고, 조금 큰 입자는 녹색을, 더 큰 입자는 빨간색을 산란시킨다. 맑은 날 하늘에 떠있는 구름은 여러 가지 크기의 입자가 골고루 분포하고 있어 산란되는 파란색, 녹색, 빨간색의 양이 비슷하여 전체적으로는 흰색으로 보이는 것이다. 그런데 여름의 소나기구름처럼 물 입자의 크기가 더 커지는 경우 빛은 흡수되고 산란되는 빛의 양이 적어지게 되어 어두운 색을 나타내는 먹구름이 된다. 그리고 먹구름의 물 입자는 크기가 커서 그 무게로 인해 마침내 땅으로 떨어져 비가 된다.
소나기를 뿌리는 먹구름뿐만 아니라 우리는 뭉게구름, 양털구름, 새털구름 등 다양한 이름을 붙이는데 루크 하워드는 이들 구름의 모양을 체계적으로 분류했다. 그는 구름의 이름을 지으면서 다른 나라 학자들도 쉽게 접할 수 있도록 라틴어 단어를 사용하여 머리카락을 뜻하는 권운(Cirrus), 더미 또는 퇴적 이라는 뜻의 적운(Cumulus), 층이나 판을 뜻하는 층운(Stratus) 등의 용어를 만들어 냈다. 기상학계에서는 오늘날도 하워드가 명명한 구름의 이름을 쓰고 있다.
그는 구름의 외적 특징뿐 아니라, 구름의 성질과 그에 따른 기상변화까지 관찰하여 기록하였다. 가령 적운을 ‘원뿔 혹은 반구 모양으로 불룩하게 솟아오른 구름’이라고 소개하면서 ‘처음에는 작고 불규칙한 점이 나타나는데, 그것은 적운이 계속 증가하도록 하는 핵’이라고 밝히고 ‘일출 후 몇 시간에 걸쳐 형성되기 시작해 정오 중 가장 더운 때에 최대로 커졌다가 다시 계속해서 줄어들면서 해거름 즈음에 완전히 사라진다’고 구름의 생성에서부터 소멸까지의 과정을 자세히 서술하였다. 또 ‘강한 바람이 부는 방향으로 형성된 적운은 곧 바람이 고요해지고 비가 올 것임을 말해 주고, 적운이 사라지지 않거나 해질 무렵에 가라앉지 않고 계속 상승하면 밤에 천둥이 칠 것을 예상할 수 있다’면서 구름의 형상이 변하는 것을 보고 일기를 예고할 수 있음을 설명 하였다. 오랜 세월을 두고 관찰하면서 직접 구름의 모습을 수채화로 그려 세밀한 관측 근거에 따라 설명을 하고 있다. 하워드는 일생 동안 구름을 관찰하면서 변덕스럽고 쉽게 모양을 바꾸는 구름에 대해 명확한 과학적 시각을 제공하였다.
요즘 들어 세계적으로 이상기후의 조짐이 빈번하게 일어나고 있다. 태풍이 남동쪽 먼 바다에서 몰려올 때를 보면 엄청난 양의 구름이 소용돌이치며 움직이는 것을 기상관측 인공위성에 의해 실시간으로 볼 수 있다.
거대한 구름이든 혹은 점점이 떠 있는 구름이든 당시의 바람의 세기와 방향, 기온, 공기 중의 수증기 양에 따라 구름의 모양과 크기가 결정된다. 강력한 소용돌이 형태의 구름이 레이더에 잡히며 다가오면 강풍과 아울러 엄청난 양의 비가 뿌릴 것을 예측한다. 이처럼 구름은 물을 가지고 있어서 지구 곳곳에 물을 공급해 주는 하나님의 걸작품이다. 수증기를 함유하는 기체는 온도의 증가와 더불어 팽창하므로 지표 근처의 따뜻한 공기는 상승한다. 적도 근처의 따뜻하고 다습한 공기는 상승하여 극지방으로 이동하고 아래에서는 차갑고 건조한 공기가 극지방에서 적도 쪽으로 이동하게 된다. 바람은 지구의 자전과 공전, 지표면의 지형 등에 영향을 받으며 순환을 함으로써 염분과 불순물이 제거된 물을 내륙 지방으로 운반하는 역할을 수행하고 있다. 바닷물은 엄청나게 많이 존재하지만 녹아 있는 염분으로 인해 육상의 생물들이 사용할 수 없다.
그래서 하나님께서는 염분을 제거한 물을 육지로 보내기 위해 구름을 창조하셨다. 성경의 욥기 26장 7-8절에 “그는 북편 하늘을 허공에 펴시며 땅을 공간에 다시며 물을 빽빽한 구름에 싸시나 그 밑의 구름이 찢어지지 아니하느니라” 했다. 지구가 하늘이라고 표현된 우주의 공간에 떠 있게 하시고 물이 담긴 구름으로 둘러쌌다라고 묘사되어 있다. 그리고 예레미야 10장 13절에도 “그가 목소리를 발하신즉 하늘에 많은 물이 생겨나니 그는 땅끝에서 구름이 오르게 하시며 비를 위하여 번개하게 하시며 그 곳간에서 바람을 내시거늘” 이라고 기록되어 있다. 성경의 이 말씀은 현대에 들어와서 깨닫게 된 구름의 형성과 비나 눈이 만들어지는 강수 이론을 잘 설명하고 있다. 태양열은 초당 수십억 리터의 물을 증발시키고 공기보다 가벼운 수증기는 하늘로 올라가서 공기 중의 미립자를 중심으로 응결과정을 거쳐 구름을 형성한다. 바람과 기류는 이 구름들을 이동시키면서 강수 과정을 통하여 일정한 크기의 비나 눈으로 지면에 내리게 한다. 지면의 물은 강물이나 지하수로 흘러가거나 식물들에 의해 흡수된다. 그리고 궁극적으로는 다시 바다로 돌아가는데 이러한 과정을 물의 순환이라 한다. 지구 전체를 고려하여 장기간 관측하면 지면에서 증발하는 물의 양과 강수에 의해 지면에 내리는 물의 양은 거의 같으며 지구상의 물은 평형을 유지한다. 만일 육지의 생명체에게 염분이 가득한 바닷물을 이용하여 살 수 있는 능력이 갖추어진다고 하더라도 바다 근처에는 괜찮지만 내륙 깊숙한 곳에 사는 동식물들은 살기가 곤란할 것이다. 대륙의 한 가운데 사는 동식물을 위해서는 바다로부터 물을 공급하기 위해서 상상할 수 없을 만큼 강력한 펌프가 동원되어야 할 것이다. 그렇지 않으면 바닷가에만 생물들이 살 수 있을 것이다. 그런데 하나님께서는 구름을 만드시고 그 가운데 물을 싸서 바람을 이용하여 지구 내륙 깊숙한 곳으로 운반하도록 창조하셨다. 우리가 씨를 뿌리고 곡식을 키워내고 가을에 추수하여 먹고 살 수 있는 것도 하나님께서 구름을 통해 물을 보내주신 덕분이다.
저 하늘에 떠 있는 구름을 바라보면서도 하나님의 오묘하고도 깊은 사랑의 손길을 느낄 수 있어 감사하게 된다. 오늘 하루도 저와 여러분이 하늘의 구름을 바라보며 하나님께 감사의 찬양을 드리면 좋겠다.
출처 : '과학으로 하나님을 만나다' 중에서
