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서리
서리(霜, Frost)는 대기 중의 수증기가 지상의 물체 표면에 얼어붙은 것을 말한다. 땅 위의 표면이 복사 냉각으로 차가워지고, 그 위에서 수증기가 승화하여 생긴다.
개요
공기 중의 수증기가 낮은 기온에 승화된 것이다. 조금 더 정확히 말하면 주위 공기가 이슬점 이하이고 단단한 물체의 표면이 섭씨 영도 이하일 때 표면에서 발생하는 흰 가루 모양의 얼음을 서리라고 한다. 냉장고나 냉동 창고 등에서 쉽게 발견되며(성에), 드물게는 식물의 잎에서 증산하는 수증기가 그대로 얼면서 서리를 만들기도 한다. 참고로 얼음의 위에도 서리가 생길 수 있다. 한국 등 한자 문화권에서는 서리가 생기는 현상을 "서리가 내리다"라고 한다. 그러나 실제 양상은 "서리가 얼다"에 가깝다.
일반적으로 작물에 상당한 피해를 끼치기 때문에 농민들에게는 반갑지 않은 기상현상 중 하나이다. 이것이 유리창에 피어날 때도 있는데 아름다운 프랙털 또는 꽃무늬를 그리며 퍼져나간다. 구체적인 생성 조건은 외부 온도가 급강하하고, 실내 온도는 적당하며 습기가 있으며, 유리 자체에 단열능력이 약할 경우에 생긴다. 특히 흠이 있거나 다소 지저분한 유리에서 잘 생긴다. 환경에 따라 새털이나 바늘 같은 결정을 이루는 경우도 있고 비결정형 얼음덩어리 모양으로 굳어버리는 경우도 있다.
서릿발과는 생성 과정부터가 전혀 다르므로 헷갈리면 안된다. 농작물의 생육 시기는 서리가 없는 기간에 이루어지며 이 날짜를 무상 일수(無霜日數)라 한다. 보기에는 아름다우나 일상생활에 상당한 피해를 끼치는데다 당연히 얼음이라 차갑기도 한 탓에 비유적으로 사용할 때는 그다지 좋은 의미로 쓰이지 않는다. '된서리를 맞다'라는 비유가 '타격을 받다'로 의미가 확장되어 쓰이는 게 그 예다. 예외로 "머리에 서리가 내린다", "머리에 서리가 앉다" 로 관용어를 쓰는 표현을 하면 "나이가 들고 머리카락이 백발이 되어서 점점 늙어간다" 라는 뜻이 된다. 하지만, 늙는 것을 좋아하는 사람은 아무도 없으니 마찬가지로 이것도 부정적인 표현이라고 볼 수도 있다.
이 외에도 '추상(秋霜)같은 명령' 등의 용례도 있는데, "호령을 외치며 위엄이 있고 서슬이 푸를 정도로 강하게 명령을 내리다" 라는 뜻이다. 참고로 추운 날 머리를 말리지 않고 밖에 나가면 머리에 서리가 생길 수도 있다.[1]
특징
서리는 수증기가 침착(沈着)하여 지표나 물체의 표면에 얼어 붙은 것으로, 늦가을 이슬점이 0℃ 이하일 때 생성된다. 서리는 춥고 맑은 새벽, 땅 표면이 냉각되어 온도가 내려감에 따라 발생한다. 즉, 0℃ 이하의 온도에서 공기 중의 수증기가 땅에 접촉하여 얼어붙은 매우 작은 얼음이다. 서리의 결정형태는 눈의 결정형태와 같다.
서리가 만들어질 때 수증기 1g당 약 80cal의 열이 방출된다. 이 때문에 서리가 내릴 때는 땅 표면의 온도가 천천히 내려간다. 그러나 그 열도 곧 대기로 방사되어 없어진다. 반대로 이미 내린 서리는 해가 떠오름에 따라 녹기 시작하는데, 이때에도 역시 1g당 약 80cal의 열을 흡수한다. 서리가 있을 때, 땅 표면이 따뜻해지는 정도가 늦어지고 기온 상승도 늦어진다. 그래서 서리 내리는 날 아침은 춥다. 서리는 어느 정도 날씨가 추울 때 생긴다.
서리 내린 날은 오히려 따뜻하다. 서리는 맑고 바람이 없는 날에 내린다. 맑고 춥더라도 바람이 강하면 수증기를 쓸어가기 때문에 서리는 생기지 않는다. 맑고 바람이 없는 날은 햇볕도 많이 내리쬐고 따뜻해진 지표면의 공기도 날아가 버리지 않아 따뜻하다. 서리가 녹으면서 지표부근의 기온 상승이 늦어져도, 떠오르는 따뜻한 해와 불지 않는 바람으로 서리가 내린 날은 오히려 따뜻하다. 서리 내린 날이 따뜻한 이유는 서리 때문이 아니라 서리를 내리게 한 기상 조건 때문이라고 할 수 있다.
서리발생의 기상조건
서리가 내리기 쉬운 기상조건은 비가 오고 2~3일 후 강력하고 찬 북풍이 불어 낮 최고기온이 18℃ 아래로 내려갈 때이다. 또 저녁 6시의 기온이 7℃, 밤 9시의 기온이 4℃ 아래로 떨어져도 발생하기 쉽다. 해가 지고 난 뒤 한 시간에 0.8℃ 이상씩 기온이 떨어지면 서리가 내린다고 할 수 있다. 또한 야간에 구름 한 점 없이 청명하여 별이 뚜렷이 관찰될 때 발생하기 쉽다. 그러나 자정기온이 크게 내려가도 바람이 불어 엷은 구름이 나타나면 서리는 발생하기 어렵다.
서리피해
서리는 농작물에 큰 피해를 준다. 농작물이 저온에 접하면 조직을 동결시켜 파괴한다. 세포막이나 엽록체의 막이 경화되어 파괴되거나, 세포가 말라 죽는다.[2]
구분
서리의 하위 항목 외에도, 육안으로 서리와 비슷하거나, 서리로 오인될 수 있는 다른 겨울철 기상현상들도 함께 설명하기로 한다.
- 백상(Hoar Frost): 흰서리라고도 하며, 복사냉각으로 인해 섭씨 영도 이하로 냉각된 표면에서 형성되는 흰 가루 같은 서리를 말한다. 지면에서 형성되는 경우도 많이 있다.
- 이류성 서리(Advection Frost): 나무 숲이나 기둥, 장대, 전선 등을 매우 강한 바람이 휘감고 지나가면 표면에 붙어 있던 서리 결정이 떨어져 바람을 타고 날아다니게 된다. 이와 같이 바람 속에 작은 얼음가루 결정들이 섞이는 것을 이류성 서리라고 한다.
- 빙의(Glaze Ice): 우빙이라고도 하며, 물체의 표면이 섭씨 영도 이하이고 그 위로 비 또는 과냉각된 빙우(氷雨; Freezing Rain)[4]가 내릴 경우 곧바로 결빙하게 되는데 이를 빙의라 한다. 육안으로는 물체의 겉부분에 최대 수 cm 두께로 투명한 얼음이 코팅되어 있는 모습을 하고 있다. 농작물에 피해를 입히는 것은 당연지사. 전선 등 인공 구조물도 얼음의 무게로 부서질 수 있으므로 생각보다 피해가 크다. 생김새가 마치 얼음(氷) 으로 된 옷(衣) 을 입은 듯하다고 하여 이런 이름이 붙었다. 특히 도로 위에 빙의가 생기면 도로에 얼음막이 생기기 때문에 운전자들에게 지극히 위험하다. 도로 위에 얼음 코팅이 되는 이 현상은 따로 흑빙(black ice)이라고 하는데, 운전자 육안으로는 아스팔트 위에 얼음이 껴 있다는 게 거의 보이지 않는다.
- 아이스 스톰: 눈이 녹았다가 다시 과냉각된 물방울이 물체의 표면에 엉겨붙으면서 발생하는 현상.
- 무빙(Rime): 상고대라고도 하며, 과냉각된 수증기를 포함한 차갑고 강한 바람이 물체의 표면에 부딪히면서 그 표면에 형성된 얼음을 말한다. 특별히 나뭇가지에 생긴 무빙은 '수빙'(樹氷) 이라고도 한다. 무빙은 연한 무빙(Soft Rime) 과 굳은 무빙(Hard Rime) 으로 나누어지는데, 연한 것이 더 우윳빛이고 수정 같은 결정을 보인다. 연한 무빙의 경우 늦가을 산간지역에서 눈도 안 왔는데 눈꽃이 피는 주된 이유가 되기도 한다. 무빙의 성장 방향은 바람이 불어오는 쪽을 향하며, 대개 바늘, 솔, 비늘의 모습이지만 때로는 새우의 꼬리 같은 모습을 하기도 한다. 이 위에 눈까지 쌓인다면 그건 그야말로 눈사람이나 진배없는 모습이 된다. 이렇게 말하면 이게 뭔가 싶겠지만, 흔히 눈꽃 축제에서 한 번쯤 봤을 법한, 높은 산의 나뭇가지들에 딱딱하게 들러붙은 하얀 눈이 사실은 바로 이것이다. 한편, 연한 것이든 굳은 것이든, 항공기가 비구름 속을 통과할 때에도 날개와 동체에 착빙 현상을 일으켜서 운항을 곤란하게 만들기 때문에, 항공기들은 항상 착빙 문제에 신경을 쓴다. 겨울철 공항에서 동체에다 뿌려대는 방빙(de-icing) 작업이 바로 무빙을 제거하기 위함이다.
- 비얼음(Rain Ice): 무빙과 같은 조건이지만 온도가 좀 더 높아서 물체의 표면을 수증기가 적신 후 응결한 것을 말한다. 이름과는 달리 비로 인한 것은 아니며 바람에 의해 형성된 것.
- 서릿발(Frost Columns): 상주라고도 하며, 모세관 현상에 의해 지하에서 지상으로 올라온 물이 영하의 온도로 인해 얼면서 발생하는 현상. 흙 입자들을 대개 수 cm 정도 들어올리는 작은 얼음 기둥들의 모양이며, 비탈에서는 흙사태의 원인이 되기도 한다. 이름에 서리가 들어가지만 일반적인 서리와 달리 땅 속 수분이 생성 원인이다. 서리 못지 않게, 아니 어쩌면 그 이상으로 농작물에 끼치는 피해가 크다. 서리는 잎이나 열매 등에 내려앉기에 열매작물이 아니라면 그나마 걱정은 덜하지만, 서릿발은 땅에서 얼어붙은 뒤 땅 위로 올라오기 때문에 식물의 뿌리 자체를 들어올려 버리는 경우가 허다하다. 때문에 그냥 피해를 주는 것이 아니라 작물 자체를 죽게 만드는 것이 문제다. 또한 건축물에도 피해를 줄 수 있다. 서릿발이 올라오면서 건축물의 기초를 약화시킬 수 있기 때문이다. 그래서 건축 공사 때는 동결심도라 해서 겨울에 땅이 어는 깊이를 측정하고, 사전에 이를 방지하는 공사를 행한다.
- 성에(window frost): 주로 창문, 다락방, 창고 벽등에 끼는 서리. 창문에 낀 성에가 시야를 방해하는 수준에만 이른다면 창고같은곳의 성에는 결빙된 습기가 잠시 녹았다 어는과정을 반복하며 곰팡이피해를 불러오는 일이 잦다. 냉동고에도 끼는데 이는 문이 꽉 닫히지 않아서 생긴 틈으로 외부의 공기가 들어가서 급속 냉각되어 생기는 것이다. 빙하에서 떨어져나와 극지방 바다를 떠도는 유빙이나 겨울 강이 일부 얼어붙어 물 위를 떠다니는 얼음판은 순우리말로 '성엣장'이라고 부른다.[1]
서리 연구
2008년에 국립기상연구소에서 '서리피해 방지를 위한 서리 발생일의 기상 특성에 대한 연구'가 있었다. 국립기상연구소에서 서리에 대한 연구를 하게 된 배경은 서리 예보를 하기 위한 기초적인 연구조차 없었기 때문이다.
연구에 의하면 서리는 이동성 고기압의 영향을 받고 있을 때 가장 많이 발생한다. 총 서리 발생의 60% 이상을 차지한다. 서리 발생일의 최저기온은 가을철에는 해안 인접지역은 대부분 0~2℃, 내륙지역은 –1℃내외, 산지 지역은 –2℃내외다. 봄철에는 1℃정도 더 낮은 기온에서 서리가 발생한다. 서리가 발생하는 기온으로 가장 적합한 것이 초상최저기온이다. 이것은 지면 위 30cm에서 측정한 기온을 말한다. 서리발생일의 초상최저기온의 분포는 위도가 높을수록 낮아진다. 내륙 지역이 해안 지역보다 더 낮은 온도를 보인다. 중부 지방은 –4.5~-5.5℃, 남부 지방은 –2.5~-4℃, 도서 및 동해안 지역은 –2℃ 내외의 분포를 보인다. 서리가 발생한 날의 일교차는 매우 크다. 제주도와 울릉도, 중부 동해안을 제외한 모든 지역이 10℃ 이상을 보인다. 내륙 지역의 경우에는 평균 14℃ 이상을 나타낸다. 평균 상대습도는 60~70%일 때 서리가 많이 발생한다. 바람은 내륙지역으로 초속 2미터 이하일 경우 발생한다.
황규홍 등이 2000년에 '서리피해 위험지역의 지형 특성과 국지기상 분석'을 연구했다. 서리는 지형적인 영향으로 차가운 공기가 유입되었을 때 빠져나갈 출구가 없는 지형에서 잘 발생한다고 한다. 또 맑고 바람이 잔잔한 지상역전이 만들어지는 날 발생확률이 높다고 한다. 최근 지구 온난화에 따른 기온 상승으로 서리 현상일수가 줄어들고 있다. 그러나 서리 일수는 감소했어도 작물의 개화시기가 빨라지고 있다. 또한 기온 변동성도 커지고 있다. 이 이야기는 서리에 의한 피해가 줄어든다고 예측하기는 어렵다는 뜻이다. 지역에 따른 서리발생에 대한 연구가 더 필요한 이유다.[3]
서리 피해
서리 피해는 작물에 따라 다르다. 잎과 어린 싹에 피해를 받는 것으로는 뽕·차·감자·채소 등이 있다. 꽃과 어린 과실에 피해를 받는 것으로는 보리·배·사과·복숭아·완두 등이 있다. 잎보다는 꽃이나 유과가 피해를 받기 쉽다. 가을서리에 피해를 보는 작물 중에 고구마가 있다. 그러나 그 피해는 대체로 작다. 그러나 봄의 늦서리는 농작물이 발아(發芽)하였을 때 발생하기에 큰 피해를 입는다. 잎이 생명인 차는 서리에 대한 반응이 민감하다. 차밭에 서리가 내리면 잎의 세포가 파괴되어 상품으로 가치가 떨어진다. 우리나라의 차밭이 제주도와 남해안에 집중되어 있는 것은 서리 때문이다.
2014년 4월 초에 전국적으로 기온이 낮아지면서 서리가 많은 지역에 내렸다. 연합뉴스에 따르면 늦서리로 충북 영동지역의 배꽃이 얼면서 냉해를 입었다고 한다. 영동지역에서만 서리피해면적이 70여㏊에 이르고, 피해율도 대부분 50∼80%에 이를 정도로 심각하다고 한다. 농수산식품부에서는 2014년 6월 18일 이상저온·서리 피해를 입은 2916농가에 83.7억 지원하겠다고 밝혔다. 2014년 4월 서리피해로 세종·경기·충남·충북·경북 등 사과·배 주산지가 가장 큰 피해를 입었다. 전남 보성에서도 서리로 인해 찻잎 탈색 등 늦서리 피해를 당했다.
서리는 국제과일가격을 상승시킨다. 2014년 1월 22일 이투데이의 보도에 따르면 플로리다에서 재배되는 오렌지 농작물의 10%가 서리의 피해를 받았다. 서리 피해는 런던 선물시장의 오렌지가격을 상승시켰다. 터키를 덮친 서리로 헤이즐넛의 가격이 급등했다. 터키는 전 세계 헤이즐넛 생산량의 70%를 차지한다. 2014년 3월에 터키에 우박과 함께 심한 서리가 내렸다. 헤이즐넛을 생산하는 개암나무에 꽃이 피지 못했다. 2014년 헤이즐넛 생산량이 예상치보다 무려 45%나 감소할 것으로 추정되었다. 그러자 헤이즐넛의 가격이 2014년 2월 톤당 6500달러에서 8월에는 10,500달러까지 치솟았다. 이에 헤이즐넛을 쓰는 초콜렛 가격 등이 영향을 받고 있다.
서리는 농작물에만 피해를 주는 것은 아니다. 서리가 내리면 인도나 차도는 미끄러짐 현상이 나타나면서 안전사고가 발생한다. 지대가 높은 산악 지역의 경우 서리로 인해 도로가 예상외로 미끄럽다. 차량의 경우 앞·뒷면 유리, 백미러 등에 서리가 내린다. 서리는 시야를 좁게 만들어 주행 중에 중앙선을 침범하거나 후진하다가 물체를 발견하지 못하게 만든다.[3]
서리 피해 예방
서리 피해를 줄이는 방법으로는 기상통계를 활용하는 방법이 있다. 농작물 재배지역의 첫서리·늦서리의 시기를 파악하여 작물과 품종을 선택한다. 또한 재배시기를 조절하여 서리피해를 줄인다. 농작물에서 서리피해를 줄이는 직접적인 방법에는 현재 3가지가 주로 사용된다. 첫 번째가 연소법(燃燒法)이다. 기름이나 왕겨를 태워 과수원내의 기온을 높여주는 방법이다. 키아누 리브스가 주연한 영화 (구름 속의 산책)을 보면 포도원에서 새벽에 서리가 내리자 불을 피워 기온을 높이는 방법을 사용한다. 비용이 많이 든다는 단점이 있다. 두 번째가 살수법(撒水法)이다. 스프링클러를 이용한 살수(撒水) 방법은 물이 얼음으로 될 때 방출되는 잠열(潛熱)을 이용하는 것이다. 미국 캘리포니아 아몬드 농장에서 가장 많이 활용하는 방법이다. 꽤 낮은 저온에서도 효과가 높은 방법이지만 많은 물이 필요하다는 단점이 있다. 마지막이 바람에 의한 송풍법(送風法)이다. 전신주나 파이프 위에 대형선풍기를 달아 바람을 일으키는 방법이다. 바람으로 공기를 혼합시켜 복사냉각으로 서리가 생기는 것을 막는 방법이다. 대한민국 배 밭에서 간혹 볼 수 있고 일본의 최고 녹차단지인 시즈오카의 녹차 밭에는 이 방법을 가장 많이 이용한다.
만일 서리가 내려 피해를 입었다면 측화(側花)를 선택하여 인공수분을 실시한다. 또 수관 상부의 꽃들은 피해가 비교적 적기에 정성으로 수분작업을 해준다. 잎에 피해가 심할 경우에는 착과량을 줄여준다. 낙화 후 요소를 엽면 살포해 주어 잎의 회복을 도와준다. 겨울 차량에 서리가 끼었을 때는 반드시 제거한 후 운전하도록 한다. 고지대의 도로는 서리결빙으로 매우 미끄럽다는 것을 염두에 두고 방어운전을 해야 한다.[3]
동영상
각주
참고자료
같이 보기
