비행기 뒤에 생기는 흰 구름, 매연일까 진짜 구름일까?

 

맑은 하늘을 보다가 비행기가 그려놓은 하얀 선을 본 적 있으시죠? "저거 비행기 매연 아니야?"라고 생각하시는 분들 많을 거예요. 과연 저 흰 줄의 정체는 뭘까요? 오늘은 비행기가 만드는 신기한 구름, '비행운'에 대해 알아볼게요.

비행기 뒤 흰 줄, 매연이 아니에요!

정답은 '비행운'이에요! 비행운은 매연이 아니라 비행기가 지나간 자리를 따라 생긴 인공적인 구름이에요. 비행운도 구름이기 때문에 작은 물방울이나 얼음들로 이루어져 있어요.

항공기 엔진과 날개에서 만들어지는 구름은 연료를 연소시킨 후 나오는 가스와는 성분이 달라요. '비행운은 해로운 화학 물질'이라는 일각의 주장은 과학적으로 근거 없는 이야기예요.

비행운이 생기는 원리는?

비행운이 만들어지는 데는 두 가지 원리가 있어요.

첫째, 엔진에서 만들어지는 비행운

비행운이 주로 발생하는 곳은 항공기 엔진이에요. 엔진에서 나오는 뜨거운 배기가스(약 600℃ 내외)가 높은 상공의 차가운 공기(약 영하 40~50℃)와 만나면 물이 만들어져요. 이 물이 찬 공기에서 즉시 얼어버리면서 항공기 뒤쪽으로 긴 궤적의 비행운이 남게 됩니다.

배기가스에 포함된 수증기가 주위의 차가운 대기에 의해 갑자기 얼게 되고, 이렇게 생긴 얼음에 주위의 수증기가 모이면서 비행기를 따라가는 구름이 만들어져요.

둘째, 날개에서 만들어지는 비행운

항공기 날개에서도 비행운이 발생해요. 항공기는 양력(뜨는 힘)을 만들어내기 위해 날개 위·아래 공기의 속도가 달라지도록 설계되어 있어요. 앞쪽에서 갈라졌던 두 공기가 날개의 끝부분에서 다시 만나면서 부분적으로 기압과 기온이 내려가고, 이로 인해 수증기가 얼면서 비행운이 생성돼요.

왜 어떤 비행기는 구름이 안 생길까?

모든 비행기에서 비행운이 생기는 건 아니에요.

비행운은 주로 작은 물방울이 쉽게 증발하지 않고 얼어버릴 만큼의 높은 고도에서 발생해요. 보통 대기 온도가 영하 38도 이하, 약 8,000미터 이상의 고도에서 시속 300km 이상으로 비행할 때 주로 발생합니다.

이착륙하는 항공기에서는 엔진이 만드는 비행운이 관찰되지 않는 이유도 이 때문이에요. 낮은 고도에서는 온도가 충분히 낮지 않아서 얼음이 생기지 않거든요.

비행운 줄 수로 엔진 개수를 알 수 있다?

엔진이 2개인 비행기는 2줄, 4개의 엔진이 장착된 비행기는 4줄의 비행운을 만들어요. 그래서 비행운의 줄 개수를 보고 푸른 하늘을 가로질러 날아가는 비행기에 장착된 엔진의 개수를 알 수 있답니다.

비행운이 오래 남는 날 vs 금방 사라지는 날

비행운 내부의 공기가 낮은 상대 습도를 가지고 있다면 얼음 알갱이는 쉽게 증발해서 비행운은 사라져 버려요. 그러나 높은 상대 습도를 가지고 있더라도 강한 바람이 불면 쉽게 흩어질 수 있어요. 비행운 내부의 공기가 충분한 습도를 가지고 있고 가벼운 바람이 불 경우에 비행운은 오랜 시간 동안 유지됩니다.

비행운도 지구 온난화에 영향을 준다?

재미있는 사실 하나 더 알려드릴게요. 비행기 배기가스에서 나오는 그을음 주위로 수증기가 빠르게 응축되어 얼면서 새털구름을 형성해요. 이 고공 구름은 너무 얇아서 햇빛을 많이 반사하지는 않지만, 그 안에 있는 얼음 결정체는 열을 가두어 놓을 수 있어요.

인위적으로 생성된 권운은 지구에서 방출되는 열을 가두어 대기를 벗어나지 못하게 해요. 이전 연구에 따르면 항공기에 의한 복사강제력은 전체 항공 산업의 누적 이산화탄소 배출량만큼 지구 온난화에 영향을 미칠 수 있다고 합니다.

다음에 하늘을 올려다보다가 비행기가 그린 하얀 선을 보면 "저건 매연이 아니라 구름이구나!"라고 말해주세요. 작은 과학 지식 하나가 하늘을 보는 눈을 달라지게 해줄 거예요.