비행기 뒤에 하얀 줄 왜 생겨요? 비행운 원리 쉽게 설명해드릴게요

 

맑은 날 하늘을 올려다보면 비행기가 지나간 자리에 하얀 줄이 길게 남아 있는 걸 본 적 있으시죠?

어릴 때는 "비행기가 구름을 만드나?" 싶기도 하고, "저게 배기가스 아니야?" 하는 생각도 들었어요.

오늘은 비행기 뒤에 생기는 저 하얀 줄, '비행운'이 왜 생기는 건지 쉽게 설명해드릴게요.

비행운이 뭐예요?

비행운(飛行雲)은 영어로 'Contrail'이라고 해요. Condensation Trail의 줄임말로, '응결 자국'이라는 뜻이에요.

비행기가 하늘을 날 때 비행기 뒤쪽으로 길게 생기는 하얀 선 모양의 구름이에요. 실제로 구름과 같은 성분이에요. 작은 물방울과 얼음 결정으로 이루어져 있거든요.

그러니까 비행운은 매연이 아니에요. 자동차 배기가스처럼 보이지만, 사실은 진짜 구름이에요.

비행운이 생기는 원리: 엔진 편

비행운이 생기는 가장 큰 이유는 비행기 엔진 때문이에요.

비행기 엔진에서는 약 600~700℃나 되는 아주 뜨거운 배기가스가 나와요. 그런데 비행기가 날아다니는 고도 8,000m 이상의 상공은 영하 40~50℃로 엄청 추워요.

이렇게 뜨거운 배기가스가 차가운 공기를 만나면 어떻게 될까요?

배기가스 속에는 수증기가 포함돼 있어요. 이 수증기가 갑자기 차가운 공기를 만나면 물방울로 응결돼요. 그리고 그 물방울이 바로 얼어버려요. 이렇게 만들어진 얼음 알갱이들이 모여서 구름이 되는 거예요.

쉽게 비유하면, 추운 겨울날 입에서 "하~" 하고 입김을 불면 하얀 김이 나오잖아요. 비행운도 비슷한 원리예요. 뜨거운 기체가 차가운 공기를 만나 수증기가 응결되는 거죠.

또 하나 중요한 건, 배기가스 속 미세한 입자들이 '응결핵' 역할을 한다는 거예요. 수증기가 물방울로 변하려면 달라붙을 수 있는 작은 알갱이가 필요한데, 배기가스 속 입자들이 그 역할을 해요.

비행운이 생기는 원리: 날개 편

비행운은 엔진에서만 생기는 게 아니에요. 날개에서도 생길 수 있어요.

비행기 날개를 자세히 보면 위쪽이 볼록하게 굴곡져 있어요. 비행기가 날 때 날개 위쪽과 아래쪽으로 공기가 갈라져서 지나가는데, 위쪽 공기가 더 빨리 흘러요.

공기가 빨리 흐르면 기압이 낮아져요. 이게 '베르누이 원리'예요. 날개 위쪽 기압이 낮아지면서 양력이 생겨 비행기가 뜨는 거죠.

그런데 날개 끝부분에서 위쪽과 아래쪽 공기가 다시 만나면서 소용돌이가 생겨요. 이때 기압과 기온이 급격히 떨어지면서 공기 중 수증기가 응결돼요. 그래서 날개 끝 뒤쪽으로 비행운이 생기기도 해요.

다만 날개에서 생기는 비행운은 금방 사라져요. 엔진에서 생기는 비행운처럼 오래 남아 있지 않아요.

왜 어떤 비행기는 비행운이 없어요?

비행기가 지나간다고 항상 비행운이 생기는 건 아니에요. 몇 가지 조건이 맞아야 해요.

고도가 높아야 해요

비행운은 보통 고도 8,000m (약 26,000피트) 이상에서 생겨요. 이 정도 높이가 돼야 기온이 영하 38~40℃ 이하로 충분히 낮거든요.

이착륙하는 비행기나 낮게 나는 비행기에서는 비행운이 안 생기는 이유가 이거예요. 고도가 낮으면 기온이 그리 낮지 않아서 수증기가 얼지 않아요.

대기 조건이 맞아야 해요

비행운이 잘 생기려면 상공의 공기에 수증기가 충분해야 해요. 습도가 높을수록 비행운이 잘 생겨요.

반대로 공기가 건조하면 배기가스 속 수증기만으로는 구름이 잘 안 만들어져요. 설령 만들어져도 금방 증발해버려요.

속도도 영향을 줘요

비행운은 보통 시속 300km 이상으로 비행할 때 잘 생겨요.

비행운이 금방 사라지기도 하고, 오래 남기도 하는 이유

어떤 날은 비행운이 금방 사라지고, 어떤 날은 하늘에 오래 남아 있잖아요. 왜 그럴까요?

습도가 낮으면 금방 사라져요

비행운이 있는 고도의 공기가 건조하면, 얼음 알갱이가 쉽게 증발(승화)해버려요. 그래서 비행운이 생겼다가 금방 사라지는 거예요.

습도가 높으면 오래 남아요

반대로 그 고도의 습도가 높으면 비행운이 오래 유지돼요. 심하면 몇 시간 동안 남아 있기도 해요.

오래 남은 비행운은 점점 퍼지면서 새털구름(권운)처럼 보이기도 해요. 자연 구름과 섞여서 하늘 전체를 희뿌옇게 만들기도 하고요.

바람도 영향을 줘요

강한 바람이 불면 비행운이 흩어져서 빨리 사라져요. 바람이 약하고 습도가 높으면 오래 유지되고요.

엔진이 여러 개면 비행운도 여러 줄?

맞아요. 비행기에 엔진이 몇 개냐에 따라 비행운 줄 수가 달라져요.

엔진이 2개인 비행기(보잉 737, 에어버스 A320 등)는 비행운이 2줄로 생겨요. 엔진이 4개인 비행기(보잉 747, 에어버스 A380 등)는 비행운이 4줄로 생기고요.

그러니까 멀리 날아가는 비행기의 비행운 줄 수를 보면 엔진이 몇 개인지 짐작할 수 있어요.

에어쇼의 연기는 비행운이 아니에요

가끔 에어쇼에서 비행기가 알록달록한 연기를 내뿜으면서 묘기를 부리잖아요. 빨강, 파랑, 노랑 색깔 연기가 하늘에 그림을 그리는 것처럼요.

저건 비행운이 아니에요. 연막탄의 일종이에요. 비행기에 연막 장치를 달아서 인공적으로 연기를 뿜어내는 거예요.

자연적으로 생기는 비행운은 항상 흰색이에요. 얼음 알갱이니까요.

비행운이 환경에 미치는 영향

비행운이 단순한 구름이라고 해서 아무 영향이 없는 건 아니에요.

비행운은 지구 온난화에 일정 부분 영향을 줘요. 어떻게냐면, 비행운이 하늘에 오래 남아 있으면 지구에서 방출되는 열이 우주로 빠져나가는 걸 막거든요.

특히 비행운이 자연 구름과 섞여서 '비행 권운'을 형성하면 18시간까지 유지될 수 있어요. 이렇게 되면 마치 이불을 덮은 것처럼 지구의 열을 가두는 효과가 생겨요.

연구에 따르면, 항공기에 의한 이 효과가 항공 산업의 이산화탄소 배출만큼 지구 온난화에 영향을 미칠 수 있다고 해요.

그래서 최근에는 비행운을 줄이기 위한 연구도 진행되고 있어요. 항공기의 운항 고도를 조금 높이거나 낮추면 비행운 생성을 줄일 수 있다는 연구 결과도 있어요.

켐트레일 음모론?

인터넷에서 '켐트레일(Chemtrail)'이라는 말을 들어보셨을 수도 있어요. 비행운처럼 보이는 게 사실은 정부가 뿌리는 화학물질이라는 음모론이에요.

결론부터 말하면, 근거 없는 낭설이에요.

비행운은 과학적으로 명확히 설명되는 자연 현상이에요. 뜨거운 배기가스가 차가운 공기를 만나 수증기가 얼면서 생기는 구름이에요. 자동차 배기가스와는 성분이 다르고, 화학물질을 살포하는 것도 아니에요.

비행운이 오래 남거나 퍼지는 것도 습도와 기온 조건에 따른 자연스러운 현상이에요.

비행운으로 날씨를 예측할 수 있다?

어느 정도는 맞아요.

비행운이 금방 사라지면 상공이 건조하다는 뜻이에요. 맑은 날씨가 계속될 가능성이 높아요.

반대로 비행운이 오래 남아 있고 점점 퍼지면 상공의 습도가 높다는 뜻이에요. 날씨가 흐려지거나 비가 올 가능성이 있어요.

물론 이건 아주 대략적인 참고일 뿐이에요. 정확한 날씨 예보는 기상청을 확인하세요.

정리하면요

비행기 뒤에 생기는 하얀 줄은 '비행운'이에요. 매연이 아니라 진짜 구름이에요.

비행운이 생기는 원리는 간단해요.

비행기 엔진에서 나오는 뜨거운 배기가스(약 600℃)가 상공의 차가운 공기(영하 40~50℃)를 만나요. 배기가스 속 수증기가 물방울로 응결됐다가 바로 얼어버려요. 이 얼음 알갱이들이 모여서 구름이 되는 거예요.

비행운은 고도 8,000m 이상, 기온 영하 38℃ 이하에서 잘 생겨요. 그래서 이착륙하는 비행기에서는 비행운이 안 보이는 거예요.

다음에 맑은 날 하늘에서 비행운을 보시면, "아, 저 위가 정말 춥구나" 하고 생각해보세요.