하늘에서 내리는 돌, 우박은 어떻게 만들어질까?

― 여름 하늘 속 얼음 탄생의 비밀

여름 한낮, 갑자기 먹구름이 몰려오고, 이어 하늘에서 작은 얼음 덩어리가 쏟아지는 장면을 본 적이 있을 것입니다.
이 얼음 알갱이, 즉 우박은 때로는 골프공만큼 커져 자동차 지붕을 찌그러뜨리거나 농작물을 망가뜨리기도 합니다.

그렇다면 우박은 어떻게 만들어질까요?
단순히 ‘비가 얼어 떨어지는 것’이라고 생각하기 쉽지만, 실제 형성 과정은 훨씬 복잡하고 흥미롭습니다.

1. 우박이 만들어지는 기본 조건

우박은 대류가 강하게 일어나는 구름, 특히 적란운 속에서 만들어집니다.
적란운은 여름철 강한 일사와 지표 가열로 상승 기류가 극대화될 때 발달하는데, 내부 높이가 10km 이상에 이를 수 있습니다.

우박이 생기기 위해서는 구름 속 상층의 온도가 영하로 떨어지고, 강한 상승 기류가 얼음 알갱이를 떠받칠 수 있을 만큼 강해야 합니다.
이러한 조건이 갖춰져야만 얼음 알갱이가 구름 속에서 여러 번 성장할 수 있습니다.

우박의 시작은 ‘얼음 씨앗’에서 출발합니다.
구름 속에서 물방울이 매우 차가운 상태(빙점 이하)로 존재하다가, 먼지나 꽃가루 같은 응결핵에 달라붙어 얼음으로 변하는 순간이 그 출발점입니다.

이 작은 얼음 알갱이는 상승 기류에 의해 구름 위쪽으로 계속 운반되며, 주변의 과냉각 물방울과 부딪혀 크기가 점점 커집니다.
과냉각 물방울이 얼음 표면에 닿는 순간 급속히 얼어붙으며 우박은 층층이 성장합니다.

우박이 커지기 위해서는 상승과 하강을 여러 번 반복해야 합니다.
강한 상승 기류가 우박을 계속 위로 밀어 올리고, 무게가 늘어나면 중력에 의해 아래로 떨어집니다.

그러나 중간쯤 내려오다가 다시 상승 기류를 만나 위로 올라가면, 새로운 과냉각 물방울을 흡수해 또 한 겹의 얼음층을 두르게 됩니다.
이 과정을 반복하면 나이테처럼 여러 층의 얼음이 쌓여 두껍고 단단한 우박이 완성됩니다.

우박의 크기는 상승 기류의 속도와 과냉각 물방울의 양에 따라 결정됩니다.
상승 기류가 시속 100km 이상으로 강하면, 우박은 무게가 무겁더라도 구름 속에서 오래 머물 수 있습니다.

또한 구름 속 과냉각 물방울이 풍부하면 우박이 빠르게 성장할 수 있습니다.
반대로 상승 기류가 약하거나 수분이 부족하면, 우박은 작아지거나 지상에 닿기 전에 녹아버립니다.

우박이 지상으로 떨어질 때, 아랫부분이 영상의 기온이라면 일부 표면이 녹을 수 있습니다.
하지만 내부는 여전히 단단한 얼음 덩어리이기 때문에 충격력이 큽니다.

우박은 종종 강한 뇌우, 번개, 돌풍과 함께 발생하므로 단순히 얼음이 떨어지는 현상을 넘어 심각한 재해로 이어질 수 있습니다.
특히 직경 2cm 이상이면 농작물 피해가, 5cm 이상이면 차량·건물 피해가 발생할 수 있습니다.

우박은 주로 늦봄에서 여름 초기에 많이 발생하지만, 특정 지역에서는 겨울에도 나타날 수 있습니다.
우리나라에서는 내륙 산간지역과 여름철 대기 불안정이 심한 날에 집중적으로 관측됩니다.

세계적으로는 미국 중부, 중국 북부, 인도 북서부 등 대륙 내부 평야지대에서 강한 우박이 자주 보고됩니다.
이 지역들은 강한 대류와 불안정한 대기 조건이 자주 형성되기 때문입니다.

우박은 농작물과 시설물, 심지어 인명 피해까지 초래할 수 있습니다.
농업에서는 우박 피해를 줄이기 위해 방우망 설치, 조기 수확, 기상 레이더 활용 예보 시스템 등을 사용합니다.

개인 차원에서는 우박 예보가 있을 경우 차량을 실내 주차장으로 옮기고, 외출을 자제하며, 실내 창문 근처에 서 있지 않는 것이 안전합니다.
특히 강풍을 동반한 우박은 유리 파손 위험이 크므로 주의해야 합니다.

기상청은 기상레이더와 위성, 지상 관측망을 통해 우박 가능성을 사전에 파악합니다.
적란운의 발달 정도, 구름 꼭대기 온도, 강한 반사 신호 등을 분석해 우박 예보를 발령합니다.

최근에는 인공지능 분석 모델이 도입되어, 과거 우박 사례와 실시간 대기 데이터를 비교해 발생 확률을 예측하고 있습니다.
이 덕분에 우박 경보의 정확도가 향상되고 있으며, 피해 예방에 기여하고 있습니다.

기후 변화로 대기 불안정이 심해지면서, 일부 지역에서는 우박 발생 빈도와 강도가 증가하고 있다는 연구 결과가 있습니다.
특히 온난화로 인한 대기 에너지 증가가 강한 대류를 촉진해, 대형 우박 발생 가능성을 높입니다.

반면, 일부 지역에서는 대기 조건 변화로 우박이 줄어들 수 있다는 관측도 있어, 전 세계적으로 일률적인 변화 양상을 보이지는 않습니다.
앞으로 장기적인 기후 데이터 분석이 필요한 이유입니다.

우박은 단순히 얼어붙은 비가 아니라, 구름 속에서 수차례 상승과 하강을 반복하며 만들어진 얼음 덩어리입니다.
이 과정에는 강한 상승 기류, 풍부한 과냉각 물방울, 대기 불안정이라는 세 가지 조건이 필수적입니다.

우박의 형성과정은 기상학적으로 매우 복잡하지만, 이를 이해하면 왜 특정 시기와 지역에서 집중적으로 발생하는지 알 수 있습니다.
우리가 하늘에서 떨어지는 이 ‘얼음의 탄생 과정’을 알면, 피해 예방에도 훨씬 유리해질 것입니다.