5월의 작은 선인장

이 글은 총 5편의 글 중 두 번째 글입니다. ( 첫 번째 글 : 첫 번째 꿈 - 수무지개 )

3. 암무지개
무지개가 동시에 두 개가 뜬 멋진 모습을 보신 적이 있으신가요? 보신 적이 있으시다면 운이 좋으시군요. ^^ 저도 본 적은 있는데, 두 번째 것이 밝고 예쁘게 뜨는 것을 본 적은 없습니다. 거의 있는 듯 없는 듯 그렇게 뜨더군요.
이렇게 무지개가 동시에 두 개가 뜰 때 두 번째로 뜨는 무지개를 암무지개 또는 2차 무지개라고 부릅니다. 암무지개는 수무지개를 둘러싸듯이 밖에 위치하죠. ^^

① 암무지개의 생성원리
암무지개가 생기는 원리는 수무지개가 생기는 원리와 완전히 똑같습니다. 다만 오른쪽의 그림에서처럼 빛이 물방울 속에서 두 번 반사되는 것만 다를 뿐이죠. 빛이 두 번 반사되서 그만큼 더 어둡습니다. 수무지개를 설명할 때 말씀드리지는 않았지만, 물방울 내부에서의 반사는 빛의 일부만 반사하는 부분반사여서 모든 빛을 반사하지 않기 때문에 많이 반사될수록 어두워집니다.

두 번 반사한 빛은 그림에서처럼 약 50˚ 꺾입니다. 사실은 50˚ 꺾이는 것이 아니라 반 바퀴 돌고 50˚ 더 꺾이는 것이죠. 그림에서 보면 이해가 가시죠? 하지만 우리 눈은 빛이 오는 것만 알 수 있고, 그 빛이 어떤 빛인지는 알 수 없으므로 각도에 따라서 수무지개 밖에 좀 어두운 암무지개가 보이게 되는 것뿐입니다.

② 암무지개의 색깔
암무지개의 무지개각은 빨간 빛은 약 50.4˚이고, 보라색 빛은 약 53.5˚입니다. 수무지개에서는 빨간 빛이 더 컸었는데, 암무지개에서는 보라색 빛이 더 커진 것을 발견할 수 있습니다. 그래서 우리에게 보일 때는 암무지개와 수무지개의 색깔 순서가 반대가 됩니다. "빨주노초파남보"가 아니라 "보남파초노주빨" 순서가 되죠. ^^


4. 흰무지개
무지개는 태양뿐만 아니라 달에 의해서도 나타날 수 있습니다. 빛은 발생원과 상관없이 똑같이 움직이는 것이므로 달빛에서도 무지개가 생기는 것입니다. 그러나 달에서 오는 빛은 모든 빛이 골고루 섞인 빛이 아니고, 또한 매우 어둡기 때문에 색이 무지개처럼 곱게 나타나지 않고 희뿌옇게 보입니다. 그래서 우리는 달에 의해서 나타난 무지개를 흰무지개라고 부릅니다. 그냥 있다는 정도밖에 알 수 없거든요. ^^


흰무지개는 무지개가 나타나는 조건이라면 어디든지 나타날 수 있습니다. 쌍무지개처럼 나타날 수도 있고요.... 아마 운이 좋으시다면 여러분들도 흰무지개를 관찰할 수 있을 겁니다. (똑딱이 카메라로는 너무 어두워서 찍히지 않습니다. 인터넷에서조차 흰무지개 사진을 찾기는 힘들었습니다.)

5. 햇무리, 달무리 - 나비의 춤
하늘로 올라간 여자가 사랑하는 님을 추억하며 나비로 변해 달 주위를 돌면서 춤을 춘다는 우리나라의 전설이 있습니다. 그래서 우리 조상들은 달 주변을 둘러싼 밝은 띠를 보며 달 주변에 무리지어 있다고 하여 달무리라고 부릅니다. 낮에 태양 주변에 나타나는 현상은 햇무리라고 부르죠. ^^

햇무리 설명도

햇무리나 달무리는 보통 겨울에 많이 생깁니다. 여름에는?? 글쎄요.... 생기긴 하는데 잘 안 생기더군요. 비교적 많이 관찰되는 현상이니 가끔 하늘을 올려다보고 관찰해 보면 쉽게 찾게 될 겁니다.

햇무리나 달무리는 공기중에서 얼음결정이 성장할 때 육각기둥 형태로 성장하기 때문에 발생하는 광학현상입니다. 오른쪽 그림에서처럼 육각기둥 형태로 얼어있는 구름 속의 얼음덩어리에 빛이 들어가서 꺾이는 현상입니다. 과거에 햇무리나 달무리에 대해서 공부하셨던 분들은 이 그림을 보고서 의아하게 생각하실지 모르겠습니다. 분명 좀 다르죠? 기존에 잘 알려진 그림을 이용해서 계산해 봤더니 굴절각이 22˚로 형성될 수도 없고, 또 대부분 내부에서 전반사가 일어나기 때문에 햇무리나 달무리를 관찰하는 것은 불가능하더군요. 그래서 제가 여러 가지 경우를 계산해 본 결과 오른쪽처럼 굴절해야 햇무리와 달무리가 형성되더라구요.

햇무리각과 입사각의 관계

더군다나 햇무리각을 계산해본 결과를 따져보면 왜 달무리나 햇무리가 쉽게 형성되는지 알게 됩니다. (그래프는 클릭하여 크게 보시기 바랍니다.)

대부분의 입사각에 대해서 햇무리각은 22~24˚에서 거의 형성됩니다. 그리고 이 각도를 벗어나게 되면 다른 면이 다시 22~24˚의 햇무리각을 형성시키므로 빙정이 하늘에 떠 있을 경우 거의 항상 햇무리나 달무리를 형성시킵니다.

여름에는 권층운이 아니면 하늘에 떠 있는 빙정이 잘 생기지 않으므로 권층운이 없을 때는 햇무리나 달무리도 잘 생기지 않습니다. 그래서 대부분 햇무리나 달무리가 생길 경우 비가 올 징조로 여겨지곤 합니다. 하지만 겨울에는 우리나라에서는 권층운이 거의 생기지 않고 대신 고층운에 생깁니다. 고층운은 대류권의 가장 높은 부분에서 생기는 구름으로 일반적으로 맨눈으로는 구름을 보기가 힘듭니다. 그리고 고층운은 비나 눈을 내리지도 않습니다. 그래서 겨울에는 햇무리나 달무리가 생긴다고 하더라도 일기와는 상관없는 경우가 많습니다.

NIKON CORPORATION | NIKON D200 | Aperture priority | 1/640sec | F10 | +1.33EV | 12mm

출처 : slrclub earthpjs(달탱이)님의 '백두산에 나타난 햇무리'

또한 얼음도 빛깔에 따라서 굴절률이 변하므로 무지개처럼 빛이 분리됩니다. 위의 달탱이님 사진을 보면 붉은 빛이 안쪽으로, 보라색이 밖으로 분리된 것을 확인할 수 있죠. 그러나 햇무리나 달무리의 경우 충분히 밝지 않아서 빛의 분리를 알아볼 수 없는 경우가 많습니다. (또 전문서적에 실린 햇무리나 달무리 사진들은 사실 햇무리나 달무리 사진이 아닌 경우가 매우 많습니다.)

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