엊그제 한 해가 시작된 것 같은데 어느덧 시간이 흘러 첫 눈이 내렸다.

겨울은 지나간 한 해를 정리하는 때이기도 하지만 학생들에게는 손꼽아 기다려온 겨울방학이 시작되는 시기이기도 하다.

이렇게 기다려온 겨울. 하지만 겨울에는 역시 펑펑 쏟아져 내리는 함박눈이 있어야 제격이다.

사람들은 겨울하면 ‘눈’을 가장 많이 떠올린다.

하늘에서 떨어지는 하얀 눈을 맞으면서 거리를 걷는다거나 무릎까지 쌓인 눈밭에서 뒹구는 영화의 한 장면, 스키를 타고 멋지게 눈 위로 미끄러져 내려오는 모습은 다른 계절에서 느끼지 못하는 경험이다.

그래서 눈을 볼 수 없는 중국 남부 도시나 싱가폴, 그리고 인도네시아에서 사는 부자들은 눈 구경하기 위해 한겨울 우리나라를 찾아와 스키를 타기도 한다.

◇ 그럼 눈이 만들어지는 과정을 알아보자.

눈이 만들어지는 현상을 설명하는 이론으로 ‘빙정설’이 있다.

이 이론에 따르면 눈은 가운데 핵(빙정핵)을 중심으로 형성된다. 낮은 온도에서도 얼지 않은 과냉각 상태의 물방울이 얼어 미세한 얼음 결정이 되고 이 결정에 수많은 수증기가 달라붙는다. 그러다보면 얼음 결정은 점점 커지고 결국 무거워져서 땅으로 떨어지게 된다는 것이다.

눈의 모양도 궁금하다. 눈은 어떤 모양으로 생겼을까?

눈은 보통 2mm 정도의 크기이기 때문에 돋보기를 사용하면 쉽게 관찰할 수 있다. 그 모양은 6각형으로 생겼다. 하지만 모든 눈의 모양이 똑같이 생긴 것은 아니다. 자세히 살펴보면 눈의 결정모습은 바늘모양(침상), 기둥모양(각주상), 판판한 모양(판상) 등 여러 가지가 있다.

눈의 결정이 6각형이라는 것은 아주 오랜 옛날부터 밝혀진 사실이다. 하지만 그 원인은 훨씬 더 뒤에야 밝혀졌다. 눈의 결정이 6각형인 이유는 보통 상태의 대기압에서 산소와 수소 원자가 결합한 물분자 6개가 고리를 형성하기 때문이다.

눈의 크기도 다 다르다. 다른 눈보다 훨씬 크기가 큰 함박눈이 있는가 하면 아주 작은 싸락눈도 있다.

◇ 그럼 우리가 좋아하는 함박눈은 언제 내릴까?

눈의 크기는 공기 중의 수증기의 양, 그리고 기온과 밀접한 관련이 있다.

보통 눈송이의 크기인 1cm 정도보다 훨씬 큰 함박눈의 경우 기온이 영하 5℃ 이상으로 비교적 높은 경우에 잘 만들어진다.

온도가 비교적 높은 경우에는 얼음 결정이 단단하지 않고 수분이 꽤 많이 있기 때문에 이 수분이 접착제 역할을 한다.

하지만 아주 추운 날에 내리는 눈은 함박눈처럼 크지도 않을 뿐더러 잘 내리지도 않는다. 날씨가 추워지면 결정이 단단해 눈결정이 잘 성장하지 못하게 된다. 때문에 설령 눈이 내린다고 해도 흩어지는 싸락눈이 만들어진다.

이유는 대기 중에 포함되는 수증기의 양이 급격하게 떨어지기 때문이다. 과학자들은 눈이 만들어지지 않는 온도가 영하 40℃ 이하라고 한다.

◇ 눈은 왜 하얀 색일까?

아주 깨끗해 보이는 눈이라고 할지라도 컵에 담아서 녹이면 더러운 물이 되기도 한다.

물론 공기가 아주 깨끗한 시골이라면 조금은 다르겠지만 아쉽게도 요즘 도시에서 볼 수 있는 눈은 사실 더러운 셈이다.

그렇지만 눈 그 자체는 아주 하얀색인데 그렇게 보이는 이유는 눈이 빛을 반사하기 때문이다. 즉 빛이 눈의 표면에서 빛을 어지럽게 반사시켜 하얗게 보이는 것이다. 투명한 유리를 가루로 내면 하얗게 보이는 현상과 같은 이치다.

◇ 눈은 인공적으로도 만들 수도 있다.

인공눈을 가장 쉽게 볼 수 있는 장소가 스키장이다. 스키장은 겨울에 눈이 내리지 않으면 손님을 받을 수 없다. 그래서 스키장에서는 제설기를 이용해 인공으로 눈을 만들어 슬로프에 눈을 뿌린다.

인공 눈을 만드는 원리는 제설기에서 물을 끓여서 수증기를 만들고 그 수증기를 밖으로 뿜어내 작은 구름을 만든다. 그 뒤에는 만들어진 구름에 드라이아이스를 뿌려준다. 그러면 드라이아이스는 응결핵 역할을 하고 다른 수증기들이 응결핵인 드라이아이스에 달라붙게 된다.

하지만 인공눈의 결정체는 자연설과 다르게 날카로운 면과 뾰족한 끝을 갖는 형태로 만들어지기 때문에 인공눈은 자연적인 눈에 비해 마찰력이 크다.

최근에는 겨울이 아니라도 계절에 관계없이 제설기로 눈을 만들어 각종 이벤트나 공연에 활용하기도 한다.