대기 중의 질소나 산소는 주로 자외선을 산란시키는데 검은 우주를 배경으로 보라, 파랑, 노랑 등의 빛이 순서대로 산란을 한다. 하늘이 파란색으로 보이는 것 또한 이 때문이다. 하늘과 달리 구름은 하얗게 보인다.
이는 구름 내부에 들어있는 물방울들의 크기가 공기분자 보다 크고, 모양도 다양해 파란색은 물론 녹색, 노란색, 붉은색 모두를 골고루 산란시키는 탓이다. 이처럼 다양한 색의 빛 산란이 일어나면 모든 색깔이 합쳐져 흰색을 띄게 된다.
그런데 모든 구름 중 유독 먹구름만 검은색을 갖고 있다. 왜일까. 금방이라도 비를 쏟아낼 것 같은 이 먹구름은 물 분자의 크기가 너무 크기 때문이다. 이로 인해 빛을 산란하기보다는 흡수를 해버려 마치 깊은 바다 속을 보듯 검게 보인다.
다시 말해 물방울의 크기가 크고 두꺼울수록 우리 눈에는 검은색에 가깝게 보이며 그 반대의 경우에는 흰색을 갖게 된다. 뜨거운 음식, 스팀다리미 등 우리 주변에서 흔히 접할 수 있는 거의 모든 수증기가 흰색인 것이나 자동차 배기가스가 때로는 흰색, 때로는 검은색이 되는 이유도 이와 마찬가지로 생각하면 된다.
참고로 스모그가 발생한 도심의 수평선 근처에서 하늘을 볼 때 보라색, 혹은 검붉은 색이 되는 것은 대기성분 중 질소산화물(NOx), 황산화물(SOx) 등 오염물질의 분자가 크기 때문이다.
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