청소년을 위한 교양 지구과학: 구름 형성

루미너리북스 교육출판 에디팅 팀 지음

루미너리북스 2025년 09월 09일 출간

작품소개

책소개

하늘에 떠다니는 구름이 어떻게 만들어지고 왜 그 모양이 다른지 궁금했던 적이 있을 것이다. 이 책은 대학교에서 배우는 지구과학 중 구름 형성에 관한 모든 과정을 중학생도 이해할 수 있도록 풀어낸 전문 교양서이다. 대기의 층구조부터 물의 상변화와 잠열, 수증기압과 포화 개념까지 구름이 생성되는 기본 원리를 차근차근 설명한다. 공기덩어리가 상승하며 냉각되는 단열과정과 대기 안정도, 상승운동의 메커니즘을 통해 왜 특정 지역에 구름이 형성되는지 알 수 있다. 응결핵과 빙정핵의 역할, 구름방울이 빗방울로 성장하는 복잡한 미세물리 과정까지 구름 형성의 전체 그림을 체계적으로 제시한다.

1803년 루크 하워드가 제안한 구름 분류법부터 현재까지 사용되는 10개 주요 구름형의 특성을 상세히 다룬다. 층상으로 넓게 퍼진 층운형 구름과 수직으로 발달하는 적운형 구름, 고고도의 얇은 권운형 구름이 각각 어떤 조건에서 형성되고 어떤 날씨를 가져오는지 설명한다. 1752년 벤자민 프랭클린의 연 실험부터 1946년 베르제론의 빙정과정 이론까지 구름 연구의 역사적 발전 과정도 함께 소개한다. 산맥 주변의 렌즈구름, 극지방의 진주운과 야광운, 화산 폭발로 인한 특수한 구름 현상까지 다양한 구름의 세계를 탐험할 수 있다. 전선을 따라 형성되는 구름 시스템과 지형이 구름 발달에 미치는 영향도 구체적인 사례와 함께 설명한다.

현대 기술을 통한 구름 관측과 예측 방법도 중요하게 다룬다. 1930년대 라디오존데 개발부터 1960년 최초 기상위성 발사까지 관측 기술의 발전 과정을 살펴보고, 레이더와 위성을 활용한 구름 분석 방법을 소개한다. 수치예보모델에서 구름 과정을 어떻게 계산하고 예측하는지, 머신러닝과 인공지능이 어떻게 구름 분석에 활용되는지도 알 수 있다. 지구온난화와 함께 변화하는 구름의 특성과 기후 시스템에서 구름이 담당하는 역할을 통해 기후변화 문제의 복잡성을 이해할 수 있다. 1946년 최초 구름씨뿌리기 실험부터 현재의 인공강우 기술까지 인간이 구름을 조절하려는 시도와 그 한계도 함께 다룬다.

일상생활에서 마주치는 기상 현상들이 모두 구름과 연결되어 있다는 사실을 깨달을 수 있다. 아침 안개가 왜 생기는지, 소나기는 왜 갑자기 내리는지, 비행기가 왜 특정 고도로 비행하는지 등 생활 속 궁금증들이 구름 과학을 통해 명쾌하게 해결된다. 기상예보의 정확도가 어떻게 향상되었고 앞으로 어떤 발전이 기대되는지도 알 수 있다. 26개 챕터에 걸쳐 체계적으로 정리된 내용을 통해 구름에 대한 과학적 사고력을 기를 수 있으며, 대기과학 분야로의 진로 탐색에도 도움이 된다. 복잡해 보이는 대학 수준의 지구과학 지식이 실제로는 우리 주변에서 매일 일어나는 자연 현상과 얼마나 밀접하게 연결되어 있는지 새롭게 발견하게 될 것이다.

목차

1. 대기의 층구조와 특성
2. 물의 상변화와 잠열
3. 수증기압과 포화의 개념
4. 상대습도와 이슬점
5. 단열과정의 기본원리
6. 대기안정도와 불안정도
7. 대류와 상승운동
8. 응결핵과 빙정핵
9. 구름의 형태별 분류
10. 층운형 구름의 특성
11. 적운형 구름의 발달
12. 권운형 구름과 빙정
13. 특수한 구름 현상들
14. 강수과정의 물리학
15. 구름방울 미세물리
16. 빙정과정과 베르제론 효과
17. 충돌병합과정의 역학
18. 대기역학과 구름 형성
19. 전선과 구름 시스템
20. 지형이 구름에 미치는 영향
21. 복사와 구름의 상호작용
22. 기후변화와 구름 반응
23. 인공강우와 구름 씨뿌리기
24. 구름 관측 기술과 장비
25. 위성을 통한 구름 분석
26. 구름 예측과 수치모델

작가정보

저자(글) 루미너리북스 교육출판 에디팅 팀

루미너리북스 교육 출판 에디팅 팀은 전문 교육 콘텐츠 기획자와 편집자들로 구성되어, 학생들의 눈높이에 맞춘 양질의 교육 도서를 제작하는 데 전념하고 있다. 각 분야별 전문가들과의 긴밀한 협업을 통해 정확하고 이해하기 쉬운 교육 콘텐츠를 개발하며, 특히 고등학생을 위한 대학 과목 선행학습 시리즈와 같은 혁신적인 교육 도서를 기획하고 있다.