강수

비·이슬비·눈·싸락눈·우박·빙정 등이 포함된다.

강수입자와 구름입자의 가장 근본적인 차이는 크기에 있으며, 빗방울은 보통 구름입자의 약 100만 배에 해당하는 질량을 가지고 있다. 강수입자들은 크기가 크므로 상당한 낙하속도를 갖게 되어 구름에서 낙하하여 지면에 이르는 동안 소멸되지 않는다.

구름입자만을 함유하는 구름은 근본적으로 서로 다른 두 단계를 거쳐 구름입자와 강수입자의 혼합물을 함유하는 구름으로 변해간다. 첫번째 단계에서는 수증기에서 직접 초기 강수입자가 형성되고, 다음 단계에서는 이들 초기 강수입자가 구름입자들과 충돌하여 서로 결합함으로써 점차 성장하게 된다. 이때 초기 강수입자들은 빙정 또는 수적(水滴)의 형태이다.

약 －40℃ 이하의 온도에서는 구름입자가 즉시 얼어, 빙정에 의한 강수입자의 발달이 일어난다. 구름입자는 흔히 어는점 이하에서도 얼지 않고 액체상태로 유지되는 경향이 있는데, 이를 과냉각현상이라 한다. 빙정은 과냉각된 구름입자 내에서 승화핵(昇華核) 또는 빙정핵으로 알려진 대기중의 먼지입자를 중심으로 수증기의 승화를 통해 형성된다. 보통 구름에서 빙정은 대개 약 －15℃ 이하에서 형성되지만, 정확한 빙정의 형성온도는 대개 빙정핵의 물리적·화학적 성질에 의해 결정된다.

과냉각된 구름 내에서 일단 형성된 빙정은 온도가 어는점 이하로 유지되는 한 주변의 수적을 끌어들여 계속해서 커지며, 그 빠르기는 주로 온도와 주변 공기의 포화도에 따라 결정된다. 빠르게 솟아오르는 거대한 적운과 같이 빙정이 성장하기에 좋은 조건하에서는 빙정이 형성되기 시작한 후 3~5분 내에 약 0.13㎜까지 커지기도 한다. 빙정이 이만큼 커지게 되면 승화에 의한 성장속도가 감소하게 되며, 이후의 성장은 구름입자와의 충돌·병합에 의해 일어나게 된다.

수적도 역시 초기 강수입자로 중요한 역할을 담당한다. 대기는 용해되기 쉬운 많은 양의 화합물 입자를 포함하고 있으며, 가장 흔한 예로, 해수로부터 유입된 염화나트륨(NaCl)과 대기중의 기체반응을 통해 형성된 황산염 화합물을 들 수 있다. 이러한 입자는 응결핵이라 불리는데, 습기를 흡수하는 성질을 가지고 있고 상대습도가 80% 이상인 경우에는 용해입자로 존재한다. 응결핵은 열대지방의 해상 대기중에 많이 존재한다. 이런 대기중에서 형성된 구름에서는 빙정이 형성될만한 고도에 구름이 도달하기도 전에 많은 수적이 형성되기도 한다.

초기 강수입자가 빙정이냐, 응결핵에 의해 형성된 수적이냐에 상관없이 강수입자 성장의 대부분은 입자간의 충돌과 병합에 의해 일어난다. 초기 강수입자의 크기는 크므로 구름입자보다 빨리 낙하하며, 낙하 도중 낙하진로에 있는 구름입자와 충돌한다. 충돌·병합에 의한 강수입자의 성장속도는 강수입자 또는 그 강수입자와 실제로 충돌하는 구름입자의 상대적 크기, 충돌 후 실제로 강수입자와 병합되는 비율에 의해 결정된다.