예화 가을하늘이 더 높고 푸른 이유

우리가 보는 햇빛은 여러 가지 색깔의 빛이 골고루 섞여 있어서 우리 눈은 백색으로 느끼게 된다. 그런데, 하늘을 바라보면 약간 푸르스름하게 보인 다. 비가 온 후 맑게 갠 하늘이나 가을 하늘은 유난히 더 푸르게 느껴진 다. 왜 그럴까? 태양으로부터 오는 백색광은 지구를 둘러싸고 있는 공기층에 닿아서 사방으로 되 튄다. 이를 산란이라고 하는데, 더 정확히 말하자면, 공기를 이 루는 산소, 질소, 수증기, 먼지 등과 같은 작은 알갱이 들이 빛을 받아 사방팔방으로 되 튀는 것이다. 그런데, 자외선 쪽 (즉, 파란쪽)의 빛이 더 잘 산란되고 적외선쪽 (즉, 붉은 쪽)의 빛은 잘 산란되지 않는 성질이 있다. 붉은 쪽의 빛이 잘 산란되지 않는다는 사실을 이용한 것이 바로 자동차의 뒷부분에 있는 브레이크 등이다. 날씨가 좋지 않을 때에도 붉은 색 계통의 빛은 산란이 잘 안되어 멀리까지 전달되므로, 뒤 따라 오는 자동차에게 앞차가 정지한다는 신호를 효과적으로 전달할 수 있는 것이다. (저녁놀이 붉게 보이는 이유도, 붉은 색의 빛이 잘 산란되지 않고 긴 공기층을 통 과하여 우리 눈에 전달되기 때문이다.) 그렇다면 보라색이 더 자외선 쪽에 가까우므로 하늘이 보랏빛으로 보여야 하지 않을까? 우리 눈은 보라 빛보다는 파란빛에 훨씬 더 민감하므로 하늘 은 푸르게 보이는 것이다. 이런 현상을 처음으로 설명한 사람이 레일리 (Rayleigh)이므로, 위와 같은 현상을 레일리산란이라 부른다. 그런데, 가을이 되면 공기가 건조해 져서 수증기나 작은 물방울들이 상대 적으로 적어진다. 따라서 산소, 질소 분자와 같은 매우 작은 알갱이들만 이 빛을 산란하므로 자외선 쪽에 더 가까운 빛 (파장이 더 짧은 빛)이 더 잘 산란되는 것이다. 그래서 가을 하늘이 여름 하늘보다 더 푸르게 보이 는 것이다. 이탈리아나 그리스처럼 대기가 건조한 지역은 하늘이 짙푸른 색이어서 예술가들에게 영감을 자극하여 그림이 발달했다는 설도 음미할 만하다. 요즘에는 대도시의 공기가 너무나 오염되어서 가을이 되어도 하 늘은 희뿌옇기만 하다. 참으로 안타까운 일이다.