할렛-모솝 과정 (Hallett-Mossop process)
한 줄 정의: 라이밍 과정에서 얼음 파편이 튀어나와 빙정 수가 폭발적으로 늘어나는 기작입니다.
쉽게 풀면
구름 속 얼음 알갱이에 과냉각 물방울이 얼어붙을 때, 얼어가는 껍질이 깨지면서 아주 작은 얼음 조각이 튀어나옵니다. 이 조각들이 새로운 빙정이 되어 다시 자라기 때문에, 원래 있던 빙정핵 수보다 훨씬 많은 얼음이 순식간에 만들어집니다. 이 이차 생성 기작을 발견자의 이름을 따 할렛-모솝 과정이라고 합니다.
왜 중요한가
관측된 빙정 개수가 빙정핵 개수보다 1,000배 이상 많은 경우가 흔한데, 이 불일치를 설명하는 대표적인 기작입니다. 구름 모델이 강수량과 구름 수명을 제대로 모의하려면 이 과정을 넣어야 해서 미물리 모수화 연구의 핵심 주제입니다.
논문에서는 이렇게 쓰입니다
"모델에 할렛-모솝 과정을 도입하자 영하 5도 부근의 빙정 수농도가 관측값에 근접하였다."
이차 빙정 생성을 고려해야 관측을 재현할 수 있음을 보여 주는, 구름 미물리 연구의 전형적 결과입니다.
조금 더 깊게 보면
실험적으로는 대략 영하 3도에서 영하 8도 사이의 좁은 온도대에서, 크고 작은 과냉각 물방울이 함께 존재할 때 파편 생성이 활발한 것으로 알려져 있습니다. 튀어나온 파편은 곧바로 빙정으로 자라 다시 라이밍에 참여하므로, 시간이 지날수록 빙정이 급격히 늘어나는 연쇄 증폭이 일어납니다. 파쇄, 물방울 빙결 시 분열 등 다른 이차 생성 경로도 함께 연구되고 있습니다.
주의할 점
빙정핵생성이 '처음으로 얼음을 만드는' 일차 과정이라면, 이 과정은 이미 있는 얼음에서 얼음을 늘리는 이차 과정입니다. 또 적용 온도대가 좁아 모든 찬 구름에서 작동하는 것은 아니라는 점에 유의해야 합니다.