얼음 결정이 펼친 수평 무지갯빛 띠

푸른 하늘의 구름 위로 불길처럼 일렁이는 희귀 기상 현상이 미국 웨스트버지니아주 노스포크산 인근에서 포착됐다. 정식 명칭은 ‘환수평호’로, 영어 이름은 ‘Circumhorizontal Arc’다. 푸른빛과 붉은빛이 나란히 펼쳐져 무지개를 닮았지만 아치가 아니라 지평선과 평행한 띠를 이루며, 타오르는 화염 같은 모습 때문에 ‘불꽃 무지개’라는 별칭으로 널리 알려졌다.

환수평호는 불이나 일반적인 무지개와 직접 관련된 현상이 아니다. 물방울에서 햇빛이 반사되고 굴절돼 생기는 보통 무지개와 달리, 높은 하늘의 구름에 포함된 얼음 결정이 프리즘 역할을 하며 빛을 색깔별로 분산시킨다. 햇빛이 수평으로 정렬된 육각형 얼음 결정의 위쪽 수평면으로 들어간 뒤 옆쪽 수직면으로 빠져나오면서 가로로 긴 스펙트럼 띠가 만들어진다. 색의 배열은 붉은색이 위쪽, 보라색이 가장 아래쪽에 놓이는 형태로 나타난다.

이 빛의 띠가 생기려면 세 가지 조건이 한꺼번에 갖춰져야 한다. 먼저 고도 6000m 이상의 차가운 대기에 얇은 권운인 새털구름이 형성돼 구름 속 물방울이 얼음 결정으로 바뀌어야 한다. 이어 권운 안의 얼음 결정이 지표면과 수평 방향으로 정렬돼야 하며, 태양도 하늘에서 최소 58도 이상의 고도에 있어야 한다. 태양 고도가 68도에 이르면 환수평호가 가장 선명하게 드러난다.

태양이 충분히 높이 떠야 하는 특성상 환수평호는 주로 여름철 낮에 관측된다. 북위 55도 이북이나 남위 55도 이남에서는 태양 고도가 항상 58도에 미치지 못해 이 현상을 볼 수 없다. 관측 가능한 지역에서도 높은 권운과 수평으로 놓인 얼음 결정, 알맞은 태양 고도가 동시에 맞아야 하므로 실제 출현은 매우 드물다. 노스포크산 인근에서 촬영된 장면은 태양과 구름 속 얼음 결정이 정교한 굴절 조건을 이룬 순간을 보여준다.