서리 발생원인과 대책

1. 서리(frost)란 ?

수증기가 승화¹⁾하여 지표나 물체의 표면에 얼어붙은 것으로, 늦가을부터 봄까지 이슬점이 0℃이하일 때 생성된다.

서리는 춥고 맑은 새벽, 땅 표면이 냉각되어 온도가 내려감에 따라 발생한다. 즉, 0℃이하의 온도에서 공기 중의 수증기가 땅에 접촉하여 얼어붙은 매우 작은 얼음이다. 서리의 결정형태는 눈의 결정형태와 같다.

서리가 만들어질 때 수증기 1g당 약 80cal의 열이 방출된다. 이 때문에 서리가 내릴 때는 땅 표면의 온도가 천천히 내려간다. 그러나 그 열도 곧 대기로 방사되어 없어진다. 반대로 이미 내린 서리는 해가 떠오름에 따라 녹기 시작하는데, 이때에도 역시 1g당 약 80cal의 열을 흡수한다. 서리가 있을 때, 땅 표면이 따뜻해지는 정도가 늦어지고 기온 상승도 늦어진다. 그래서 서리 내리는 날 아침은 춥다. 서리는 어느 정도 날씨가 추울 때 생긴다.

서리 내린 날은 오히려 따뜻하다. 서리는 맑고 바람이 없는 날에 내린다. 맑고 춥더라도 바람이 강하면 수증기를 쓸어가기 때문에 서리는 생기지 않는다. 맑고 바람이 없는 날은 햇볕도 많이 내려쬐고 따뜻해진 지표면의 공기도 날아가 버리지 않아 따뜻하다. 서리가 녹으면서 지표부근의 기온 상승이 늦어져도, 떠오르는 따뜻한 해와 불지 않는 바람으로 서리가 내린 날은 오히려 따뜻하다. 서리 내린 날이 따뜻한 이유는 서리 때문이 아니라 서리를 내리게 한 기상 조건 때문이라고 할 수 있다.

2. 서리발생 조건

서리가 내리기 쉬운 기상조건은 비가 오고 2~3일 후 강력하고 찬 북풍이 불어 낮 최고기온이 18℃ 아래로 내려갈 때이다. 또 저녁 6시의 기온이 7℃, 밤 9시의 기온이 4℃ 아래로 떨어져도 발생하기 쉽다. 해가 지고 난 뒤 한 시간에 0.8℃이상씩 기온이 떨어지면 서리가 내린다고 할 수 있다. 또한 야간에 구름 한 점 없이 청명하며 별이 뚜렷이 관찰될 때 발생하기 쉽다. 그러나 자정기온이 크게 내려가도 바람이 불어 엷은 구름이 나타나면 서리는 발생하기 어렵다.

3. 서리피해

서리는 농작물에 큰 피해를 준다. 농작물이 저온에 접하면 조직을 동결시켜 파괴한다. 세포막이나 엽록체의 막이 경화되어 파괴되거나, 세포가 말라 죽는다.

주) ¹⁾ 승화 : 물질의 상태변화에서 고체가 액체 상태를 거치지 않고 직접 기체로 변하거나 기체가 직접 고체로 변하는 현상이다.

4. 서리피해 대책

 가. 위험 소요의 제거

  1) 서리가 잘 맺히는 지역에서는 연약한 꽃이나 결실부분을 지면근처의 찬 공기로부터 격리하기 위해서 키가 큰 종류의 작물을 선택하는 것이 좋다

  2) 서리에 민감한 식물을 경작할 때에는 계곡이나 분지와 같은 지역을 피하는 것이 좋다 .

  3) 거대한 수원지역(호수, 저수지, 하천)에서는 서리의 위험이 항상 적다.

  4) 한랭한 공기의 유입을 저지하거나 방향을 전환시키는 방법으로 방상림(防霜林)을 만들면 좋다.

 나. 피해 요소의 제거

  1) 복사에 의한 열의 손실을 감소시킨다.

  2) 노점(露點)을 올리기 위해 공기 중에 습도를 첨가시킨다.

  3) 공기에 열을 가한다.

  4) 한랭한 공기를 제거시킨다.

  5) 따뜻한 공기와 혼합시킨다.

 다. 서리제거의 방법

  1) 복개법(covering) : 온상과 같이 비교적 좁은 면적에 사용되는 방법으로서 짚이나 비닐 또는 합성수지막 등으로 작물을 덮어 주어 열의 손실을 막음으로써 서리 발생을 방지할 수 있다.

  2) 체수법(flooding) : 작물에 온도가 높은 관계수를 많이 대주어 작물을 물속에 잠기게 하는 방법이다.

  3) 발연법(smorking) : 연기를 피워 작물을 덮어 줌으로써 지면으로부터의 복사를 막는 방법이다. 그러나 연기입자의 크기가 0.5~0.6μ일 때에는 -1~21℃에서 복사되는 평균파장 10μ 정도의 적외선에 대해서는 거의 투명하므로 두께를 굉장히 두껍게 해 주지 않으면 효과가 없다. 그렇다고 해서 10μ 정도의 입자를 가진 연기를 발생시키면 좋으나 공중에 오래 머물러 있지 않으므로 매우 곤란하다. 실제 발연법은 복사방지 보다는 발연시 생기는 열이 역할이 더 크다.

  4) 송풍법(wind machine) : 선풍기나 헬리콥터를 사용하여 지면의 찬 공기와 상층의 따뜻한 공기를 혼합시켜 기온의 하강을 저지시키는 방법이다.

  5) 살수법(sprinkling) : 채소나 과수에 사용하는 것으로 비열이 큰물을 뿌려 주면 지표면의 온도가 내려가는 것을 막을 수 있다.

  6) 가열법(heating) : 작물이 생육되는 지역 내에 여러 개의 가열기를 적절히 분포시켜 놓고 작동하면 주위의 기온이 상승하고 무풍상태의 공기에 대류를 일으켜 상부에 있는 따뜻한 공기와 혼합시킬 수 있다.

이 밖에도 화학약품을 살포하여 발아를 억제함으로써 늦서리의 위험기간을 피하거나 강제수확을 실시하여 첫서리의 피해를 최소한으로 줄이는 방법도 있으나 모두 비용과 효과가 경우에 따라 다르므로 경제적인 수지를 잘 계산하여 사용하여야 한다.