해수의 운동과 순환_해파

 

3. 해파

(1) 해파의 발생

주로 해수면 위에서 부는 바람에 의해 발생하며, 해저 지진 등에 의해서도 발생한다.

 

(2) 해파의 요소

① 마루와 골 : 해파에서 수면이 가장 높은곳을 마루, 가장 낮은 곳을 골이라고 한다.

 

② 파장 : 마루(골)와 마루(골) 사이의 수평 거리이다.

 

③ 파고 : 골에서 마루까지의 높이이다.

 

④ 주기 : 수면 위의 어떤 지점을 마루(골)가 지나간 후 다음 마루(골)가 지나갈 때까지 걸린 시간이다.

 

⑤ 전파 속도 : 해파의 파장과 주기를 알면 전파 속도를 구할 수 있다. ▶ 전파 속도 = 파장/주기

 

(3) 해파와 물 입자의 운동

바다에서 해파가 발생하여 진행될 때 파의 에너지는 파의 진행 방향을 따라 전달되지만 물 입자는 특정 지점을 중심으로 궤도 운동을 할 뿐 파를 따라 이동하지 않는다.

 

(4) 해파의 모양에 따른 분류

① 풍랑 : 바람에 의해 직접 발생한 해파이며, 마루가 삼각형 모양으로 뾰족하고 파장과 주기가 짧다.

 

② 너울 : 풍랑이 발생지를 벗어나 멀리 전파되어 온 해파이다. 마루가 둥글고 파고는 낮으며 파장과 주기가 길다.

 

③ 연안 쇄파 : 너울이 해안에 접근하면 수심이 감소함에 따라 해저와의 마찰로 파의속도가 느려지고 파장이 짧아지며 파고가 높아져서 파의 봉우리가 해안 쪽으로 넘어지면서 부서지는 해파이다.

구분	풍랑	너울
생성 원인	바람	풍랑에 의한 전달
마루의 형태	뾰족하다	둥글다
주기	짧다	길다
파장	수~수십m	수십~수백m

 

(5) 해파의 작용

① 해파의 굴절 : 천해파가 해안에 접근할 때 만보다 곶 부분의 수심이 먼저 얕아지므로 해파의 굴절이 일어난다.

 

② 침식 작용 : 곶에서는 해파의 에너지가 집중되므로 침식 작용이 우세하게 일어난다.

 

③ 퇴적 작용 : 만에서는 해파의 에너지가 분산되므로 퇴적 작용이 우세하게 일어난다.

 

(6) 심해파오 천해파

① 심해파(표면파) : 수심이 파장의 1/2보다 깊은 해역에서 진행하는 해파이다.

• 해저의 마찰을 받지 않으므로 물 입자는 원운동을 하며, 원의 크기는 수심이 깊어짐에 따라 급격히 작아진다.
• 파의 속도(υ)는 파장(L)이 길수록 빠르다.

② 천해파(장파) : 수심이 파장의 1/20보다 얕은 해역에서 진행하는 해파이다.

• 해저의 마찰을 받으므로 물 입자는 타원 운동을 하며, 수심이 깊어질수록 타원의 모양이 더욱 납작해지고 해저면 가까이에서는 수평으로 왕복 운동을 한다.
• 파의 속도(υ)는 수심(h)이 깊을수록 빠르다.

③ 전이파(천이파) : 수심이 파장의 1/20 ~ 1/2 사이의 해역에서 진행하는 해파이다.

• 천해파는 심해파의 성질을 모두 나타낸다.
• 물 입자는 타원 운동을 하며, 수심이 깊어질수록 수평 운동의 폭이 줄어든다.

※ 심해파의 속도

심해파의 속도는 파장이 길수록 빠르다.

 

※ 천해파의 속도

천해파의 속도는 수심이 깊을수록 빠르다.

 

4. 해일

해저 지진이나 폭풍 등에 의해 해수면이 비정상적으로 높아져서 해수가 육지로 넘쳐오르는 현상이다.

 

① 폭풍 해일 : 태풍이 접근할 때 낮은 중심 기압과 강한 바람에 의한 해수의 축적으로 해수면이 크게 상승한다. 이때 발생한 해파가 연안으로 오면서 파고가 매우 높아져 피해를 입힌다. 폭풍 해일은 태풍이 접근할 때 만조 시각과 겹치게 되면 더 큰 피해를 준다. 기압이 1hPa 낮아지면 해수면 높이는 약 1cm 상승한다. 따라서 중심 기압이 963hPa인 태풍에 의해서 해수면은 약 0.5m 상승한다.

 

② 지진 해일(쓰나미) : 해저에서 발생한 화산 폭발, 지진에 의한 단층 작용 등의 갑작스런 지각 변동에 의해 지반의 상하 이동이 일어나는 경우에 발생한 해파가 연안으로 오면서 파고가 매우 높아져 피해를 입힌다. 지진 해일은 수심에 비해 파장이 매우 길어서 천해파의 특성을 가진다.

 

※ 폭풍 해일

만조 시기와 겹쳐지면 피해가 더 커진다.

 

※ 지진 해일

수심에 비해 파장이 매우 길어서 천해파의 특성을 가진다.

 

5. 조석

(1) 조석과 조류

① 조석 : 바닷물이 태양과 달의 인력에 의해 주기적으로 상승 · 하강하는 운동이다.

 

② 조류 : 조석에 의해 나타나는 밀물 · 썰물과 같은 수평 방향의 해수 흐름이다.

 

(2) 만조와 간조

조석의 한 주기 중 해수면이 가장 높은 때를 만조, 가장 낮은 때를 간조라고 하며, 만조 때와 간조 대 해수면의 높이 차를 조차(조석 간만의 차)라고 한다.

 

(3) 기조력

조석을 일으키는 힘이다.

 

① 원인 : 기조력은 지구가 천체와의 공통 질량 중심을 회전함에 따라 지구 상의 각 지점에서 생기는 원심력과 지구의 각 지점과 천체 간에 작용하는 만유인력의 합력이다.

 

② 기조력(F)의 크기 : 천체의 질량(M)에 비례하고, 천체까지의 거리(r)의 세제곱에 반비례한다.

 

③ 달과 태양에 의한 기조력 : 태양의 잘량은 달의 질량에 비해 훨씬 크지만 태양은 달에 비해 지구로부터의 거리가 훨씬 멀다. 따라서 달에 의한 기조력이 태양보다 약 2배 크다.

 

④ 달에 의한 기조력의 방향 : 달을 향한 쪽에서는 만유인력이 원심력보다 커서 기조력이 달 쪽으로 작용하지만 반대쪽에서는 원심력이 만유인력보다 커서 기조력이 달의 반대쪽으로 작용한다.

 

(4) 조석 주기

만조(간조)에서 다음 만조(간조)까지의 시간으로 약 12시간 25분(반일주조의 경우)이다.

 

① 달의 공정 주기는 약 27.3일이므로 12시간에 약 6.5º 만큼 지구 주위를 공전한다.

 

② 지구가 약 6.5º 자전하는 데 걸리는 시간은 약 25분이므로 반일주조의 경우 조석 주기는 약 12시간 25분이 된다.

 

(5) 사리와 조금

① 사리(대조) : 달의 위상이 삭이나 망일 때로 달과 태양에 의한 기조력 방향이 일치하므로 두 천체의 기조력이 합쳐져서 조차가 최대로 되는 시기이다.

 

② 조금(소조) : 달의 위상이 상현이나 하현일때로 달과 태양에 의한 기조력 방향이 직각을 이루므로 두 천체의 기조력이 분산되어 조차가 최소로 되는 시기이다.