모두를 위한 해양 리터러시

파도

파도는 바람에 의해 생겨난다. 바람이 다른 지형지물의 방해를 받지 않으면서, 오랫동안, 세게 불수록 파도는 더 커진다. 바람에 의해 먼 바다에서 생겨나는 파도를 풍랑(wind wave)이라 부른다. 풍랑은 바람에 의해 직접 생겨나다보니 파도의 끝이 뾰족하고, 파도와 파도 사이 간격, 즉 파장이 좁다. 이렇게 생겨난 풍랑은 바람을 받지 않는 곳으로 퍼져나가며 점차 약해지면서 파장이 길고 파도의 끝이 둥그스름해지는데 이런 파도를 너울(swell)이라 부른다. 풍랑은 파장이 수십 미터 이내로 주기가 2초에서 8초 정도 되지만, 너울은 파장이 수백 미터에 달하고 그 주기 또한 5초에서 15초 정도 된다. 이렇게 파장이 길어진 파도는 더욱 빠른 속도로 움직이게 된다.

먼 바다로부터 오는 너울이 해안가에서 연안쇄파가 되어 하얀 포말을 일으키고 있다. 출처: Shutterstock

해안가로 올수록 파도는 느려지고 높이가 높아지다 파도가 무너지게 된다. ⓒ Hana Zavadska [CC BY-NC 3.0]

우리에게 익숙한 파도는 해안에 부딪히며 하얗게 부서지는 파도이다. 바람에 의해 먼 바다에서부터 출렁이던 파도는 수심이 얕은 해안으로 오면서 하얗게 부서지며 포말을 일으킨다. 이렇게 부서지는 파도를 연안쇄파(surf, breaking wave)라고 부른다. 먼 바다에서 온 파도는 수심이 얕아질수록 바닥의 저항을 받아 점차 느려지게 된다. 이로 인해 파도의 길이, 즉 파장 또한 짧아지고, 파도의 높이는 높아진다. 특히 바닥에 가까울수록 파도의 속도가 더욱 느려지면서, 파도 윗부분은 상대적으로 더 빠른 속도가 된다. 그렇게 앞으로 쏠린 파도는 결국 무너지면서 쇄파를 일으키게 된다.
겉보기와 달리 파도는 물을 수평으로 옮기는 현상이 아니다. 물분자는 그 자리에서 원 운동을 하면서 아래위로 출렁인다. 이러한 연속적인 움직임을 통해 파도라는 파동이 수평으로 전달된다. 물을 통한 파동에너지는 매우 효과적으로 전달되어, 쓰나미와 같은 현상이 넓은 바다를 가로질러 전달되기도 한다. 쓰나미는 4천 미터 깊이의 바다에서 시속 700km 정도의 속도로 움직이는데 이는 여객기의 속도에 맞먹는다.

파도의 모양과 물 분자의 운동, 물분자는 그 자리에 머무르면서 원운동을 하며, 파동에너지가 파동의 진행방향으로 전달된다. ⓒ Hana Zavadska [CC BY-NC 3.0]

조석

조석(tide)은 바닷물이 주로 달과 태양의 인력에 의해 하루를 단위로 높아졌다 낮아졌다 하는 현상을 일컫는 말이다. 바닷물 높이, 즉 조위가 높아진 상태를 만조 혹은 고조(high tide)라 부르고, 반대로 낮아진 상태를 간조 혹은 저조(low tide)라고 부른다. 밀물은 간조에서 만조로 상승하는 상태를 말하고, 썰물은 만조에서 간조로 하강하는 상태를 말한다.

큰 조수 간만의 차이에 의해 황해에서는 너른 갯벌이 나타난다. 사진은 순천만 습지 ⓒ 유신재

조석(tide)은 바닷물이 주로 달과 태양의 인력에 의해 하루를 단위로 높아졌다 낮아졌다 하는 현상을 일컫는 말이다. 바닷물 높이, 즉 조위가 높아진 상태를 만조 혹은 고조(high tide)라 부르고, 반대로 낮아진 상태를 간조 혹은 저조(low tide)라고 부른다. 밀물은 간조에서 만조로 상승하는 상태를 말하고, 썰물은 만조에서 간조로 하강하는 상태를 말한다. 조석을 일으키는 가장 큰 힘은 달과 태양의 인력이다. 지구 상의 각 지점에서 달과 태양의 인력이 조금씩 다르게 나타나서 생겨나는 힘을 기조력(tidal force)라고 한다. 태양은 달보다 2,700만 배 무겁지만, 달보다 지구에서 390배 더 멀리 떨어져 있어서 기조력은 달의 46%에 지나지 않는다.¹ 즉, 달이 조석에 있어 가장 중요한 힘이다. 조석을 일으키는 다른 힘으로는 기압이나 바람, 해수온도가 있다. 이러한 요인에 의한 조위변화를 기상조라 부르며, 달과 태양의 인력에 의한 조석인 천문조(astronomical tide)와는 구분된다. 조석은 달과 태양과 지구의 위치에 따라 조위의 차이, 즉 조차가 커졌다 작아지기를 반복한다. 이는 크게 세 가지 원인으로 분해할 수 있다. 첫 번째는 달이 지구 주위를 공전하면서 위치가 달라지며 달과 태양, 지구의 위치가 바뀌며 나타나는 현상이다. 먼저 태양과 달, 지구가 일직선 상에 놓이는 신월(음력 29일 전후)과 만월(보름달, 음력 15일 전후)에 조차가 크게 일어나며 이를 사리 혹은 대조라고 부른다. 반대로 달과 지구, 태양이 직각을 이루는 상현과 하현 때에는 조차가 상대적으로 작게 일어나며 이를 조금 혹은 소조라고 부른다.

사리와 조금 때 지구, 달, 태양의 위치 모식도 출처: shutterstock

두 번째는 지구와 달의 공전 궤도가 타원이라 일어나는 현상이다. 지구가 태양에, 달이 지구에 가까운 궤도상에 위치했을 때 조차가 더 크게 일어난다. 백중사리는 백중과 사리의 합성어로, 음력 7월 15일인 백중을 전후해 일어나는 사리가 조위가 가장 높아서 붙여진 이름이다. 이때는 태양과 지구, 달이 일직선 상에 있는 대조기이면서, 달이 지구에 가장 가까운 지점(최단근지점, Perigee)에 있을 때여서 조차가 가장 크다. 세 번째는 달의 공전 궤도가 지구의 적도와 평행하지 않고 23.5도 기울어져 있어 생기는 현상이다. 이로 인해 위도 별로 만조와 간조가 나타나는 횟수나 세기가 달라지며, 하루에 두 번 조석이 일어나는 곳에서 한 번은 조차가 작게 나타나는 현상(일조부등, diurnal inequality)의 원인이 된다.
황해에서는 조석이 하루에 주로 두 번 일어난다. 비슷한 크기의 조석이 하루에 두 번 일어나는 현상을 반일주조(semi-diurnal tide)라 한다. 하지만 세계적으로 보면 조석이 하루에 한 번 일어나는 곳도 있으며(일주조, diurnal tide), 반일주조와 일주조가 혼합되어 구분이 모호한 혼합조가 나타나는 곳도 있다. 반일주조의 경우 주기가 평균 12시간 25분이다. 이는 달이 지구 주위를 공전하며, 지구가 하루 1회 자전하는 동안 동쪽으로 약 13도 움직이기 때문이다. 달이 다음날 같은 위치에 돌아오려면 지구가 50분 정도 더 자전을 해야 하므로, 조석도 날마다 50분 씩 차이가 나게 된다.

반일주조, 일주조, 혼합조가 일어나는 지역 출처: public domain

황해는 세계적으로도 조수간만의 차가 큰 지역이다. 이는 조석이 먼 바다에서 파동의 형태(조석파)로 밀려와 해안선의 모양, 해저지형, 수심에 따라 해안에서 다른 조차를 나타나게 하기 때문이다. 황해에서는 북쪽으로 갈수록 조차가 커져서 목포(3m)에 비해 인천(9m)의 대조차가 크다. 황해의 조석이 큰 이유는 북서태평양의 조석이 동중국해를 통해 황해로 전파되어 와서 황해의 지형을 통해 조석이 증폭되기 때문이다. 반대로 동해는 조차가 매우 적어서 속초의 대조차는 30cm 이하이다. 남해는 동해와 황해의 중간 정도로 황해와 가까운 완도에서 3m, 동해와 가까운 부산에서는 1.2m의 대조차를 보인다. 세계에서 가장 조수간만의 차이가 큰 곳은 캐나다의 펀디 만으로, 대조차가 15m에 달한다.

더 읽어보기

[1] 사이언스올 - 쓰나미의 전파 – 비행기 속도로 퍼진다.

[2] 미국해양대기국, 조석

[3] 사이언스올, 조석