조석
달·태양 등의 천체의 인력작용(引力作用)으로 해면이 1일 2회(때와 장소에 따라 1일 1회) 주기적으로 오르내리는 현상
천체의 영향에 의한 천문조(天文潮), 기상요소의 영향에 의한 기상조(氣象 潮)로 구별
태풍 등에 의해 발생하는 조위상승을 고조(高潮, storm surge)라 함.
조석관련 용어
만조(滿潮) : 해면이 가장 높은 상태, 고조라고도 함
간조(干潮) : 해면이 가장 내려간 상태, 저조(低潮)라고도 함
창조(spring tide) : 저조에서 고조에 도달하는 해면의 상승기간
낙조(ebb tide) : 고조에서 저조에 도달하는 해면의 상승기간
조차(潮差) : 고조와 저조의 해면 높이차
고조와 저조가 1일 2회씩 있는 것을 1일 2회조, 한 번밖에 없는 것을 1 일 1회조라 함.
일조부등(日潮不等) : 1일 2회조의 2회의 고조와 저조의 해면위치가 다 른 현상
달의 인력이 조석과 가장 큰 관계를 보이고 있으므로 음력을 사용한다.
조석의 조화분해와 조위추산
천문조는 달 및 태양의 운행에 기인한 몇 가지 규칙적인 조석의 합성으로 생각할 수 있고, 각각의 규칙적인 조석을 분조(分潮)라 함.
조화분해(調和分解, harmonic analysis)
- 어떤 지점의 실제 조위기록으로부터 분조를 구하는 것.
1. 주태일 반일 주조(M2)
- 달의 천구상의 일주운동에 의해 발생하는 주요 조석, 주기 12시간 25분 2. 주태양 반일 주조(S2)
- 태양의 천구상의 일주운동에 의해 발생하는 조석, 주기 12시간 3. 일웝합성 주조(K1)
- 태양의 황도상의 평균적 운행에 대한 달 및 태양의 상대위치에 관련해서 발 생하는 조석, 주기 23시간 56분
4. 주태음 일주조(O1)
- 달의 천구상의 일주운동에 의해서 발생하는 조석, 주기 25시간 49분 주요4분조
조위의 기준면
▶ 조위면도
: 조석의 시기에 따라 평균해면을 기준으로 다양한 조위 가나타나며 이러한 각종 조위면을 표시한 그림
- 통상 1년 이상의 자료를 분석한 결과를 기본으로 작성 - 아래 기술하는 각종 조위는 1년 혹은 그 이상의 기간 동안의 평균해수면을 기준으로 정의
- 조석에 의한 평균적인 고조의 높이를 평균고조위라고 하고, 평균적인 저조의 높이를 평균저조위라고 함
- 평균조차(mean tidal range)란 평균고조위와 평균
저조위 간의 차이
▶ 대조평균고조위(High Water Ordinary Spring Tide) -보름이나 그믐 후에 나타나는 대조시의 고조위의 여러 해에 걸친 평균적인 조위의 높이
▶ 대조평균저조위(Low Water Ordinary Spring Tide) -보름이나 그믐 후에 나타나는 대조시의 저조위의 여러 해에 걸친 평균적인 조위의 높이
-HWOST와 LWOST 두조위의 차이를 대조차 혹은
평균 대조차(mean spring tidal range)라고 함
▶ 소조평균고조위(High Water Ordinary Neap Tide) - 반달이 뜬 후 나타나는 소조시의 고조위의 여러 해에 걸친 평균적인 높이
▶ 소조평균저조위(Low Water Ordinary Neap Tide) - 반달이 뜬 후 나타나는 소조시의 고조위의 여러 해에 걸친 평균적인 높이
- 위 두조위의 차이를 소조차 혹은 평균소조차
(mean neap tidal range)라함.
▶ 약최고 고조위(Approx. H. H. W) - 연중 최고조위에 근접하는 고조위
▶ 약최저저조위(Approx. H. H. W)
- 연중 최저저조위에 근접하는 저조위
- 위 두조위의 차이를 연중 최대에 근접한 조차로서 약최대 조차(Approx. maximum spring tidal
range)라고 정의.
▶ 관측고극조위(Observed Highest High Water) -관측기간 동안 나타나는 가장 높은 조위
▶ 관측저극조위(Observed Lowest Low Water)
▶ 관측저극조위(Observed Lowest Low Water) -관측기간 동안 나타나는 가장 가장 낮은 조위
▶ 실제 장기관측을 통해 나타나는 조위는 기상현 상에 따라 약최저저조위보다 낮거나 약최고고조 위보다 높게 됨.
▶ 관측고극조위나 관측저극조위는 관측기간이
길면 길수록 더 낮거나 높은 조위가 발생하게
되므로 그 값은 관측기 간에 따라 달라지게 됨
▶기준해수면(sea level datum), 기본수준면(datum level) - 해도에서 수심을 표시하는 기준면
-우리나라의 기준해수면은 약최저저조면(Approx.
Lowest Low Water)으로 규정하고 있으며 조석표의 조고도 이 면을 기준으로 하여 기술
▶ 이와 같이 해서 정한 기본수준면은 조위가 그 이하로 내 려가는 일이 적고, 또 하강하는 양도 30cm 정도이며 계속되는 시간도 짧아서, 항해선박에 대한 수심의 표시 로서 적당한 기준면이라 할 수 있음.
▶ 평균해면(MSL)은 항상적인 것이 아니고 장소에 따라 또는 시기에 따라 변함.
▶ 각종 조위면은 통상 1년 이상의 장기조위관측 자료를 분석 하여 얻어지는 주요 4개 분조(M2 S2 K1 O1)의 진폭 을 각각 Hm, Hs, Hk, Ho라 할 때 다음과 같이 산정한다.
▸약최고고조위(Approx. H.H.W.) ＝ So ＋ (Hm ＋ Hs ＋Hk＋Ho.)
▸대조평균고조위(H.W.O.S.T.) ＝ So ＋ (Hm ＋ Hs.) ▸평균고조위(H.W.O.M.T.) ＝ So ＋ Hm
▸소조평균고조위(H.W.O.N.T.) ＝ So ＋ (Hm － Hs).
▸평균해면(M.S.L.), So
▸소조평균저조위(L.W.O.N.T.) ＝ So － (Hm － Hs).
▸평균저조위(L.W.O.M.T.) ＝ So － Hm.
▸대조평균저조위(L.W.O.S.T.) ＝ So － (Hm ＋ Hs).
▸약최저저조위(Approx. L.L.W.) ＝ So － (Hm ＋ Hs
＋ Hk ＋ Ho).
▸평균해면(M.S.L.), So
▸소조평균저조위(L.W.O.N.T.) ＝ So － (Hm － Hs).
▸평균저조위(L.W.O.M.T.) ＝ So － Hm.
▸대조평균저조위(L.W.O.S.T.) ＝ So － (Hm ＋ Hs).
▸약최저저조위(Approx. L.L.W.) ＝ So － (Hm ＋ Hs
＋ Hk ＋ Ho).
▶ 참고로 아래는 장기조위 자료를 분석한 결과를 기반으로 산출된 인천과 1년 관측자료를 기반으로 산출된 시화호 전면해상에서의 각 종 조위면을 나타낸 것임.
그림 시화해상과 인천항에서의 조위면도
▶ 참고로 아래는 장기조위 자료를 분석한 결과를 기반으로 산출된 인천과 1년 관측자료를 기반으로 산출된 시화호 전면해상에서의 각종 조위면을 나타낸 것임
▶인천항 조위면도는 국립해양조사원 자료이며 시화해상 조위면도는 한국해양연구원 자료이 다. 참고로 시화조위면은 평균해수면을 기준 으로 함
▶ 시화지구의 TBM(tidal bench mark)은 임시
가설된 표석을 말하며, 이 경우 외부의 기준
점으로부터 끌어온 자료를 바탕으로 표석의
높이(인천검조소 기준)를 제시.
조류(tidal current)
조석은 주기가 매우 긴 파랑의 한 종류로서 장파의 속도로 전파되고 해만이나 해안에서 반사되어 정상파(定常波)를 형성함.
파랑으로서 수평입자운동도 수반하는 데 주기가 긴 까닭에 흐름의 성격이 나 타난다. 이것이 조류(tidal current)이다.
조류의 성질은 조석과 거의 같으며, 조석현상에 따라 그 방향이나 속도가 변함.
흐름방향이 거의 변동하지 않고 약 6시간 동안 일정한 방향으로 흘러간 후 방 향을 바꾸는 것을 전류(turn of current), 그 때의 흐름이 거의 정지하고 있는 동 안을 휴조(slack water)라 함.
해류(ocean current)
난류와 한류가 해류 중 가장 대표적인 것이다.
해류는 그 방향이 일정하다. 해류의 주된 원인 조석력, 바람, 기온 외에 지구 의 자전, 해수의 점성차, 해안 및 해저의 지형 등이다.
수온의 차 및 염분의 차에 의해 발생하는 밀도류(density current), 바람, 기압, 유입하수에 의하여 수면이 경사져 흐르는 경사류(slope current) 등이 있다.
고조(高潮)
기상조 중에서 해면이 평상시보다 현저하게 높아지는 현상을 고조(storm surge)라 함.
고조는 태풍역 내에서 기압 저하로 인한 해면의 흡상(솟아오름)이 생기고 저 기압에 수반된 강한 바람이 해류를 한곳으로 밀어서 생기는 것이다.
고조가 천해역으로 진행해서 만내로 들어가면 만 안에서의 반사가 일어나는 데 그 에너지의 대부분은 오랜 시간에 걸쳐서 만내에 갇혀 있게 되어 만내의 고 유의 해면진동을 발생시킨다. 이것을 항만의 부진동(seiche)이라 함.
고조의 발생원인
1. 저기압에 의해 해면이 불어나는 고조
2. 강풍에 의해 해면이 한쪽으로 밀리는 고조
3. 저기압의 이동속도가 만 고유진동의 파속과 거의 일치하게 되면, 일종 의 공진작용이 생겨 조위가 높아진다.
쓰나미(津波, tsunami (1) 쓰나미의 특성
쓰나미는 지진에 의한 해저의 지각변동(융기•함몰), 해저화산의 폭발, 해안부근 에서의 대규모의 땅사태, 해중에서의 핵폭발 등에 의해 야기되는 주기가 수분 정도 인 장주기 파동을 말하며 그 파장은 수백 m에 달함.
특히 해저지진에 의한 쓰나미가 대다수를 차지하고 연안지형에 따라서는 10m를 넘는 파고가 될 경우도 있음.
쓰나미의 속도는 로 극천해파의 전파속도와 같다.
평균수심 약 4300m인 태평양을 전파하는 쓰나미는 초속 205m, 시속 740km 임.
쓰나미는 육지에 도달하면 육상으로 쳐 올라가며 쳐 오름 높이에 대해서는 연구 가 계속중이다.
gh
쓰나미는 해저지형의 영향으로 굴절현상을 일으키며, 굴절에 따른 파향변화는 다음과 같은 Green 법칙으로 설명된다.
만내에서의 쓰나미의 높이를 구하는 근사식
(2) 쓰나미의 굴절
H1, H2 :진원지 및 항내의 파고 h1, h2 : 진원지 및 항내의 수심 b1, b2 : 만입구 및 만내의 폭
장주기파 와 부진동
장주기의 진동을 조석에 대한 2차 진동이란 의미로 부진동이라 하고, 또 이와 같 은 조석의 고유진동을 정진(seiche)이라고도 함.
부진동은 외해에서 장주기의 파랑이 내습한 경우 ,만내의 수면이 공진을 일으키 기 때문 에 발생.
부진동을 야기하는 외적교란요인 1. 항만 내로 장주기파의 침입
2. 국소적인 대기압 변동 3. 강풍의 취기
4. 국부적 지진
5. 협착한 수로 입구 또는 항구에서의 소용돌이
