서 론 1.
1)
얼음골(ice valley)은 연중 기온이 가장 높은 무 더위 때에 자연 상태에서 얼음이 생기는 골짜기를 지칭한다 자연지리학사전편찬위원회( , 1996). 국내 에는 20여 곳에 얼음골이 분포하고 있으며 이들은 대부분 테일러스 지형과 관련이 있다 전영( 권, 1998, 전병일 이 중에는 여름철 결빙을 2001; , 2002).
관찰할 수 있는 곳도 있지만 다수는 냉기류가 유 출되는 현상으로만 관찰되며 이 경우 특별히 풍, 혈 또는 냉혈이라고 한다 국내의 얼음골 중에서. 는 밀양의 얼음골이 가장 널리 알려져 있으며 이
곳은 하절기에 결빙이 시작되는 특이성 때문에 학 계는 물론 일반인들에게도 잘 알려져 있다 밀양 . 얼음골의 하계 결빙과 관련한 미기상학적인 연구 는 이미 다수가 수행된 바 있으며 기존의 연구들, 은 각각 애추 내 공기의 단열팽창에 따른 냉각효 과 김성삼( , 1968), 지하수의 이류 및 열전도도에 의해 나타나는 온도지체현상 배상근( , 1990), 지하 수 증발에 따른 잠열의 출입(Tanaka et al., 2000), 애추 지형의 복사냉각에 따른 냉기류의 형성과 이 동 김영일 등( , 2006; 황수진 등, 2005) 등에 의한 것으로 다양하게 설명하고 있다 특히 김영일 등.
은 전북 진안군 좌포리 일대의 풍혈을 대상 (2006)
*** 경북대학교 지질학과 시간강사(Part-time lecturer, Department of Geology, Kyungpook National University) ([email protected])
*** 경북대학교 지리학과 시간강사(Part-time lecturer, Department of Geography, Kyungpook National University) ([email protected])
*** 경북대학교 지질학과 교수(Professor, Department of Geology, Kyungpook National University)(jangyd@knu.
ac.kr)
영덕군 덕산리 얼음골의 냉각 및 하계 결빙현상에 관한 연구
이진국*･ 신재열**･ 장윤득***
A Study on Cooling and Freezing During Summer Season in Deoksan-ri Eoreumgol (ice valley) Yeongdeok-gun (South Korea)
Lee, Jin Kook*･ Shin, Jae Ryul**･ Jang, Yun Deuk***
요약 본 연구는 영덕군 덕산리 얼음골의 발생적 특징을 파악하고 하계 결빙현상의 과정을 규명하기 위해 미기상학적 ： 자료 분석 및 지형 발달 특성을 종합적으로 검토하고 있다 연구지역의 얼음골은 산지 동사면 애추 지형에서 발달하. 고 있으며 냉각 및 하계 결빙의 강도는 애추의 형태 및 규모와 밀접한 상관이 있는 것으로 판단된다 얼음골의 냉각. 은 동계 산지 정상부로부터 애추 내 암설의 공극을 통해 하단부로 이동하는 냉기류에 의해 이루어지며 그 결과 애추 , 내 하단부 암설들을 과냉각시킨다 냉각된 공기는 안정한 기층을 형성하여 외부의 공기와 순환되지 못하고 애추 지형 . 하단부에 정체하며 일부 유출 지점에서는 초여름까지 결빙 현상을 발생시키는 것으로 파악된다 특히 냉기류가 유출. 될 때 외부 공기의 습도 및 기화열의 발생은 결빙 현상에 중요한 요인이 된다.
주요어 애추 하계 결빙 미기상학적 분석 복사냉각 기화열 덕산리 얼음골： , , , , ,
Abstract：This paper synthetically analyzes micrometeorological data and geomorphological features of Doeksan-ri Eoreumgol(ice valley) Yeongdeok-gun in order to investigate occurrence characteristics of the ice valley and a mechanism for freezing in summer. This ice valley is located in the distal end of a talus and intensity of cooling and freezing in summer seems to be related to morphology and dimensions of talus. Cooling in the ice valley is generated by cold air flows that move down to the bottom of talus from high mountains through pores and voids, then debris in talus is supercooled by the cold air. For it forms a stable state in and around voids cold air is stagnating in the lower end of talus. This causes freezing in summer at outpour points. Furthermore humidity condition of external air and vaporization heat is a key factor when freezing.
Key Words：talus, freezing in summer, micrometeorological analysis, radiational cooling, vaporization heat, Deoksan-ri Eoreumgol (ice valley)
으로 암석층의 축열과 공기의 부력에 의한 냉혈 발생원리를 제시한바 있다 그러나 여전히 지형. , 기상학적 상이함이 존재하는 각 얼음골 지역에서 의 하계 결빙현상에 관한 보편적 발생 원리와 과 정에 대해서는 명확히 알려진 바는 없다 다만 밀. 양 얼음골의 경우 겨울철에 접어들면서 얼음골 내 부 기온이 급격히 하강하는데 이는 얼음골 내부의 기온 하강이 겨울 한파에서부터 비롯되는 것임을 의미하며 겨울 한파가 끝나고도 얼음골의 결빙 , 지점에서는 지속적으로 낮은 온도가 장기간 유지 되는 것은 하계 결빙현상의 발생은 얼음골 내부의 공기 저장과 이동에 따른 현상임을 간접적으로 시 사하고 있다 변희룡 등( , 2004; 이순환 등, 2004;
황수진 등, 2005; Ohata et al., 1994).
영덕군 달산면 덕산리 일대에는 하계 결빙현상 이 확인되는 얼음골이 존재한다 본 연구는 약 . 6 개월간의 온도와 습도 측정치를 바탕으로 영덕 덕 산리 일대 얼음골의 발생적 특징을 파악하고 하계 결빙에 관한 발생과정을 밝히는데 목적이 있다. 본고 이하 연구지역의 명칭은 영덕 덕산리 얼음골 또는 덕산리 얼음골로 지칭하기로 한다1).
연구지역 및 실험 방법 2.
지형 및 지질 개관 1)
연구지역은 행정구역상 영덕군 달산면 덕산리 산 733번지 일대에 해당하며 결빙 및 냉기 유출 , 지점의 좌표상 위치는 동경 129°13 37.9 , ′ ″ 북위 36°23 15.3′ ″이다 그림 ( 1). 연구지역의 지질 분포는 쥬라기 백악기 퇴적암류인 자색사암과 역암 등으~ 로 구성된 신라통의 오천동층 암석을 기반암으로 하며 그 상위로 각력질 화산암류와 흑운모화강암 류 등이 피복되어 있다 이홍규 홍승호( ･ , 1973). 현 지조사 및 주원소 분석 결과 각력질 화산암류는 대체로 조면암질 내지 유문암질 응회암으로 확인 된다 얼음골의 위치는 지질도상 경상계 하부퇴적. 암층 상에 분포하고 있으며 냉기 유출 및 하계 결 빙현상이 확인되는 지점은 지표상 애추 지형의 말 단부이다.
연구지역 내 모든 화산암 노두에서는 절리가 관 찰된다 수직절리의 방향은 경사 . 70~80 , 도 주향
와 남북 방향이 우세하며 수평절리
N30W~N50W ,
의 주향은 N10E~N50E, 경사는 사면의 경사와
그림 1. 연구지역의 지형 (No.1 No.4: data logger ∼ 설치지점 )
동일한 남동 방향이 우세하다 일반적으로 화산암. 은 풍화에 대한 저항도가 높아 가파른 사면을 형 성하며 냉각과정에서 발생하는 절리의 형성과 이 후의 풍화작용은 애추를 구성하는 암설 공급에 기 여하였다 김영라 등( , 2008; 노진철, 2014). 연구지 역의 애추는 북북동 남남서 방향의 산릉에서 시작- 되어 동쪽으로 형성된 골짜기를 따라 발달한다. 얼음골이 위치하는 덕산리 일대의 산지는 800m 내외의 준봉을 형성하고 있으며 사면의 경사가 매우 급하다 애추 지형의 규모는 길이 최대 . 120m, 폭
내외이며 해발고도는 구간에서
50m 520~430m
특히 잘 발달하고 있다 애추를 구성하는 암설의 . 크기는 직경 50~250cm로 다양하며 주로 각력의 조면암질현무암과 조면암 유문암 등으로 구성된, 다 애추의 수직 구조는 명확히 파악할 수 없으나 . 지표로부터 기반암까지의 깊이는 최대 수 에 달m 할 것으로 추정된다 애추 사면의 암설 퇴적 구조 . 내부로는 다양한 크기의 공극이 존재하며 수평적, 수직적 연속성을 가지는 것으로 일부 확인된다.
실험 방법 2)
냉각 및 하계 결빙의 원리를 파악하기 위해 data 를 이용하여 온도과 습도 logger(SK-L200TH )Ⅱα
를 정기적으로 측정하였다 측정은 . 2013년 월 3 16 일부터 월 9 23일까지 진행되었으며 10분 간격으 로 실시되었다 측정 기기의 설치는 얼음골 계곡 . 전체의 기상 조건을 파악하기 위해 계곡 입구의 청련사 지점(No.01)을 포함하여 얼음골 외곽부
와 얼음골 상부 지점의 냉기 용출부
(No.02) (No.03),
얼음골 하부 지점의 냉기 용출부(No.04)에 각각 설치하였다 얼음골 외곽에 설치된 . No.02는 냉기 용출 지점에서 측정되는 기상 자료들과 비교분석 을 위한 배경값으로 활용하였다 선별된 네 지점.
에는 모두 동일한 data logger를 설치하였다 전체 . 측정 기간 동안의 온도 및 습도의 평균값과 편차 값은 표 < 1>에 정리되어 있다.
결과 분석 3.
실험 결과 1)
청련사 지점 (1) No.01( )
얼음골이 소재하는 지역 일대의 기상 특성을 살 펴보기 위해 얼음골이 위치하는 계곡 입구의 청련 사 관내에 data logger를 설치 운용하였다 청련사･ . 의 해발고도는 약 350m로 얼음골 계곡과는 약
고도차를 보이며 거리는 약 떨어져
100m 500m
있다.
이 지점의 평균기온은 17.64 , ℃ 표준편차는 4.32℃
이다 습도는 평균 . 73.66%이며 표준편차가 19.83%
로 매우 큰 편인데 이는 계곡 지형의 계절적 습도 변화를 반영하는 결과이다 그림 ( 2). 대체적으로 봄 철은 습도와 온도가 함께 낮은 특징을 보이는데 이는 건조하고 차가운 대륙성 고기압의 영향을 받 는 꽃샘추위의 결과로 추정되며 봄철 이후 계절,
그림 2. No.01( 청련사 지점의 온도와 습도 변화 )
Location No.01 No.02 No.03 No.04
Tem. ( ) ℃
Humid.
(%) Tem.
( ) ℃
Humid.
(%) Tem.
( ) ℃
Humid.
(%) Tem.
( ) ℃
Humid.
(%) Mean 17.64 73.66 9.56 80.64 3.67 97.04 1.13 98.68 Standard
deviation 4.32 19.83 3.44 14.81 0.30 4.41 0.86 1.94
표 1. 관측 지점의 온도와 습도
적 변화에 따라 온도와 습도는 지속적으로 증가하 는 경향을 보인다 다만 월 이후 일변화에 나타. 7 나는 습도와 온도의 음(-)의 상관관계는 강수에 의한 냉각효과로 추정된다.
얼음골 외곽 지점 (2) No.02( )
지점은 얼음골의 냉기 용출과 직접적인 No.02
영향은 없지만 얼음골이 위치하는 계곡의 기상 특 성을 대표할 수 있는 지점으로서 평균기온은 9.56 ,℃ 표준편차는 3.44℃이다 그림 ( 3). 습도는 평균 80.64%, 표준편차는 14.81%로 큰 편차값을 보인다.
측정 결과 월 중순까지는 평균기온 약 5 5℃를 유지하지만, 5월 하순 이후부터 약 10℃로 상승하 고 여름철로 접어들며 지속적으로 상승하는 특징 이 있다 특히 월 이전 기온 변동의 폭이 큰 것. 5 은 일별 기온 변화의 폭이 큰 계절적 요인과 계곡 지형의 국지적 기상 조건을 반영한 것으로 판단된 다 그러나 월초에도 평균 . 8 15℃를 넘지 않는 것 으로 보아 얼음골의 간접적인 영향을 받아 계곡 자체가 저온을 유지하고 있다 습도는 측정 지역. 의 대기와 얼음골에서 유출되는 냉기의 영향을 모 두 받고 있는 것으로 판단되며 측정값 중 포화값 에 도달한 습도치들은 측정일의 안개와 강우의 영 향을 받은 결과일 것으로 추정된다.
그림 3. No.02( 얼음골 외곽 지점의 온도와 습도 변화 )
얼음골 상부 용출부 지점 (3) No.03( )
지점의 평균기온은 표준편차는 No.03 3.67 , ℃
로 청련사 지점과 얼음골 외곽부 0.3℃ (No.01)
에 비해 현저히 낮고 연중 일정한 상태를 (No.02)
나타낸다 습도는 평균 . 97.04%, 표준편차 4.41%
로 연중 습도가 매우 높다 그림 ( 4). 다만 후술할 지점에 비해서는 평균 습도가 다소 낮고 No.04
편차가 큰 것으로 나타난다.
얼음골의 주요 냉기 용출부인 No.03 지점과 지점은 공통적으로 기온 변화가 크지 않으 No.04
며 No.01 N0.02 과 지점에 비해 현저히 낮은 온도 를 나타낸다 다만 그림 에서 월 중순경 온도와 . 4 6 습도의 급격한 변화는 data logger의 일시적 고장 으로 15일 간의 결측에 의한 것이다. No.3 지점의
월 평균 기온은 인 반면 얼음골 외곽
7 7.1℃ (No.2)
지점은 11.5 , ℃ 청련사 지점(No.1)은 24.4℃를 나 타내고 있다. No.03 지점에서 습도 분포는 월말 6 이후 미약하나마 단계적으로 떨어진다. 5월의 평 균 습도는 98.78%인 반면 결측이 있은 월을 제6 외한 월의 평균 습도는 7 95.5%를 나타내고 있다. 얼음골 내부에서 계측이 이루어진 점을 감안하면 이는 월 중순까지는 얼음골 내부로부터 습하고 6 차가운 공기가 다량으로 방출되고 있으며 습도가 낮아지는 월 중순 이후부터는 외부 기온의 상승6 과 함께 얼음골 내 냉각효과가 일부 감소하기 때 문인 것으로 추정된다.
얼음골 하부 용출부 지점
(4) No.04( )
지점의 평균 기온은 표준편차는 No.04 1.13 , ℃
로 연중 기온이 가장 낮고 변화도 가장 작 0.86℃
다 특히 월 초까지는 영하의 기온 분포를 보인. 4 다 습도는 평균 . 98.68%, 표준편차는 1.94%로 습 도가 매우 높은 반면 편차는 매우 작다 그림 ( 5).
그림 4. No.03( 얼음골 상부 용출부 지점의 온도와 습 )
도 변화 음영으로 표시된 부분은 일시적 기기 (
고장에 따른 결측기간을 나타냄)
월과 월 초에 나타나는 온도 상승
4 5 (-0.5 ~ ℃
은 외부 기온의 상승에 따른 것이며 다만 1.8 )℃
온도의 변화의 폭이 큰 것은 봄철 기상학적 특성 을 반영하는 것으로 판단된다 그러나 한편으로 . 4 월 기온의 표준편차가 큰 또 다른 이유는 얼음골 내 결빙 과정과도 상관이 클 것으로 추정된다 만. 일 냉기 유출부 지점에서 외부의 습윤한 공기가 과냉각된 암설과 접촉할 경우 결빙이 발생하게 되 고 결빙에 따른 잠열의 발생은 내부 공기의 온도 를 상승시킬 수 있다 전병일( , 2002). 반면 대기 중 의 습도가 낮아 결빙이 이루어지지 않을 때에는 상대적으로 낮은 기온 분포를 보이게 된다. 6월 이후의 온도 변화는 점증하는 특징을 보인다 이. 는 전술한 바와 같이 외부 기온의 상승 때문이겠 으나, No.4 지점의 월 평균 온도는 7 2.2℃로 계측 이 이루어진 네 지점 중에 가장 낮다. 6월과 월7 초에 나타나는 계단상의 온도 상승에 대한 직접적 인 원인은 현재로서는 정확히 파악하기 어렵다. 다만 얼음골 내 지온이 0℃를 상회할 시 강수 등
에 의해 더 이상 얼음이 생성되지 못하고 따뜻한 빗물의 현열에 의해 얼음골 내 온도가 상승할 수 있는 것으로 보고된 바 있다 황수진 등( , 2005). 실 제로 2013년 월과 월 동안의 영덕 지역 강우 6 7 기록과 비교해 볼 경우 표 ( 2), 6월 18일과 19일에 는 각각 73.5mm와 35mm의 강수가 있었으며 월 7
일에서 일까지도 총 의 강수량을 보이
2 5 53.2mm
고 있다 적어도 강우가 발생했던 이 시기들은 그. 림 에서 계단식 온도변화가 나타나는 시기와 잘 5 일치하고 있어 강수에 따른 현열의 흡수가 얼음골 내의 온도 변화에 영향을 줄 수 있는 것으로 추정 된다.
월 동안의 평균 습도는 이며 월에는
5 99.12% , 6
월에는 로 미약하게 감소하거나 98.5%, 7 99.07%
또는 큰 변화 상태를 파악하기 힘들다 이는 . No.3 지점의 월과 월 습도 변화 폭5 7 (3.2%)보다 작은데
지점은 얼음골 하단부에 위치하고 있어
No.4 No.3
지점 보다 월을 포함한 여름철까지 냉기 유출이 7 보다 강력하게 발생하기 때문인 것으로 추정된다. 실제로 월까지 결빙현상은 7 No.4 지점에서만 확 인된다.
얼음골의 겉보기 변화 2)
앞서 기술한 것과 같이 얼음골 냉기 용출부(No.3 지점과 No.4 지점 에서 측정된 온도와 습도는 얼) 음골 외곽(No.2 지점 과 계곡 입구) (No.1 지점 에) 서 측정한 온도와 습도값에 비해 명확한 차이를 보인다 이는 . No.1 지점의 계곡부 전체의 계절별 온도 변화와 얼음골 냉기 용출부인 No.4 지점의 온도 변화를 대비할 경우 더욱 확연히 구분된다
그림 이러한 기상학적 분석 자료 뿐 아니라 ( 6).
1 일 2 일 3 일 4 일 5 일 6 일 7 일 8 일 9 일 10 일 11 일 12 일 13 일 14 일 15 일
6 월 1.5 0.2 3
7 월 0.2 1.5 0.5 51 0.5 2 15.5 1
16 일 17 일 18 일 19 일 20 일 21 일 22 일 23 일 24 일 25 일 26 일 27 일 28 일 29 일 30 일
6 월 73.5 35 0.5 0.5 0.1 1 0.1
7 월 2 0.3 1 10
(http://www.kma.go.kr/weather/climate/past_cal.jsp)
표 2. 2013 년 월과 월의 영덕 지역 강우량 기록 6 7 (mm) 영덕기상관측소 ( ) 그림 5. No.04( 얼음골 하부 용출부 지점의 온도와 습 )
도 변화
얼음골 주변으로는 시계열적으로 지표의 상태 변 화 및 결빙의 발생 정도가 주변 지역과 분명하게 차이를 보인다. 3월과 월까지 얼음골 내부4 (No.04 지점 에는 고드름이 형성되어 있으며 냉기 용출) 부 주변으로는 결빙된 다량의 얼음이 관찰된다. 이후 대규모의 얼음은 융해되어 사라지나 지표상 낙엽 밑에는 월까지 얼음이 결빙된 채로 존재한7
다 그림 ( 7).
고 찰 4.
지형 지질 요인에 따른 얼음골의 발생적 특징 1) ･
일반적으로 얼음골의 발생 및 하계 결빙의 강도는 지역의 지형적 형태 및 규모와 밀접한 상관이 있을 것으로 추정되며 특히 사면의 특성과 사면 방향, 얼음골의 내부 구조 등은 중요한 환경적 조건이 된다 전영권( , 1998; 황수진 등, 2005; Ballantyne and Kirkbride, 1987; Byun et al., 2006; Whitehouse
연구지역은 해발고도 and McSaveney, 1983). 800
에 이르는 한반도 중부 산악지역으로 경
~1000m
상북도 주왕산의 배후 산지 지역이다 연구지역 . 내 애추 지형은 남북방향으로 발달하는 산지 능선 의 동사면상에 발달하고 있다 특히 지역 일대는 . 기반지질로서 풍화에 대한 저항력이 큰 화산암의 암석학적 특성과 냉각과정 발생한 수축절리로 인 해 산지 정상부는 주변암에 비해 높은 준봉을 이
그림 7. 영덕 덕산리 얼음골 (No.4 지점 의 계절적 변화 )
(a : 3 월 일 30 , b : 4 월 일 12 , c : 6 월 일 20 , d : 7 월 일 와 는 얼음골 내부의 모습 16 , c d ) 그림 6. No.1( 청련사 지점과 ) No.4( 얼음골 지점의 계 )
절별 기온 변화
루는 한편 산지 정상부로부터 공급된 암설은 사면 의 중단부 이하 안식각 내에서 이동을 멈춰 애추 를 이루고 있다 특히 애추가 발달하는 전체 사면. 은 30° 내외의 가파른 경사를 보이는 반면 사면 말단부에서는 경사가 4.5° 내외로 현저히 낮아진 다 얼음골의 냉기 용출부는 이 애추 말단부의 작. 은 분지저의 형태를 띄는 지점에 발달하고 있다 (그림 1.a).
국내에 보고된 다수의 얼음골 지역에서 애추 내 지 암괴류 지형은 얼음골의 발생과 매우 밀접한 연관성을 보인다 김영일 등( , 2006; 전병일, 2002;
전영권, 1998; 2001). 이 경우 애추 사면을 구성 하는 거력의 퇴적층은 얼음골 내부를 외기로부터 차단시켜 주는 단열기능을 하며 거력들 사이의 공 극은 냉각된 내부 공기의 이동을 용이하게 한다 전영권 또한 덕산리 얼음골은 동사면에 ( , 2001).
발달하고 있어 남사면에 비해 겨울철 태양복사열 의 흡수가 상대적으로 적다 이와 같이 사면의 방. 향은 겨울철 암석의 복사냉각 정도를 강화시켜 얼 음골의 발생에 있어 냉기의 발생 및 유입을 용이 하게 하는 중요한 요인이 된다 밀양 얼음골이 발. 달하는 사면 방향 역시 북사면이며 의성 빙계 계, 곡의 경우는 남사면에 해당하지만 계곡 사이가 좁 은 협곡의 형태를 띄며 일사량은 매우 적은 특징 을 공통적으로 보이고 있다 전영권( , 2001).
본 연구에서 얼음골이 발달하는 애추의 수직 구
조는 명확히 파악할 수 없었으나 얼음골 입구에서 육안으로 관찰되는 부분과 사면 상에 나타나는 거 력의 분포적 특징으로 암설 퇴적층의 두께는 1~
내외이며 거력들 내 다양한 크기의 공극이 존 5m
재할 것으로 추정된다 얼음골 입구를 비롯해 공. 극의 존재가 확인되는 지점에서는 지표수가 복류 하는 것이 일부 관찰되며 이러한 공극은 어떤 형 태로든 지하수계와의 연결될 것으로 추정된다 전( 영권, 2001)(그림 8). 이와 같은 덕산리 얼음골의 지형적 특성은 밀양 얼음골과 비교해 규모적인 측 면에서 소규모인 것을 제외하면 대동소이하다 표 ( 3).
오히려 덕산리 얼음골에서는 암설과 암설들 사이 식생의 밀집도가 높은 편이다 애추 사면의 측면. 으로 토양층이 발달한 곳에서는 초본과 목본이 정 착한 상태이며 사면 중앙부에 위치하는 암석에는 암석 표면에 이끼류와 지의류가 광범위하게 발달 하는 한편 낙엽층(litter layer)도 두껍게 쌓여 있다. 이와 같은 본 연구지역의 높은 식생 밀집도와 지표 피복물은 얼음골의 냉각과정에 있어 부분적으로 단열재 역할을 할 것으로 추정된다 그림 ( 7.a, b).
하계 결빙현상의 발생과정 2)
얼음골 내부의 기온 하강은 겨울 한파에서 시작될 것으로 추정된다 전병일( , 2002; 황수진 등, 2005).
겨울철 산지 정상부로부터 지표 냉각이 발생하고
덕산리 얼음골 밀양 얼음골 *
사면형태 오목사면 다양
애추 형태 설형 설형 내지 원추형
길이 120m 50~250m
폭 15~50m 25~115m
퇴적층후 5m 미만 최대 15m
사면경사 30° 32°~36°
장경 수십 cm~ m 수 로 다양 수십 cm~ m 수 로 다양
원마도 각력 아각력 , 각력
피복물 이끼 초본류 낙엽층 , , 거의 없음
비고 사면 하단부는 경사가 완만해지며 분지저의 형태
* 전영권(1997, 2001) 참조
표 3. 덕산리 얼음골 애추와 밀양 얼음골 애추의 형태 비교
차가워진 공기는 부력에 의해 하단부로 이동하게 된다 이 때 애추를 이루는 거력의 암설들은 다공. 성 축열조 역할을 하며 냉열 저장 및 공기의 통로 가 된다 김영일 등( , 2006). 특히 겨울철 동안 유입 된 냉기류는 애추 내 암설을 비롯하여 애추 기저 부의 풍화토와 풍화암까지 냉각시키고 토양 및 암 층 내의 지하수와 복류 지표수를 결빙시킬 것으로 추정된다 이와 같은 암설 토양 기반암 및 지표. , , 수와 지하수 등으로 구성된 냉각체의 범위는 애추의 분포 특성 및 형태적 특성에 큰 영향을 받을 것으 로 판단된다 연구지역의 지형 특성 상 애추가 발. 달한 사면의 경사는 매우 급하지만 얼음골이 위치 한 애추 하단부 지점은 경사가 매우 완만해지는 소규모 계곡간의 분지 형태이다 이 경우 공극을 . 따라 하강하는 냉기류는 애추 내 공극 하단부 지 점에서 상대적으로 장기간 저장될 수 있을 것이다. 연구지역의 얼음골에서는 월 말까지 결빙현상7 이 확인되기는 하지만 결빙의 절정은 초봄 월과 (3
월 이다 얼음골 내부 및 냉기 용출부 주변 지표 4 ) .
상에 결빙된 얼음을 관찰해보면 얼음은 일부 공극 을 완전히 채우고 있으며 주로 공극 내 천장을 , 덮고 있는 암설 표면에서부터 수직적으로 발달한 다 이와 같은 결빙현상의 발생적 특징은 결빙과. 정에 있어 얼음골 외부 및 내부 공기의 습도 조 건이 결빙에 있어 중요한 요인임을 지시해 준다. 즉 찬 공기가 공극 유출점을 통해 외부로 유출될 , 때 외부 공기가 수증기로 포화되어 있거나 또는 얼음골 내부 물방울이 암설 표면에 이슬로 맺히면 서 결빙이 시작되는 것이다 이와 같은 추론은 전. 병일(2002)의 정선군 운치리 일대의 얼음골 연구 에서도 제시된 바 있다 겨울철 외부 온도의 하강. 에 따라 발생한 얼음골 내부의 차갑고 습한 공기 는 봄이 되면서 따뜻한 외기와 만나 단열냉각에 의해 암설 표면에 이슬을 형성하고 얼음골 내부의 냉기가 바깥으로 유출될 때 암설에 맺혀있는 물방 울은 증발하며 기화열의 발생으로 암설 표면의 온 도는 더욱 내려가 결빙이 발생하게 된다 본 연구. 지역의 경우 특히 봄철 결빙현상은 지표 융설수가 암설 표면을 따라 흘러내리며 얼음골에서 유출되 는 냉기류에 의해 재결빙될 것으로도 추정된다. 그러나 얼음골 내부의 수분 공급에 있어 안개의 발생은 직접적인 영향을 끼치지 못할 것으로 판단
된다 공극 내 기층은 안정 상태로 유지되어 외부 . 지표상의 안개가 얼음골 내부로 침투하지 못하기 때문이다 다만 본 연구지역의 경우와 같이 암설 . 표면에 서식하는 지의류 등이 많을 경우 안개로부 터 물방울이 맺히고 지의류를 통해 얼음골 내부로 유입될 가능성은 있으나 그 양은 매우 적을 것으 로 생각된다 결론적으로 겨울철 동안 산지 사면. 과 애추 암설에서 발생하는 복사냉각 과정은 아래 의 ◯1과 같으며 여름철 냉기류의 이동 및 결빙 , 과정은 ◯2와 같이 요약할 수 있다 그림 ( 7).
겨울철 한랭건조한 외부공기의 유입
( ) +
➀
상대적으로 따뜻하고 다습한 암석
( )
냉각된 암석 + 다습한 내부 공기
⇒
여름철 냉각된 암석 온난다습한
( ) +
➁
외부공기의 유입 강수( ) 유출지점에서의 냉각 결빙( ) +
⇒
건조한 내부 공기
한계점 및 결론 5.
얼음골의 발생 및 하계 결빙현상에 관한 지금까 지의 제 연구들은 지역의 지형 지질적 요인과 함･
위 모식도상 지하수면의 위치는 임의적으로 설정되었으나 (
우리나라 산지하천의 대부분이 이득하천(gaining stream)의 형태를 보인다는 점으로 복류수와 지하수계는 어떤 형태 로든 연결될 것으로 추정된다 얼음골 내부에는 일부 복류. 수가 직접 확인되기도 한다.)
그림 8. 애추 암설 내 냉기류 파랑색 화살표 의 이동과 ( )
형성에 관한 모식도
께 미기상학적 조건들의 다양성으로 인해 단일한 이론의 구축에 한계점을 보여왔다 본 연구에서 . 역시 무엇보다 덕산리 얼음골이 발달하고 있는 애 추 지형의 내부 구조에 대한 면밀한 분석이 이루 어지지 못했다는 점에서 발생의 중요 요인 분석이 부족한 상태이다 이러한 문제는 정교한 물리탐사. 기술의 도입과 궁극적으로 가능한 지역에서 암설 해체를 통해 내부구조를 직접 확인함으로써 해결 할 수 있을 것이다 이와 같은 분명한 한계점에도 . 불구하고 본 연구가 가지는 의의는 우선 새로운 얼음골 지역에 대한 최초의 학술적 보고라는 점에 서 찾을 수 있을 것이며 한편으로 장기간의 관측 자료를 바탕으로 얼음골의 미기상학적 특성을 정 량적으로 분석하고 있다는 점에서 또 다른 의의를 가질 수 있을 것이다.
영덕 덕산리 얼음골은 절리의 발달이 탁월한 화 산암 지역의 애추 사면 하단부에 발달해 있다 국. 내 대부분의 얼음골에서와 같이 거력의 암설층이 라는 지형적 조건은 얼음골의 발생적 특징에 있어 중요한 요인이 된다 얼음골의 하계 결빙현상에 . 대해서는 우선 겨울철 외부 기온의 하강과 암석의 냉각효과가 얼음골 내부 냉기의 발생을 유도하는 것으로 판단되며 얼음골 내부의 냉각된 공기는 , 암설 내 공극을 따라 부력에 의해 자연대류하며 공극 하단부에 밀집하게 되고 특정한 용출부를 통 해서 여름철까지 냉기를 유출시킨다 특히 본 연. 구지역의 경우 결빙의 발생은 얼음골 내부 온도 및 습도의 변화 상태를 근거로 판단했을 때 냉기 유출부 지점 공기팽창에 의한 기화열의 발생이 가 장 중요한 발생과정일 것으로 판단된다 한편 본 . 연구에서 기술하고 있는 결빙현상은 측정 기기가 설치된 지점에서의 결빙 여부에 대한 것으로 암설 층 기저 및 심부에서는 밀양 얼음골과 같이 여름 철 내 얼음이 상존할 가능성이 높다 이에 얼음골 . 심부의 온도 변화 및 결빙 상태에 관한 후속연구 가 필요하다.
주
1) 국내의 하계 결빙 현상이 확인되는 다수의 지역들에 대한 명칭은 얼음골 얼음굴 풍혈 냉혈 빙혈 또는 , , , , 겨울철 온풍이 발생하는 것에 대해 온혈 등으로 다
양하다 영덕 덕산리 얼음골의 경우 여름철 결빙 현. 상이 한여름이 되며 약화되는 경향이 나타나기는 하 지만 월 중순까지 결빙이 명확히 확인되는 점과 7 현재 현지 주민과 지역 일대에서 얼음골로 널리 불 리고 있다는 점에서 얼음골로 지칭하기로 한다.
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• 교신 신재열 경북대학교 지리학과： ( , 702-701, 대구 광역시 북구 대학로 80)
Correspondence Shin, Jae Ryul (Department of ： Geography, Kyungpook National University, 80 Daehakro, Bukgu, Daegu 702-701, Korea, jaeryul.
[email protected], Tel: +82-53-950-5227, Fax:
+82-53-950-6227)
접수 수정 채택
( : 2015.06.15, : 2015.08.06, : 2015.08.15)
