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바다의 기복 2)
james (211.♡.20.147)
14-05-08 16:27
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바다의 기복 2)
이로서 다음의 공식이 성립되며
속도 = 파장 ÷ 주기
또는
S = L ÷ T
그러나 이 공식이 유용한 반면 심해파 속도에 영향을 주는 다른 요인들 및 얕은 수심에 도달했을 때의 파도의 속도는 전혀 계산하고 있지 않음을 알아야 하며 파도의 원인과 특징들. 파도가 왜 생겨나고 실제 세계에서 어떻게 그들이 움직이는지 알아보면 교란력(disturbing forces)이 파도를 만들어 내고 복원력(restoring forces)은 이를 저항하며 교란력의 강도와 기간과 복원력의 상호 작용이 파도에 각각 다른 특징을 부여하게 됩니다.
물은 지구상에 휴식하는 경향이 있고 액체는 오직 무언가가 에너지를 그들에게 전달할 때(방해)만 움직이며 대양의 파도를 만들어내는 교란력에는 바람, 중력의 변화, 그리고 지진 활동이 포함됩니다. 바람은 수면 위를 지나가는 공기의 마찰로 일어나는 가장 흔한 교란력으로 파도를 만드는 중력의 변화는 여러분에게는 파도가 아닌 조석간만의 차이로 이해될 것입니다. 이들은 우리가 보통 파도를 생각할 때 현저한 차이를 부여하므로 각각 따로 나누어서 살펴보겠습니다. 지진 활동은 쓰나미를 일으킬 수 있는 지진과 화산 폭발을 포함합니다.
각각의 다른 교란력은 각기 다른 파장을 가진 파도를 만들어내고 바람은 보통 파장 60에서 150미터의 파도를 만들어내며 조석의 파장은 대양 분지 크기 정도로 크고 쓰나미는 약 200킬로미터의 파장을 가집니다.
중력은 큰 파도와 지진파의 주된 복원력이 되고 이는 물을 원래 높이로 잡아당김으로 파도를 평평하게 해주며 중력과 편향력은 조석의 파장이 아주 길기 때문에 조석의 주된 복원력이 됩니다. 수면 장력은 파장이 약 1.7센티미터 이하인 표명 장력파(capillary waves)라 불리는 잔물결의 중요한 복원력이 되고 표면 장력은 수면 교란을 저항하는 물 속의 강한 극성에 의해 만들어집니다.
우리는 어떤 복원력이 가장 영향을 미치는가에 따라 파도를 구분할 수 있고 표면 장력파는 주된 복원력이 수면 장력으로 구분되며 표면 장력파는 잔잔한 물위에 바람이 불면 처음으로 생성되는 파도입니다. 파도가 커지면서 수면 장력은 복원력으로 충분한 힘을 갖지 못하게 되고 중력(파도의 무게)이 그 자리를 대신하게 되므로 이보다 큰 파도를 중력파(gravity waves)라고 하며 현실적인 목적으로 우리가 다이빙할 때 염려해야 할 것은 이 중력파입니다.
교란력이 그 강도와 기간, 발생근원이 일정하지 않은 반면 파도는 특정한 패턴을 유지하도록 만들어지고 패턴화되지 않은 파도는 각기 다른 속도로 이동합니다. 긴 파도는 짧은 파도들을 앞지르게 되며 결국 비슷한 파장을 가진 파도들만이 함께 이동하게 되고 이를 바다의 파도 패턴의 동일한 기복을 의미하는 너울(swell)이라고 부릅니다.
비슷한 성질을 가진 너울들은 파랑열(wave train)로 함께 이동하고 이 파랑열의 처음 파도는 점차 에너지를 잃게 되고 그 뒤의 파랑열을 형성하는 새로운 파도에 의해 이 에너지는 전달됩니다. 주로 파도가 분산되면서 뒤따르는 파도가 파랑열을 형성하고 파랑열에 참가하게 되고 이 전체 파랑열은 이 분산과 재형성의 과정을 통해 각 개별 파도의 반절 속도로 이동하게 되며 파랑열이 얕은 수심에 도달하게 되면 각 개별 파도와 그룹 속도는 같아지고 이는 수심이 파도의 특성에 영향을 주어 심해파(deepwater wave)와 천해파(shallow-water wave)의 개념을 이끌게 되기 때문입니다.
심해파는 파장의 반절길이 보다 깊은 수심에서 발생하나 궤도운동을 하는 물의 움직임은 수심이 깊어짐에 따라 급격히 줄어들고 만약 수심이 파장의 반절길이보다 깊은 경우 파도의 특징에 영향을 줄 수중바닥과의 상호작용이 없게 됩니다.
주요 대양 파도의 파장과 교란력
|
파도 종류 |
주기준 파장 |
주 교란력 |
복원력 |
|
풍파(표면 장력파) |
1.73센티미터 |
바람 |
표면장력 |
|
풍파(중력파) |
150미터까지 |
바람 |
중력 |
|
지진파 |
200킬로미터 |
지진활동 |
중력 |
|
조석 |
17,000킬로미터까지 |
태양과 달 |
중력과 편향력 |
20미터의 수심에서 수영하는 물고기는 파장이 40미터 이하인 파도가 머리 위로 지나가는 것을 알아차릴 수 없게 되고 수중 바닥이 심해파에 영향을 미치지 않기 때문에 이 궤도운동 역시 영향을 받지 않은 채 진행하게 됩니다.
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참고문헌: The Encyclopedia of Recreational Diving(PADI), Diving Knowledge Workbook(PADI), 코스디렉터 강정훈
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