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바다의 기복 3)
james (211.♡.20.147)
14-05-08 16:28
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바다의 기복 3)
수심이 파장의 1/4보다 얕은 경우 수중바닥은 궤도 운동에 영향을 끼치며 원형의 궤도운동을 타원형으로 납작하게 만들게 되고 수심이 파장의 1/20 정도가 되면 파도는 천해파가 되며 수심이 파장의 1/2에서 1/20까지의 경우 파도는 심해파에서 천해파 특징으로 변화하고 바뀌어가게 된다.
심해파와 천해파는 동시에 존재할 수 있으며 이 좋은 예로 조석에 의해 발생된 대형파도를 들 수 있고 원칙적으로 이 대형파도는 파장이 대양분자 정도의 크기가 되므로 천해파 여야하며 조석이 심해파가 되려면 대양이 지구지름보다 더 깊어야 할 것입니다. 바람이 파도를 만들어 조석 위에 심해파를 만들 수도 있고 표면장력파는 항상 0.9센티미터 수심만이 필요하므로 항상 심해파가 됩니다.
풍파(바람으로 발생한 파도)는 공기 마찰과 함께 에너지를 물로 이동시키므로 자라게 되고 파도가 자라나면서 바람에 더욱 큰 표면을 보임으로 더욱 많은 에너지가 이동되도록 허용하며 풍파의 성장에 영향을 미치는 세가지 요소로는 바람의 속도, 연취시간, 그리고 바람이 분 해상거리인 취송거리(fetch)가 있습니다.
바람은 에너지를 줄 수 있도록 빨리 붙어야 하기 때문에 바람의 속도는 중요하며 바람의 연취시간이 짧거나 바람의 방향이 현저하게 자주 바뀌는 경우에는 큰 파도는 생길 수 없고 취송거리는 바람이 부는 표면 지역을 말합니다. 작은 연못은 고속의 바람이 몇 시간 동안 불어댄다고 해도 큰 파도를 발생시킬 수 없으며 그 이유는 큰 파도를 형성하는데 필요한 에너지를 전달할 충분한 표면 면적이 없기 때문입니다.
이 세가지 요인을 묶음으로 이론적 최대 파도 크기를 만들어낼 수 있고 이 이론적 최대 수치 위에 교란력과 복원력이 서로 균형을 이루어 파도는 그 이상 커지지 않게 되며 어떤 지역이 그 최대 크기에 이르렀을 때 파도는 가장 큰 높이를 가지게 되고 바람의 속도와 연취시간, 그리고 취송거리가 각기 독립적인 요인으로 작용하는 경우 최고 파도의 높이는 꼭 큰 바다에서만 발생하는 것은 아니며 최고 파도의 평균 파고는 1/4미터에서 15미터 정도가 됩니다.
작은 연못의 예와 같이 이 세가지 요인들은 대양이 만들어낼 수 있는 거대한 파도에 영향을 미치고 가끔씩 대양은 풍파가 발전하여 거대하고 방해 받지 않는 파도가 만들어질 수 있습니다. 놀랍게도 가끔씩 최고 파도의 최대 크기 이상으로 파도가 커질 수도 있으나 과학자들은 이러한 변종 대형파도(rogue wave)가 두 개의 가까이 연관된 파랑열의 상호 작용으로부터 이동하여 오는 경우 보강 간섭(constructive interference) 또는 상쇄간섭(destructive interference)의 형태로 서로에게 영향을 미친 것으로 알려져 있습니다. 파도가 동위상(in phase)일 경우 파봉과 파곡이 동시에 발생하여 파고는 보강이 되어 더 큰 파도로 합해지고 또한 파도가 조류의 방향 반대로 진행할 때 파도의 각도를 더욱 심하게 만들어 큰 대형 파도를 만들어낼 수 있으며 이것이 변종 대형파도의 더욱 주요한 원인일 것입니다.
파랑열이 다른 위상에 있으면 한 파랑열의 파봉과 다른 파랑열의 파곡이 동시에 발생하여 파도는 서로를 소멸 시키게 되고 어떤 보강 간섭 또는 상쇄 간섭도 몇 개 파장보다 먼 거리에 있으면 작용할 수 없게 되며 그래서 강한 바람이 부는 잔잔한 바다에서 상쇄 간섭은 발생할 수 없는 것입니다.
파랑열이 동시에 같은 파장을 가지고 동시에 발생하는 것은 드물며 보통 약간의 시간차가 있거나 서로 보강과 상쇄간섭을 반복하는 경향을 가지나 이로서 보통 크고 작은 파도가 어우러지는 결과가 나타나고 보통 잔잔한 파도 후에 큰 파도가 오고 그리고는 다시 잔잔한 파도로 이어지는 패턴을 보아왔을 것입니다. 이것이 바로 약간 다른 파랑열이 함께 밀려오는 경우에 발생하는 것입니다.
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참고문헌: The Encyclopedia of Recreational Diving(PADI), Diving Knowledge Workbook(PADI), 코스디렉터 강정훈
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