교육자료실
SCUBAMALL
바다의 기복 1)
james
14-05-08 16:26
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바다의 기복 1)
오늘날의 과학자들은 공기, 육지 그리고 바다가 지속적으로 물질과 에너지를 교환하고 있음을 발견했고 이는 바람이 메마른 사하라 사막의 모래를 싫어 캐러비안해에 떨어뜨릴 수 있는 등 수중 환경에 변화를 줄 수 있으므로 중요하며 이러한 에너지의 상호 작용은 물이 전 지구상 표면에 다양한 방법으로 움직이며 침식과 토양을 운반하고 인간의 활동에 영향을 끼치게 됩니다. 물의 움직이는 주원인은 수면의 물을 움직이게 하는 바람 에너지 때문이며 이로서 두 가지 주요 물의 움직임이 생겨나게 되고 조류와 파도, 이 둘 모두 바람 이외의 다른 요인 때문에 발생할 수도 있습니다.
1)수면조류
바람이 통일적인 방향과 힘으로 큰 지역 위에 불어올 때 대규모의 물이 대양을 가로질러 수평으로 이동하게 되며 북반구에서는 무역풍(북위 15도 근처)이 북동쪽에서 남서쪽으로 불게 되고 중위 지역에서는 주로 편서풍이 남서쪽에서 불어오며 높은 위도 지역에서는 극동풍이 동쪽에서 서쪽으로 불며 남반구에서는 이 바람은 거울에 비치는 것처럼 반대로 작용합니다. 이 바람에 의한 에너지가 주요 수면 해류를 만들어 내고 이 조류 중 어떤 것은 전세계 모든 강들을 합한 물의 양보다 100배가 넘는 양을 이동시키기도 하며 수면 조류는 바람에 의해 일어난 조류이기 때문에 이 조류의 속도는 수심이 깊어질수록 급격히 사라지고 190미터의 수심에서는 자취를 감추게 됩니다.
지구의 자전 역시 주요 해류에 영향을 미치며 이를 편향력(Coriolis effect/ 코리올리 효과)이라고 부르는데, 이로서 왜 북반구의 물체가 작용하는 힘 방향의 오른쪽으로 편향하는 경향을 가지는지 설명해줍니다(이 경우 바람이 그 작용하는 힘이고 물체는 물의 수면이 됩니다). 남반구에서는 그 반대가 되고 남반구에서 물체는 힘의 방향 왼쪽으로 편향하는 경향을 가지며 편향력에 의하면 이 결과로서 주요 해류가 대양 분지 가장자리를 돌면서 대양 분지들의 한 가운데에 물들을 집중시키는 경향을 만들어냅니다. 이 원을 그리는 물의 움직임 패턴은 환류(gyre)라고 불리고 이는 지구 온도와 해양 생물 분포에 큰 역할을 담당하게 됩니다.
조류는 대양에서 발생하나 큰 호수나 바다, 때로는 작은 수역에서도 발생되며 그러나 수역이 작을수록 에너지를 운반할 충분한 수면 면적이 없기 때문에 바람의 힘이 더 커지게 되고 그러나 많은 큰 호수의 경우 현저한 조류(파도)를 일으킬 수 있는 충분한 물리적인 장소를 가지게 됩니다.
2)파도
파도는 작게는 일 인치 정도의 표면 장력파에서 높게 폭풍 파도 30미터 이상의 높이를 가지는 파도까지 다양하며 이는 보이는 것보다 훨씬 복잡하고 파도는 물질을 통한 에너지의 전달입니다. 에너지가 파도로서 물질을 통과할 때 그 물질은 앞뒤로 움직이거나 회전하나 그 후에는 다시 원래의 위치로 돌아오며 이는 에너지를 근접한 물질로 전달해 주어 에너지가 지속되도록 하는 것입니다. 예를 들어 돌을 연못에 떨어뜨린다고 가정해 보자. 파도는 돌이 떨어진 지점에서부터 시작되고 물은 이동하지 않으며 단지 그 에너지만이 이동될 뿐입니다.
그 물결을 볼 때 여러분은 그 에너지가 진행파(progressive wave)로 전달되어 움직이는 것을 볼 수 있을 것이며 이를 진행파라고 부르는데 이는 한 지점에서 다른 지점으로 에너지가 진행되기 때문입니다. 진행파에는 세가지의 다른 형태인 종파, 횡파, 궤도파가 있습니다
종파(Longitudinal wave)는 물질이 에너지가 여행하는 방향과 같은 방향으로 앞 뒤로 움직일 때 발생하며 이런 형태의 파도는 모든 물질 상태에 관계없이 물질을 통해 이동하고 스프링처럼 입자의 압축과 해압을 통해 이동되고 소리는 종파에 해당됩니다.
횡파(Transverse wave)가 물질 안에서 발생할 때 물질의 움직임은 파도 전체가 움직이는 것처럼 방향의 수직으로 움직이게 되고 예를 들어 여러분이 팽팽하고 수평인 줄의 한쪽 끝을 위 아래로 흔들면 줄은 수직으로 움직이나 파장은 줄의 길이를 타고 수직적으로 이동합니다.
궤도파(Orbital wave)는 오직 액체를 통해서만 전달되며 대양의 경우 이것이 우리가 파도에 대한 염려를 하게 하는 부분으로 이는 에너지가 액체를 통과할 때 원형 궤도를 그리면서 이동할 때 발생되며 부표를 생각해보자. 파도가 접근하면 부표는 파도 쪽을 향해 움직이고 위로 올라갔다가 파봉(wave crest)위에 올랐다가 파도의 뒤쪽으로 미끄러져 내려옵니다.
물(액체)은 궤도 운동으로 움직이지만 결국 원래 위치로 돌아오며 오직 에너지만이 이동하고 궤도 운동이 오직 한 평면에서만 일어나는 것처럼 보이나 실제적으로 궤도 운동은 점진적으로 작은 궤도로 그 파도의 파장(Wavelength)의 약 반절의 깊이까지 파봉에서 파봉까지와 같이 두 개의 파도의 동일점 사이의 수평적 거리로 이어지고 파도의 특성을 수학적으로 표시할 수 있으나 이는 여러분이 가진 정보를 기초로 파도의 행동을 계산할 수 있어서 유용합니다. H:L은 파도의 높이 대 파장의 비율을 가리키며 만약 파장(L:미터로 된 깊이)과 주기(T:초로 된 시간)을 알면 이상적 심해파(예를 들어 깊은 수심의 물로 수중 바닥이 파도에 영향을 미치지 않는 곳의 파도)의 속도(S:초당 미터의 속도)를 알 수 있습니다.
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참고문헌: Instructor Manual(PADI)
The Encyclopedia of Recreational Diving(PADI)
Diving Knowledge Workbook(PADI)
Divemaster Manual(PADI)
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