해류 [ocean current, 海流]
해류를 야기하는 힘에는 바람, 압력차, 중력, 코리올리 힘 등이 있다. 바람에 의해 발생하는 해류를 취송류(wind-driven current)라고 하며, 대표적인 예로서 에크만 해류(Ekman current)가 있다. 관성력에 의해 유지되는 관성류(intertia current)가 있다.
바다는 다른 흐름을 갖는 여러 개의 조각으로 나뉜다. 일정한 흐름을 갖는 조각 하나를 해류라고 한다. 해류는 크게 표층수의 움직임과 심층수의 움직임으로 나눌 수 있다.
표층수는 바람과의 마찰력으로 움직이고 심층수는 온도와 염분의 차이로 인해 움인다. 이러한 움직임은 바닷물의 염분과 열을 순환시키는 역할을 한다.
표층수는 따뜻한 흐름인 난류와 차가운 흐름인 한류가 이동하면서 열을 순환시킨다. 심층수의 경우 차고 짠 해수는 밀도가 크므로 중력의 힘에 의해 가라앉아 열과 염분을 순환시킨다.
해양의 관성류는 지구 자전력에 의해 원운동을 한다. 관성류의 궤적이 정확하게 원운동은 아니다. 정확하게 원이 아닌 이유는 마찰력 등의 기타 외력이 동시에 작용하기 때문이다.
해류의 존재와 그 변동성은 물리학적 특성을 이해하는 데 대단히 중요한 동시에, 해양 생태계에도 큰 영향을 미친다. 특정한 어종(예, 명태, 정어리, 멸치, 쥐가오리, 상어, 고래)들은 특정 해류와 연동하면서 생활을 하는 경우가 많다.
대표적인 해류들
지구상에는 다양한 해류가 존재하는데, 태평양의 구로시오, 대서양의 걸프 스트림, 인도양의 동인도해류, 서인도해류 등이 있고, 북극권역의 북극해류, 남극의 남극환류, 한국과 일본 사이의 좁은 해협을 통과하는 대마난류, 동한난류, 북한한류, 동해 북부와 러시아 해안을 타고 남하하는 리만-프리모리에해류가 있다.
태평양에서 규모가 가장 큰 해류는 구로시오이다. 구로시오는 필리핀 루손 섬에서 시작하여 일본 동쪽 연안을 따라 북상하다가 북위 50도 부근에서 연안을 떠나 동쪽으로 흐른다. 북태평양 환류의 일부분을 구성하는 구로시오는 동쪽으로 흘러 미국의 서안으로 진행하여 캘리포니아해류와 합류하고, 다시 북적도해류와 합류한다.
구로시오의 수송량은 계절 변화와 경년 변화를 하는 것으로 알려져 있다. 구로시오의 수송량은 사행하는 방식에 따라 크기가 변하는데 큰 사행일 때는 24 스베드럽(Sv)이고 그렇지 않은 경우에는 23.5 스베드럼(Sv) 이하가 된다. 참고로 1 스베드럽(Sv)은 106m3/sec이다.
우리나라 주변인 황해에는 황해난류 및 황해한류가 존재하고, 동해에는 북한한류, 러시아 남쪽 해안을 따라 남하하는 리만-프리모리에한류가 있으며, 일본 열도를 타고 북상하는 구로시오는 북서태평양에서 가장 큰 난류이다.
국립해양조사원에서는 일반 국민들에게 동해의 준 실시간 해류 분포를 홈페이지를 통해서 제공하고 있다.
한국해양학회는 1966년 7월 2일 해양학의 발전 및 해양에 관한 지식의 향상과 보급에 공헌하고, 해양자원 개발과 보존 및 해양환경의 보전에 기여를 목적으로 설립되었다.
2018년 현재 2,5000여 명의 회원을 가진 국내 해양과학 분야의 대표적인 학회이다. 연 2회 정기 학술대회를 개최하고, SCIE 등재 영문학술지 <OSJ>, KCI 등재 국문학술지 <바다>를 발행하고 있다.
해류의 발생
세계의 주요한 표면 해류를 간략히 설명하면 북반구에는 시계방향의, 남반구에는 시계반대방향의 큰 환류가 하나씩 존재한다고 할 수 있다. 한편 해면 위로 부는 바람도 대체로 이와 유사한 분포를 보이고 있다. 대기순환(大氣循環) 중 가장 중요한 것은 고위도의 편서풍, 저위도의 무역풍이다.
바람이 해면 위로 불면 해면에 나타나는 응력 때문에 해면으로부터 수심 약 100m 깊이까지의 해수는 북반구에서는 바람에 대하여 직각 우측(남반구에서는 좌측)으로 흐른다. 따라서 북반구에서 바람이 시계방향으로 불 때 표층(表層)의 가벼운 물은 대기의 환류(環流)의 중심을 향하여 흘러 쌓이면서 해면은 급하게 상승한다.
해면의 상승 때문에 해중의 압력은 바람환류의 중심에서는 높고 외측에서는 낮게 된다. 이에 따른 압력경도와, 해수의 운동에 나타나는 지구자전에 의한 전향력(북반구에서는 운동방향에 직각 우측으로 작용한다)이 합성하여 해수는 고압부를 오른쪽으로 보면서 운동하게 된다. 따라서 바람의 환류의 중심을 중심으로 하는 시계방향의 해수의 환류가 생긴다.
그러나 대기의 환류가 대개 동서대칭으로 있는 것에 반하여, 해수의 환류는 동서대칭이 아니고 서쪽의 흐름이 좁고 강하며, 동쪽의 흐름은 넓고 약하다. 이와 같이 해양의 서안에서 해류가 좁고 강하게 되는 현상을 서안강화(西岸强化), 그 강화된 흐름을 서안경계류(western boundary current)라 한다.
이것은 해양에는 해안이라는 경계가 있고, 지구자전의 효과가 위도에 따라서 다르기 때문에 일어나는 현상이다. 서안경계류의 예로는 북태평양의 쿠로시오 해류, 남태평양의 동오스트레일리아 해류, 북대서양의 멕시코 만류, 남대서양의 브라질 해류 등이 있다.
해류의 추정과 측정
해류의 측정에는 실제적인 해수의 운동을 직접 측정하는 것과, 해수의 운동이 밀도와 방사성 탄소의 농축도 및 전자기파 특성과 같은 요인의 간접적인 측정으로부터 계산되고 예측되는 두 가지 방법이 있다. 해류병을 바다의 특정 장소에서 띄운 후에, 해류병을 발견한 사람이 발견 위치와 시각을 기록해서 보내오면, 그것을 정리하여 해류를 추정하는 방법이 있다. 또한 해중에 염료나 혼합물을 투하하여, 그 염료의 확산 경로를 시각적으로 추적하거나,
혼합물을 다시 채집 분석하여 해류를 측정할 수도 있다. 부표(drogues)는 표면 가까이의 해류를 추적하는 데에 사용된다. 플라스틱·나무·천 등 상대적으로 불투수성인 물질 또는 낙하산을 작은 부표로부터 알려진 일정 수심에 부착시킨다. 해수가 움직임에 따라 연결부에 나타난 저항은 해수와 똑같은 속도로 움직이도록 한다.
일정한 추적을 위해서 흔히 깃발·등불 또는 레이더 반사기가 부표에 부착된다. 또 에크만유속계는 유향과 유속을 동시에 측정한다. 추를 단 유속계를 와이어에 부착시켜 원하는 수심까지 내려보낼 수 있다. 풍향계와 같이 큰 날개는 해수의 흐름방향으로 방향을 잡는다. 다음에는 메신저를 떨어뜨려 작동핀을 열어 프로펠러가 돌도록 한다.
회전계수기에 통과한 수주(水柱)의 길이가 기록된다. 일정시간이 지난 다음, 두 번째 메신저를 떨어뜨려 프로펠러의 회전을 멈추게 한다. 이와 같은 부분이 유속에 관한 자료를 제공해준다. 청음유속계(聽音流速計)는 유속만을 측정하는 데 사용된다. 프로펠러가 회전운동 때마다 접점에서 전류가 발생되어 전기신호가 전선을 따라 선상에 있는 관측자의 이어폰에 전기음으로 전달된다. 이와 같이 이 기구를 통과해서 지나가는 수주의 양이 정해진 시간에서 결정될 수 있다.
지자기 전자해류계(GEK)를 배 뒤에 끌고가면서 표면해류를 측정할 수도 있다. 이 계기의 기초가 된 원리는 지구의 자기장에 의해 일어난 해수에서의 전력 측정이다. 해수는 좋은 전기전도체로서 지구자기장에서 해수의 운동은 전자기력을 발생시키며, 그 양은 해수의 속도에 따라 변한다.
해류는 해중의 압력장(壓力場)과 밀접히 관련되어 있기 때문에, 해중의 수온 ·염분의 분포로부터 해수의 밀도분포를 알고, 또한 이로부터 압력분포를 계산하여 해류를 구할 수 있다. 해수의 밀도는 보통 염분보다도 수온에 크게 좌우되기 때문에 수온의 분포만으로도 대체적인 해류의 방향을 추정할 수 있다. 일반적으로 비행기 ·인공위성으로부터 해면의 수온을 측정하여 해류의 양상을 밝히고 있다.
유속계, [ current meter , 流速計 ]
유체(流體)의 흐르는 속도를 측정하는 계기.
주요 종류에는 날개차식 유속계와 피토관식 유속계가 있다. 날개차식은 날개차나 프로펠러의 회전 속도가 유속에 비례하는 것을 이용한 것으로 로빈슨 풍속계와 에크만멜츠 조류계(潮流計) 등이 있다.
피토관식은 피토관을 흐름 속에 놓고, 유체의 동압(動壓)을 조사해서 유속을 측정하는 것으로, 항공기의 속도계로 채택되고 있다.
이 밖에 전열선(電熱線)에 흐름이 닿게 하고, 흐름에 의한 전열선의 온도강하를 전기저항의 변화로서 포착하여 유속을 구하는 열선유속계(熱線流速計)도 있다.
열선식 유속계, [ hot wire flow velocimeter , 熱線式流速計 ]
가열된 물체를 유체 속에 놓아두면 냉각되어 10시간이 지난 후에는 유체와 같은 온도로 된다. 흐름이 있으면 냉각은 더 빠르다. 유속과 냉각의 관계를 이용하여 유체의 유속을 계측하는 센서를 열선식 유속계라 한다. 직열(直熱)형과 방열(傍熱)형으로 분류되며, 각각에 정온도(定溫度)형과 정전류형이 있다. 발열체에는 저항선, 반도체, 열전대 등이 사용된다. 풍속계나 난류계측계, 자동차 엔진의 공기유량측정 등에 이용되고 있다.
센서용어사전
관련용어
참조항목
난류, 심층수, 한류, 유량, 전자해류계, 측량기계, 해양관측, 피토관, 해류의 추정과 측정
역참조항목
기니해류, 기후인자, 남극환류, 동한해류, 밀도류, 보류, 서풍표층류
카테고리
출처 ^ 참고문헌,
[게티이미지)
[해류 [ocean current, 海流] (해양학백과)
[국립해양조사원, http://www.khoa.go.kr/)
[Basic 고교생을 위한 지리 용어사전
[네이버 지식백과] 해류 [oceanic current, 海流] (두산백과)
[해류의 발생 (두산백과)
[해류의 추정과 측정 (두산백과)
[유속계 [current meter, 流速計] (두산백과)
[열선식 유속계 [hot wire flow velocimeter, 熱線式流速計] (센서용어사전, 2011..,)
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