[블로그복습] 해수의 표층 순환

해수의 순환을 이제 알아보자. 해수는 수온의 분류 기준으로 혼합층, 수온약층, 심층수로 나뉘고 있다는 것을 해수의 성질 단원에서 배웠다. 그러면 이런 해수들이 어떻게 순환이 되고 열에너지의 순환을 이루게 되는지 한번 알아보자. 아참 그전에 이런 질문을 할수도 있다. 왜 순환 되어야 하나요 ?

에너지 평형 보존의 법칙, 여러 자연현상을 생각해보면 항상 모든 물질들은 평형을 이루려고 한다. 마찬가지로 지구에는 온도가 다 일정하지 않다. 그러므로 자연적으로 열평형을 위해 순환하게 되는 것이다. 

목차 : 대기대순환 - 위도에 따른 열수지

적도에서는 온도가 높아져서 저기압이 형성이 되어 상공으로 공기가 올라가고 위도 30도에 가서는 고기압이 생성이 되어 공기가 내려갑니다. 그리고 위도 60도 에서는 저기압이 형성되어 공기가 올라가고 극지방에서는 고기압이 생성이 됩니다. 교과서에서는 단순히 이렇게 까지만 배우게 되는데 사실 필자는 매우 궁금하였다. 왜 이렇게 되는지.. 몇가지 생각을 해보니 이런 논리로 가능하지 않나 생각이 든다. 핵심 질문은 이것이다. 온도가 높은 적도는 공기가 상승하는데, 왜 위도 30도에서 공기가 내려가게 되는가?

 이것은 내 뇌피셜이다. 하지만 기타 위키 자료를 찾아보고 읽어보니 얼쭈 비슷한 내용 같다. 적도에서 상승된 공기가 위도 30도 까지만 가고 공기가 내려오게 된다. 내생각은 상층에서 위도 30도 까지 가는 동안 공기가 차가워지고 그로 인해서 공기가 지표면으로 내려가면서 고기압이 형성이 될 거 같다. 이것도 일반적인 상식이 필요한데 상층의 공기는 대체로 지표보다 차갑다. 이런 영향으로 위도 30도와 60도는 직접 순환 해들리 순환인 적도에서 발생된 공기 순환으로 생기는 간접순환이다. 이를 페럴 순환이라고 한다. 여튼 극지방에서도 설명이 된다. 극지방의 차가운 공기가 지표면을 타고 위도 60까지 간다. 가는 와중에 공기가 지표면에 의해서 가열이 되고 위도 60에서 올라가서 상승하고 저기압을 형성한다. 그리고 중간에 있는 페럴 순환도 완벽한 순환 체계가 생기는데 바로 60도는 저기압으로 공기가 올라가고 위도 30에서 고기기압으로 공기가 내려가게 된다. 사실 이 과정에서 머가 우선순위가 되는지 햇갈릴수가 있다. 필자가 보기에는 우선순위는 첫번쨰는 극지방과 적도 공기이다. 두번 는 첫번째 공기가 이동하는 과정에서 변화 과정이고, 그 과정에서 변하는 공기 상태가 위도가 30도 ~60도 인데 이때 패럴순환의 간접순환이 형성이 되는 것이다.

https://namu.wiki/w/%EB%8C%80%EA%B8%B0%20%EB%8C%80%EC%88%9C%ED%99%98

(두번째 뇌피셜이다. 블로그와 자료를 찾아보니 전향력으로 인해 0~30 위도에서는 무역풍 30~60는 편서풍이 생기는데 북반구 기준으로 무역풍은 북동풍이 불고, 편서풍은 남서풍이 분다. 이는 위도 30 기준으로 바람이 양쪽으로 나가는 식이며, 이로 인해 큰 고기압 형성에 영향을 주게 되는 것이다. 그래서 중위도 30도에 고기압이 형성 되는 거 같다. 그리고 위도 60도에서는 극동풍이 북동풍으로 불어오고 편서풍이 남서풍으로 불어와서 수렴이 되고 이는 60도 구간에서 저기압이 생성되는 역할을 하는 것이다. ... 그렇다 먼가 둘다 맞물려서 영향이 생기는 것으로 보이고 사실상 교과서에 정확하게 표기가 안되어 있으니 외우는 게 나을 듯하다. 하지만 이런 원리로 될 거 같다라는 나의 논리력이 거의 맞다고 보지만 상황에 따라서 자료 해석을 통해 문제를 풀어야할 듯 하다.) -> 사실상 지구 전향력에 의한 바람이 고기압 저기압 형성에는 무관한거 같아 내피셜에서 제외 해야겠다.

따라서 이렇게 생각해보면 각 위도별 대기순환에 대해 이해하고 외우는 것은 힘들지 않을 것이다. 정리를 하면 북반구 기준으로 0~30도는 북동풍인 무역풍이 불고, 30~60도는 남서풍인 편서풍이 불고, 60~90도에는 북동풍인 무역풍이 불고있다. 0~30도에는 해들리순환이 일어나고, 30~60도는 페럴순환, 60~90도는 극순환이 일어납니다. 그리고 페럴순환은 직접적인 기온의 영향으로 바람이 생성이 되는 것이 아니라 해들리순환과 극순환에 의한 영향이 더 커서 간접순환이라고 표현하고, 해들리순환과 극순환은 직접순환이라고 말한다.

해수의 표층 순환

앞서배운 대기 순환은 해수에도 영향을 미치게 된다. 해수는 얕은 표층과 깊은 심층으로 크게 나눌수 있다. 그중에서 표층이 대기 순환에 의해 영향을 받아서 해류가 발생된다. 그런데 바람이 표층수를 순환 시키기는 하지만 적도에 있는 물이 어떻게 극지방까지 갈수 있을까?

대기 대순환이라고 하더라도 위도마다 바람이 부는 방향도 다르다. 그리고 먼거리를 바람만으로 바다의 표층수들을 이동시키는 것은 쉽지 않다라고 생각할 수 있다. 이는 일반적인 생각이지만 지구는 크고 회전력도 어마어마하다. 우리가 관성때문에 못 느낄 뿐 엄청난 회전이 매일매일 일어나고 있다. 지구가 자전하면서 전향력이 생기고 이는 무역풍, 편서풍을 만들게 한다. 또한 에크만 수송이라는 개념도 있다. 이런 바람으로 표층수가 이동하게 되고 해류가 생기고 파도가 생기는 것이다. 사실 역학적 원리까지 여기에서 찾아보고 설명하기에는 힘들어서 그냥 생략하도록 하겠다. "엄청난 바람으로 해류가 생겨 순환한다. "까지만 으로 정리하겠다.

따라서 해류들의 종류들을 보면 어떻게 순환하는지 이해할 수 있다. 적도에서는 북적도 해류, 남적도 해류가 있으며, 동쪽에서 서쪽으로 이동하는 해류가 발생한다. 무역풍 때문이다. 그리고 각각 극지방으로 올라가며 다시 극지방에서 내려오는 순으로 순환하게 된다. 이런 순환으로 바닷물의 온도 평형도 이루게 된다. 그리고 예외적으로 반적도 해류도 서에서 동으로 흐른다.

우리나라 주변 해류

우리나라 주변 해류는 쿠로시오 해류가 있고 극지방에 내려오는 오호츠크해 해류가 있다. 이 둘이 만나는 지점은 조경수역이라고 해서 염류도 풍구하고 하여 물고기나 어류가 잘 살 수 있는 환경이 된다.

이렇게 순환을 통해 지구에서 생명체들이 활발하게 번식 가능한 환경이 만들어 진다.