지구과학 2 -해수, 해파와 조석

해수

해수를 움직이는 힘
(1)정역학평형:단위질량의해수 에 작용하는 연직 수압 경도력 과 중력이 평형을 이루는 상태  중력=연직 수압 경도력

(2)수압:물속의한점에서받는압력의 세기 모든 방향에서 같은 세기의 압력을 받는다.
•수압의 크기: P=qgz(q: 해수의 밀도, g: 중력 가속도, z: 해수면에서부터의 깊이)
(3) 해수에 작용하는 힘
1)수평방향의수압경도력:해 수에 작용하는 수평 방향의 수 압 차 때문에 생기는 힘  주 로 해수면 경사에 의해 발생 •밀도가 일정한 해수에서 해수면이 경사져 있을 때 두지점 A와 B의 해수면 아래 임의의 두 지점 사이의 수압 차는-qgDz이다. 이때 면적 DS에 작용하는 수압 차에 의한 수압 경도력은 DP_DS이고, 단위 질량에 작용하는 수압 경도력{ mF }은 다 음과 같다.

2)전향력: 지구가 자전하기 때문에 생기는 가상적인 힘
•크기: C=2vXsin¬(C: 단위 질량의 해수에 작용하는 전향력, v: 해수의 속력, X: 지구 자전 각속도, ¬: 위도)
•방향: 북반구에서는 운동 방향의 오른쪽 직각 방향, 남반구에 서는운동방향의왼쪽직각방향으로작용한다.

에크만 수송과 지형류
(1)에크만나선과에크만수송
1)에크만 나선(북반구) •에크만나선:해수면위에바람이일정하게계속불면표면해수는 풍향의 오른쪽 45도 방향으로 이동하고, 수심이 깊어질수 록 유속이 느려지면서 오른쪽으로 점점 더 편향되어 시계 방향 으로 나선형의 에크만 나선이 나타난다.
•마찰층: 해수 표면에서부터 해수의 이동 방향이 표면 해수의 이동 방향과 정반대가 되는 깊이(마찰 저항 심도)까지의 층을 마찰층 또는 에크만층이라고 한다.
2)에크만 수송: 마찰층 내에서 해수의 평균적인 이동  북반구에 서는 풍향에 대해 오른쪽 직각 방향, 남반구에서는 왼쪽 직각 방 향으로 에크만 수송이 일어난다.

경도력
(2) 지형류
1) 지형류: 수압 경도력과 전향력이 평형을 이루는 상태에서 흐르는 해류

2)지형류의 형성 과정(북반구): 북반구의 해양에서 수압 경도력에 의해 수압이 낮아지는 방향으로 해수 이동 → 해수가 이동하면 전향력에 의해 오른쪽으로 편향 → 수압 경도력에 의해 해수의 유속이 빨라지면 전향력도 증가 → 빨라진 유속에 비례해 커진 전향력이 수압 경도력과 크기가 같고 방향이 정반대가 되면 힘의 평형 상태에서 지형류 형성
3)지형류의 속력과 방향

아열대 순환과 지형류(북반구)
(1) 지형류의 형성 과정: 무역풍과 편서풍에 의한 에크만 수송으로 30도N 부근의 해수면 높이 상승 → 해수면의 경사로 인해 수압 경도력 발생 → 수압 경도력과 전향력이 평형을 이루며 지형류 형성

(2) 지형류의 방향
4)세계 주요 해류
1) 10N~30N: 동 → 서  북적도 해류 등
2) 30N~60N:서→동 북태평양해류등

(3) 태평양의 아열대 순환과 지형류: 무역풍대에서는 북적도 해류가 동쪽에서 서쪽으로 흐르고, 편서풍대에서는 북태평양에서 동쪽으로 흐르면서 시계 방향의 순환을 형성한다.


극동풍
(1) 서안 강화 현상: 고위도로 갈수록 전향력이 커지기 때문에 순환을 이루는해류중대양의서쪽연안을따라흐르는해류가강한흐
름으로 나타나는 현상

(2)아열대 순환에서 서안 경계류와 동안 경계류
1)서안 경계류: 아열대 순환에서 대양의 서쪽 연안을 따라 좁고 빠 르게 흐르는 해류
2)동안 경계류: 아열대 순환에서 대양의 동쪽 연안을 따라 비교적 넓고 느리게 흐르는 해류
3)서안 경계류와 동안 경계류 비교(북반구)

해파와 조석

해파
(1) 해파의발생:주로바람에의해발생하며,해저지진,폭풍등에의 해서도 발생한다.
(2) 해파의 요소

1)마루와 골: 파의 가장 높은 부분(마루), 파의 가장 낮은 부분(골)
2)파장: 마루(골)와 마루(골) 사이의 수평 거리
3)파고: 마루와 골의 연직 거리
4)주기: 연속된 두 개의 마루(골)가 지나는 데 걸리는 시간

(3) 해파와 물 입자의 운동: 파의 에너지는 파의 진행 방향을 따라 전 달되지만 물 입자는 특정 지점을 중심으로 궤도 운동을 한다.

해파의 분류
(1)모양에 따른 분류
1)풍랑: 바람에 의해 직접 형성되며 마루가 뾰족한 삼각형 모양의 해파
2)너울: 풍랑이 발생지를 벗어난 곳에서 마루가 둥글게 규칙적으로 변한 해파  풍랑보다 주기와 파장이 길다.
3)연안 쇄파: 파봉이 부서지는 해파  연안 쇄파는 해파가 해안으 로 접근할 때 발생하며, 해저와의 마찰로 해파의 속력이 느려지 고 파장이 짧아지면서 파고가 높아져 발생한다.

1)풍랑: 바람에 의해 직접 형성되며 마루가 뾰족한 삼각형 모양의 해파
2)너울: 풍랑이 발생지를 벗어난 곳에서 마루가 둥글게 규칙적으로 변한 해파  풍랑보다 주기와 파장이 길다.
3)연안 쇄파: 파봉이 부서지는 해파  연안 쇄파는 해파가 해안으 로 접근할 때 발생하며, 해저와의 마찰로 해파의 속력이 느려지 고 파장이 짧아지면서 파고가 높아져 발생한다.

(2) 지진 해일(쓰나미): 해저 지진, 해저 사태 등에 의한 해수면의 급 격한변동으로발생한해파 깊은바다에서는파고가낮고속 력이 매우 빠르다. → 얕은 해안가로 접근할수록 속력은 느려지 고 파고가 높아져 해일이 발생한다.

1)기조력의발생원인:지구가다른천체와의공통질량중심주위 를 회전할 때 생기는 원심력과 천체가 잡아당기는 만유인력의 합 력에 의해 생긴다.
2)기조력의 크기(T): 영향을 미치는 천체의 질량(M)에 비례하고, 천체까지 거리(d)의 세제곱에 반비례한다.
3)달과 태양에 의한 기조력: 태양의 질량은 달의 질량에 비해 훨씬 크지만 태양은 달에 비해 지구로부터의 거리가 훨씬 멀다. 따라 서 달에 의한 기조력이 태양에 의한 기조력보다 약 2배 크다.

(2) 조석 주기
1)만조와 간조: 해수면이 가장 높아졌을 때를 만조, 가장 낮아졌을때를 간조라고 한다.
2) 조석 주기: 만조(간조)에서 다음 만조(간조)
3)달의 공전과 조석 주기: 달이 하루 동안에 약 13도 공전하므로 지구의 부풀어오른위치도달을따라움직이게된다.따라서달방향에있던 지구의 어떤 지점(A)이 하루 뒤 다시 달 방향(B)에 있기 위해서 는지구는약13도 더회전해야한다.그시간은대략50분이더 소요되므로달이같은위치가되는데걸린시간은약24시간50 분이 된다. 반일주조의 경우 하루 동안 2회의 만조(간조)가 나타 나므로 조석 주기는 약 12시간 25분이 된다.

(3) 사리와 조금
1) 조차:만조와간조때해수면의높이차이
2) 사리와 조금: 조차가 최대일 때를 사리, 최소일 때를 조금이라 한다. 3 달의 위상과 조석 현상: 삭이나 망일 때는 사리, 상현이나 하현일때는 조금이 발생한다.

(4)위도에 따른조석의차이와조석형태:달의위치에따라서물이부 풀어 오르는 방향이 달라지고, 또한 위도에 따라서 조석의 형태 가 달라진다.
1)원인: 달의 공전 궤도가 지구의 적도와 약 23.5도 기울어져 있기 때문이다.
2)조석의 형태

•일주조(A): 하루에 만조와 간조가 한 번씩만 나타난다.
•혼합조(B): 일주조와 반일주조가 혼합된 형태
•반일주조(C): 하루에 만조와 간조가 대략 두 번씩 나타난다.