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조석
조석(潮汐, tide)은 밀물과 썰물을 통틀어 이르는 말이다. 또는 달, 태양 따위의 인력에 의하여 해면이 주기적으로 높아졌다 낮아졌다 하는 현상이다. 보통 12시간 25분의 간격으로 하루에 두 번 일어난다. 지구의 자전, 달과 태양의 상대적 위치에 따르는 변화, 지형의 영향 따위로 복잡한 양상을 보인다. 조수(潮水), 물때라고도 한다.
개요[편집]
조석 또는 조수는 태양과 달이 지구에 미치는 기조력에 의해 지구의 해수면이 주기적으로 오르내리는 현상이다. 물때라고도 한다. 해수면이 가장 낮은 시기를 간조(干潮, 영어: low tide), 가장 높은 시기를 만조(滿潮, 영어: high tide)라 하며 간조에서 만조로 수위가 상승하는 동안을 밀물, 만조에서 간조로 수위가 하강하는 동안을 썰물이라고 한다. 만조와 간조 때의 해수면의 차이를 조차, 혹은 조수간만의 차라고 부른다. 조력 발전은 조수 간만의 차를 이용해 전기를 생산한다. 평균적으로 12시간 25분마다 만조와 간조가 반복되며, 지역에 따라 보통 하루에 1~2회 정도 조석이 생긴다. 만조와 간조가 번갈아 일어날 때 해안에서는 조류(潮流, 영어: tidal current)가 생긴다.
조석은 태양과 달의 기조력에 의해 생기기 때문에 태양과 달의 위치에 따라 조차가 달라진다. 달이 그믐이나 보름 직후 조차가 가장 클 때를 사리(영어: spring tide), 상현이나 하현 직후 조차가 가장 작을 때를 조금(영어: neap tide)이라고 한다. 조석은 해안가 연안에 사는 사람들의 생활 방식에 영향을 미친다. 조차가 큰 지역은 선박이 접근하기 어려워 항만 건설에 불리한데, 따라서 큰 항구에서는 갑문이나 부교를 설치하는 등의 방법으로 조석을 이용한다. 조석은 땅과 대기에서도 일어나지만, 그 효과는 미미해 실생활에서 느끼기는 어렵다.[1]
상세[편집]
조석은 달과 태양의 중력으로 발생한 기조력의 영향으로 해수면의 높낮이가 주기적으로 변하는 현상을 가리킨다. 지구 표면에 액체 상태로 떠 있는 바다가 지구 중심을 형성하는 고체층과 서로 다른 중력 가속도를 받기 때문에 생긴다. 대한민국 서해는 세계구급으로 조석이 굉장히 뚜렷하게 드러나는 곳이고 그래서 갯벌이 잘 발달했다. 반면 동해는 아예 언제가 밀물이고 언제가 썰물인지 느끼지도 못할 정도다. 남해는 동해보다는 서해의 특징에 좀 더 가까운 편이며, 남해와 동해 바다가 만나는 부산광역시에서는 도시 안에서도 다대포해수욕장이 있는 서부산과 해운대해수욕장, 송정해수욕장 등이 있는 동부산 해안의 조석 변화 차이가 눈에 띌 정도다. 순 우리말로는 '미세기'라고 하며, 한자어로는 조석(潮汐), 일본어로는 うしお라고 한다.
해수면이 최고조에 달할 때를 만조(滿潮), 가장 낮아졌을 때를 간조(干潮)라 하며, 만조와 간조의 차이를 조수 간만의 차(조차, 潮差)라 한다. 간조에서 만조까지 바닷물이 밀려오는 현상을 밀물, 만조에서 간조까지 바닷물이 나가는 현상을 썰물이라고 한다. 한반도 서해안은 남해안, 동해안에 비해 조차가 크게 나타난다. 대체로 아산만 일대가 가장 큰 조차를 보이며, 인천, 군산 등이 그 다음이고, 목포, 남포 등은 비교적 작게 나타난다. 조차가 지역/해안별로 다르게 나타나는 것은 조석이 파동(조석파)의 형태로 나타나기 때문인데, 쓰나미 등에서도 나타나는 현상과 기본적으로 비슷한 부분이 있다. 즉 해저 및 해안 지형에 따라 조차는 다르게 나타날 수 있으며 수심이 깊으면 면적당 에너지 전달이 작아져 조차가 작게 나타나는 반면, 수심이 얕아질수록 조차가 크게 나타난다. 또한 파장이라는 점에서도 알 수 있듯, 조석파가 서로 상쇄되어 조차가 0인 지점이 나타날 수 있는데 이를 무조점(Amphidromic point, 또는 tidal nodes)라 부른다. 세계적으로 조차가 작은 바다로는 지중해, 카리브해, 동해 등이 꼽히며, 반대로 조차가 큰 바다로는 황해, 서유럽 대서양 연안, 호주 북서부, 파나마만, 캐나다 뉴브런즈윅주 펀디 만 등이 꼽힌다.
밀물과 썰물은 달과 태양의 인력에 의해 발생하는데, 달의 인력이 태양의 인력보다 더 크게 작용한다. 태양과 지구, 달이 일직선을 이루는 합삭(음력 29일 전후), 만월(음력 15일 전후) 때에 조차가 크게 일어나며, 직각을 이루는 상현, 하현 때에 조차가 작게 일어나는데 조차가 크게 일어나는 때를 대조(大潮, 사리), 작게 일어나는 때를 소조(小潮, 조금)라고 한다. 밀물과 썰물 현상은 대체로 6시간 간격으로 하루 두 차례 반복되며 어업 종사자 및 해안가 거주자들의 삶 및 생업과 밀접하게 관련되어 있다. 이를테면 어선이 밀물 때에 맞춰 입출항하는 것, 물빠짐이 심한 지역을 운항하는 연안여객선이 썰물 때를 최대한 피해서 입출항 시간표를 짜는 것, 갯마을 주민들이 썰물 때에 갯벌에 나가 어패류를 채취하는 것 등이 이에 해당된다. 또한 밀물 때에 만조 수위가 상승하여 해안가에 침수 피해가 일어나는가 하면 밀물 때에 드러나지 않았던 육지와 섬, 혹은 섬과 섬을 연결하는 바닷길이 썰물 때에 열려 이 길을 통해 두 지역이 서로 왕래하기도 한다. 이 때문에 밀물과 썰물의 차이가 매우 큰 인천, 태안, 군산, 목포 등 서해안 지역 어촌에서는 만조와 간조 시간(일명 '물때')이 매일 적어둔 달력을 집에 걸어놓고 이를 매일 확인한다. 인천항에 설치된 갑문식 도크와 군산항에 설치된 부교(浮橋) 역시 조수 간만의 차이에 따른 결점을 보완하기 위해 설치된 시설물이다.
섬과 육지, 섬과 섬 사이에 좁은 수로(해협)가 있을 경우 밀물과 썰물 때에 급격한 흐름이 생기기도 한다. 대표적인 곳이 전라남도 해남과 진도 사이의 울둘목으로 이순신 장군은 이 흐름을 이용해 명량 해전의 승리를 이끌기도 했다. 바다와 강이 만나는 하구에서는 썰물 때에 강물의 유속이 빨라지는가 하면 밀물 때에는 바닷물이 강으로 역류해 들어와 주변 지역에 염해를 입히기도 한다. 이 역류의 흐름이 심할 때는 그냥 바닷물이 스며드는 수준이 아니라 급류를 이루기도 한다. 아마존 강의 포로로카, 중국 첸탕강(錢塘江)의 해소(海嘯)가 그 예이다. 조석 간만의 차이가 큰 지역에서는 강물에 쓸려온 토사들이 해안가에 퇴적하여 갯벌이 형성되는데, 조수 간만의 차이가 큰 서해안에서 이러한 갯벌이 많이 형성되었다. 때문에 하안에 농경지가 많다면 이 염해를 막고 민물 수자원을 확보하기 위해 수중보나 하구둑 등을 건설한다. 함수가 담수보다 밀도가 높아 무겁기 때문에 수중보에 가로막히므로 안정적으로 민물만 확보할 수 있게 된다.
전근대에는 내륙수운에도 큰 영향을 주었다. 밀물을 타면 굳이 바람을 타거나 노를 젓지 않아도 손쉽게 배를 상류까지 몰고 갈 수 있기 때문에, 이 조수 영향권의 종착점이 주요 교역지로 번성했다. 영산강의 영산포, 금강의 강경포, 한강의 송파나루, 대정강의 진두장, 섬진강의 화개장 등이 대표적이다. 그러나 이런 조수를 이용하지 않아도 쉽게 항구에서 내륙으로 이동할 수 있는 근대 육상교통이 등장하자 내륙 포구들은 빠르게 쇠퇴했다. 달이 지금보다 가까웠던 선캄브리아대에는 조수 간만의 차도 지금보다 훨씬 큰 수십 m에 달했으리라 추정된다. 밀물과 썰물이 자전하고 있는 지구를 바깥쪽으로 끌어당기면서 지구의 자전속도가 느려져 하루에 해당하는 약 24시간이 6만 2500년에 1초씩 가량 길어진다는 연구결과가 있었다.
바다 낚시를 즐기는 사람에게는 매일, 매달의 조석 변화가 조황과 자리 선택, 공략 어종 선택에 큰 영향을 끼치는 요소이므로, 스마트폰에 앱을 반드시 깔아 놓고 있다. 자리가 물에 잠기느냐 아니느냐가 달라지는 서-남해안은 말할 것도 없고, 간만차가 심하지 않은 동해안에서도 조석에 따른 물고기의 이동과 활동 시간은 달라지기 때문이다. 심지어 사리 때와 조금 때 조황이 달라지기도 한다. 밀물 때 바닷물이 올라오는 강 하구 기수역 또한 마찬가지이다. 어업인들에겐 더욱 중요한 부분이다. 그래서 해안 지역에서는 아예 달력에 매일매일의 예상 물때(조석변화)를 기록해놓는다. 물때는 달의 위상에 따라 결정되므로 해안가에서 음력은 필수요소이다. 이것은 외국도 마찬가지로 물때표(tide table)를 만들어 배포하지만, 한국과 달리 각 물때(무쉬, 1물, 2물 등등)를 지칭하는 용어는 따로 없다.[2]
조석의 원리[편집]
행성에 보이는 조석을 예측하는 이론을 조석 이론이라 한다. 균형조석론, 동역학적 조석론 등이 있다. 조석은 태양과 달의 만유인력과 상대적인 위치, 지구의 자전, 해안가의 지형 등 여러 가지 요인의 영향을 받는다. 태양에 의한 기조력은 달에 의한 기조력의 약 46% 정도로 더 약하다.
조석의 기본 원리
조석을 일으키는 힘을 기조력이라 하며, 기조력은 천체와의 거리의 세제곱에 반비례한다. 기조력은 달과 태양 등의 천체가 지구에 작용하는 만유인력과, 지구와 천체의 공통 무게 중심을 중심으로 공전하는 지구의 원심력의 합이다. 그림은 달에 의해 발생하는 조석을 나타낸 것으로, 달과 마주보는 지역에서는 달이 작용하는 만유인력이 가장 크기 때문에 만조가 된다. 달과 반대편에 있는 지역에서는 달과 지구의 공통 무게중심을 도는 원심력이 더 크게 작용하여 마찬가지로 만조가 된다.
조석은 차등 중력으로도 설명할 수 있다. 즉 달이 지구에 작용하는 중력은 지구상의 각 지점마다 그 크기와 방향이 다른데, 지구 중심에 작용하는 중력을 각 지점마다 빼면 그 결과가 해당 지역에서의 기조력이 된다. 태양이 지구에 작용하는 중력은 달이 작용하는 중력의 약 179배 정도이지만, 태양은 달과 지구 사이의 거리보다 약 389배 정도 멀리 떨어져 있기 때문에 태양에 의한 기조력은 달에 의한 기조력의 약 46% 정도로 약하다. 사리 때 기조력에서 달은 약 69%, 태양은 약 31% 정도를 차지한다. 더 정확히는 달의 기조력에 의한 가속도는 1.1×10−7 g, 태양에 의한 가속도는 0.52×10−7 g 정도이다.(g는 중력가속도)
균형조석론
뉴턴의 조석 이론인 균형조석론에서는 해수의 마찰력과 관성력을 무시하고 해수가 받는 힘에 즉각적으로 반응한다고 가정한다. 즉 해수면은 항상 힘의 평형 상태를 유지하고 있다고 가정한다.
먼저 달이 지구에 작용하는 기조력만을 고려할 때, 원심력을 고려할 필요가 없는 상황인 지구와 달이 서로 공전을 하지 않는 상황을 생각하자. 즉 지구와 달은 서로 자유 낙하하고 있으며, 이때 지구 중심 관성 좌표계의 관찰자를 생각하자. 그러면 지구상의 모든 지역에서는 지구 중심에 작용하는 중력만큼의 관성력 가 반대 방향으로 작용한다.
여기서 은 지구 중심에서 달의 중심 방향으로의 단위벡터, 은 지구의 질량, 은 달의 질량, 은 지구 중심에서 달의 중심까지의 거리이다. 한편 달과 마주보는 면에서 지구 위의 위도가 인 지역이 받는 중력 는 다음과 같다.
은 P에서 달의 중심 방향으로의 단위벡터, 은 지구의 반지름이다. 따라서 에서의 기조력 는 두 벡터의 합이다.
일 때를 계산하면, 이 보다 훨씬 크므로 기조력은 다음과 같이 근사된다.
같은 방식으로 일 때의 기조력을 구하면 크기가 거의 같고 방향은 반대인 힘이 된다.[1]
대한민국의 조석[편집]
대한민국의 조석은 지역에 따라 다르게 나타난다. 조수간만의 차가 큰 서해안과 남해안에는 갯벌이 잘 발달해 있다. 전라남도 진도 등의 지역에서는 썰물 때 섬과 섬 사이를 연결하는 바닷길이 열리는 바닷길 현상이 일어나기도 한다. 평균 해수면은 2~3월에 가장 낮고 8월에 가장 높다.
서해안은 세계적으로 조수간만의 차가 큰 지역으로, 특히 아산만 부근은 조차가 평균 약 6.1m 정도로 한국의 연안 중 조차가 가장 큰 지역이다. 북쪽에서 남쪽으로 갈수록 조차는 낮아지고 평균 고조간격은 짧아진다.
남해안은 하루 두 번의 조석이 일어난다. 서쪽에서 동쪽으로 갈수록 조차는 낮아지고 평균 고조간격은 약 8시간에서 11시간으로 짧아진다.
동해안은 수심이 깊고 일본 열도로 둘러싸여 있어 조차가 0.3m 내외로 작은 편이며, 특히 포항 부근은 조차가 평균 약 0.2m 정도로 조차가 가장 적은 지역이다. 동해안에서는 계절에 따라 하루에 간조와 만조가 1번씩만 생기기도 한다.
밀물을 이용하면 별다른 노력 없이도 강 하구에서 하천을 따라 내륙 지방으로 선박을 쉽게 들일 수 있었기 때문에 과거에는 조수 영향권 내의 지역에 주요 교역장이 형성되었다. 한강의 송파나루, 영산강의 영산포 등이 대표적이며 운송 수단의 발전으로 이러한 포구들은 쇠퇴하였다.
오늘날은 단주기(약 1개월) 또는 장주기(약 1년)의 조석 변화를 예측할 수 있으며, 해양수산부 국립해양조사원에서는 국내 연안 150여 개 지역의 조석 정보를 제공하고 있다.[1]
동영상[편집]
각주[편집]
참고자료[편집]
같이 보기[편집]
