폭풍해일

폭풍해일

폭풍해일(暴風海溢, storm surge, storm flood, storm tide 또는 tidal surge)은 태풍이나 저기압으로 해안에서 해수면이 급격히 높아지는 현상을 말한다.

개요

폭풍해일은 태풍 등의 열대저기압으로 인한 낮은 기압과 바람의 효과로 생긴 높은 파도로 인한 수해이다. 즉, 태풍 같은 강한 저기압권에서 정역학적 균형을 유지하기 위해 해면이 부풀어 올라서 해수면이 이상적으로 높아진 현상이다. 실제로는 만조시가 겹쳐지고 풍랑의 작용이 더해져서 발생한다. 폭풍해일의 원인으로는 다음과 같은 요소를 들 수 있다. ① 태풍 또는 강한 저기압권 안팎의 기압차에 의하여 해면이 정역학적(靜力學的) 균형을 유지하기 위하여 부풀어오른다. 그 높이는 cm로 나타내면 권외와의 기압차 Δp (hPa)의 수치와 거의 일치한다. 즉 중심기압 960 hPa의 태풍인 경우는 중심 부근의 해면은 권내에 비하여 (1010－960)=50cm쯤 높아진다. ② 정역학적으로 부풀어오른 해면의 모양은 태풍의 이동과 더불어 진행하는데, 그 속도가 해면에서의 너울의 속도에 가까운 경우에는 공명작용(共鳴作用)에 의하여 더 부풀어오른다. 공명작용에는 만(灣)의 파도의 특성도 관계가 있다. ③ 폭풍 때문에 해수가 해안에 밀려와 해면이 높아진다. 이들 기상의 원인에 의한 해수면의 변화를 기상조석이라고 한다. 실제로 폭풍해일은 기상조석에 천문조석(태풍 내습시와 만조시가 겹치면 해수면은 더 높아진다) 및 풍랑의 작용이 더해진 것이다.

역사

기압이 낮고 바람이 강한 폭풍에 의해 해수면이 크게 변하는 현상이 폭풍해일이다. 이는 수심이 얕은 해안 지역 또는 내륙의 호수 등에 폭풍이 내습했을 때, 폭풍의 강도가 매우 강하고 수심이 얕은 지역이 넓게 분포하는 경우 수위 변화가 커, 이로 인한 피해가 크게 발생한다. 폭풍의 작용에 의해 위치와 시간에 따라 해수면이 상승할 수도 있고 하강할 수도 있지만 해수면 상승이 지배적이다. 폭풍해일은 수 분에서 수 시간 동안 지속된다.

세계적으로 가장 치명적인 폭풍해일은 1970년 벵골만을 강타한 사이클론 볼라(Bhola)에 의해 발생했으며, 약 500,000명의 인명 피해를 초래하였다. 21세기 들어서 가장 치명적인 폭풍해일은 2008년 5월에 미얀마에서 138,000명 이상의 인명 피해를 낸 사이클론 나르기스(Nargis)에 의해 발생하였다. 금세기 들어 그 다음으로 큰 피해를 낸 폭풍해일은 태풍 하이옌(Haiyan)에 의한 것으로, 2013년 필리핀 중부를 강타하여 6,000명 이상의 인명 피해와 140억 달러의 재산 피해를 발생시켰다. 미국 남쪽의 멕시코만에서도 허리케인에 의한 폭풍해일이 빈번하게 발생하며, 2005년 허리케인 카트리나(Katrina)에 의해 미시시피주 남부에서는 8m 이상의 폭풍해일이 발생하였다. 우리나라에서는 1959년 태풍 사라에 의해 큰 피해를 입은 기록이 있으며, 금세기 들어서는 2002년 태풍 루사와 2003년 태풍 매미가 동해안과 남해안 일대에 폭풍해일 및 폭우에 의한 큰 침수 피해를 주었다. 때때로 온대성 저기압도 폭풍해일을 일으키며, 일반적으로 열대성 저기압보다 지속 시간이 길기 때문에 오랜 시간, 넓은 영역에 걸쳐서 고수위를 발생시킨다.

폭풍해일 원인

폭풍해일은 강한 바람을 동반하는 온대성 저기압이나 열대성 저기압이 해안에 접근하는 경우 발생한다.

주요 원인

비정상적으로 해수면이 높아져서 해수가 육지를 덮게 되는 원인은 (1) 강한 바람, (2) 낮은 기압, (3) 코리올리 힘, (4) 파도의 영향, (5) 강우 효과이다. 폭풍해일에 가장 큰 영향을 주는 것은 육지 쪽으로 부는 강한 바람이다. 강한 바람은 해수면의 높이를 1~2m 높일 수 있다. 기압 효과는 바다의 수위 변화가 기압 변화에 따라 발생한다. 기압이 낮은 경우 수위가 상승하여 해표면 아래에서 수평적으로 전체 압력이 일정하게 유지될 수 있도록 한다. 저기압의 중심 기압이 주변보다 1hPa 낮으면, 해수면은 약 1cm 상승한다. 만약 저기압의 중심 기압이 주변보다 15hPa 낮으면, 해수면은 약 15cm 상승한다.

지구 자전으로 코리올리 힘이 발생한다. 이 효과는 북반구와 남반구에서 각각 오른쪽과 왼쪽으로 흐름을 휘어지게 한다. 코리올리 힘에 의해 해안선에 수직하게 흐름이 발생하면 해일이 증폭될 수 있다. 파도의 영향은 연안에서 부숴지는 경우 큰 영향을 미친다. 파도가 부서지면서 해안 쪽으로 움직이는 물 입자는 상당한 운동량을 가지며, 부서지기 전 파도 높이의 두 배를 초과하는 수위 상승이 발생한다. 강우 효과는 강하구에서 주로 발생한다. 태풍을 포함한 열대성 저기압은 국지적으로 매우 많은 강우량을 동반한다. 강우의 지표면 유출은 하천과 강을 범람시킬 수 있다. 이때 바다에서 전파되어 오는 폭풍해일과 만나게 되면 강하구의 수위는 크게 상승한다.

기타 영향

대륙붕이 넓게 발달한 해안 지역에 태풍과 같은 강력한 열대성 저기압이 내습하면 10m 이상의 폭풍해일을 일으킬 수 있다. 더욱이 폭풍해일의 피크 시간이 조석의 만조 시와 겹치게 되면 피해는 훨씬 커지게 된다.

폭풍해일모델

폭풍해일모델(storm surge model)은 폭풍해일을 예측하기 위한 모델이다. 폭풍해일은 폭풍에 동반된 강한 바람이나 폭풍 중심 지역의 지상기압 강하에 의하여 해수면이 상승하여 바닷물이 해안으로 침범하는 현상을 말한다.

1970년대 중반 이래 폭풍해일의 역학적 메커니즘에 관련된 연구가 빠르게 진행되어 왔는데 이 중에서 폭풍해일의 수치모델이 급속하게 개발되어 왔다. 폭풍해일의 정확한 수치예측을 위해서는 기상자료를 비롯하여 대상 지역의 해저지형 및 수심자료 등 많은 입력 자료가 필요하고 계산이 복잡하여 계산시간도 많이 소요된다. 그럼에도 불구하고 지난 수십 년간 기상예측기술이 크게 발달하고 컴퓨터 속도 및 저장매체의 능력이 급격히 신장됨과 아울러 수치해석 기법이 발전하게 됨에 따라 해일 예∙경보의 실용적 사용을 위한 수치모델 개발이 크게 이루어져 왔다. 최근에는 해일 예측을 위해 천문조와 해일의 비선형 상호작용을 고려한 예측 방법과 해일과 파랑의 상호작용을 고려한 예측 방법 등에 대한 연구가 진행되고 있다.

미국은 해양대기청(NOAA)에서 폭풍해일 예보업무를 담당하고 있으며 플로리다 마이애미에 국가 허리케인센터(National Hurricane Center)와 하와이 호놀룰루에 중앙태평양 허리케인센터(Central Pacific Hurricane Center)를 두고 허리케인에 의한 폭풍해일을 하루 4번 72시간 동안 감시 및 예측하는 시스템을 구축하여 운영하고 있다. 예측모형으로 간단한 통계학적 기법에 의한 모형, 2차원적 모형 그리고 3차원 수치모델을 활용하고 있다.

대한민국 기상청에서는 정확한 폭풍해일 예측을 위한 노력으로 수치모델을 예측에 사용해 왔다. 기상청의 폭풍해일 예측시스템은 2차원 해양순환모델(Princeton Ocean Model, POM)에 기반하여 운영되고 있다. 폭풍해일 예측시스템은 대기모델의 해상풍과 해면기압 예측정보를 입력장으로 이용하고 있는데, 단일 초기장 입력에 따른 불확실성을 감소시키기 위해 현재 앙상블 예측시스템을 구축하는 연구를 수행하고 있는 중이다.

기상청에서 운영하는 폭풍해일모델은 지역조석/폭풍해일 모델(Regional Tide/Storm Surges Operational Model: RTSM)로서 약 8km의 해상도로 일 2회 87시간 예측을 수행하여 동아시아 해역의 조석 및 폭풍 해일 예보에 활용되고 있다. 그러나 한반도의 서해안과 남해안은 해안선이 복잡하고 많은 섬들로 구성되어 있기 때문에, 우리나라 연안의 상세한 폭풍해일 산출에는 한계가 존재한다. 그러므로 고해상도의 연안 폭풍해일 예측모델 개발이 필요하게 되어 지역 폭풍해일 예측시스템을 경계조건으로 이용한 연안조석/폭풍해일 예측시스템(Coastal Tides/Storm Surges Model: CTSM)을 운영하고 있는 중이다.

주의사항

피해 저감 방법

폭풍해일의 위험성이 높은 지역에서는 특별한 폭풍해일 경보를 발령하여 주민들이 사전에 대피할 수 있도록 한다. 폭풍해일의 피해를 줄이기 위해서, 해안에 제방을 쌓아서 배후지를 범람으로부터 보호하기도 하고, 영국 테임즈강의 예처럼 유사 시에 작동하는 대형 수문을 설치하여 해일이 상류로 전파하는 것을 차단하기도 한다. 최근에 이태리 베니스에서는 MOSE(MOdulo Sperimentale Elettromeccanico, Experimental Electromechanical Module) 프로젝트를 통하여 평상 시에는 평평한 구조물의 한쪽을 경첩으로 해저면에 고정시키고 구조물 안에 물을 채워 바다 밑에 눕혀 놓았다가 유사 시에는 물을 빼서 세움으로써 폭풍해일을 막는 구조물을 도입하였다.

참고자료

• 〈폭풍해일〉, 《네이버 국어사전》
• 〈폭풍해일〉, 《기상학백과》
• 〈폭풍해일〉, 《위키백과》
• 〈폭풍해일〉, 《두산백과》
• 〈폭풍해일〉, 《해양학백과》
• 〈폭풍해일 원인〉, 《해양학백과》
• 〈폭풍해일모델〉, 《기상학백과》

같이 보기

• 폭풍
• 해일
• 태풍
• 해안
• 현상
• 파도
• 바람
• 기압
• 풍랑
• 저기압
• 저기압권
• 기상조석
• 천문조석
• 인명피해
• 열대저기압
• 폭풍해일모델

이 폭풍해일 문서는 날씨에 관한 글로서 검토가 필요합니다. 위키 문서는 누구든지 자유롭게 편집할 수 있습니다. [편집]을 눌러 문서 내용을 검토·수정해 주세요.

지역 : 지역, 지형, 기후, 날씨 □■⊕, 한국지리, 세계지리, 세계의 강, 세계의 바다, 세계의 섬, 국가, 도시, 아시아 도시, 유럽 도시, 북아메리카 도시, 세계의 도시, 신도시, 한국 행정구역, 북한 행정구역, 중국 행정구역, 일본 행정구역, 인도네시아 행정구역, 동남아시아 행정구역, 아시아 행정구역, 유럽 행정구역, 러시아 행정구역, 북아메리카 행정구역, 남아메리카 행정구역, 세계 행정구역, 한국 지역, 아시아 지역, 유럽 지역, 북아메리카 지역, 남아메리카 지역, 아프리카 지역, 세계 지역 날씨 가마솥더위 • 가을볕 • 강추위 • 고온 • 고온건조 • 고온다습 • 그늘 • 그림자 • 기온 • 기온차 • 꽃샘추위 • 날씨 • 냉기 • 냉파 • 늦더위 • 늦추위 • 다습 • 더위 • 등온선(등치선) • 등편차선 • 땡볕 • 뙤약볕 • 맑음 • 맹추위 • 무더위 • 볕 • 봄볕 • 불볕 • 불볕더위 • 불쾌지수 • 빛 • 삼복더위 • 삼한사온 • 상대습도 • 섭씨 • 습기 • 습도 • 습윤 • 실효온도 • 열기 • 열사병 • 열지수 • 온기 • 온도 • 온도계 • 온도차 • 온흐림 • 이상고온 • 이상난동 • 이상냉하 • 이상저온 • 일교차 • 일기 • 일기도 • 일사량 • 일사병 • 저온 • 절대습도 • 체감온도 • 추위 • 찜통더위 • 토출온도 • 폭염(혹서) • 폭염경보 • 폭염주의보 • 폭염특보 • 한기 • 한랭 • 한랭건조 • 한랭다습 • 한랭습윤 • 한파 • 한파경보 • 한파주의보 • 한파특보 • 햇볕 • 햇빛 • 햇살 • 혹한 • 혹한기 • 화씨 • 흐림 비 가랑비(잔비, 실비) • 가루비 • 가뭄 • 가을비 • 가을장마 • 강수 • 강수량 • 강우 • 강우량 • 개부심 • 갬 • 건들장마 • 건조 • 건조경보 • 건조주의보 • 겨울비 • 궂은비 • 꿀비 • 뇌우 • 는개 • 늦장마 • 단비 • 달구비 • 도둑비 • 떡비 • 마른장마 • 먼지잼 • 모다깃비 • 모종비 • 목비 • 무더기비 • 무지개 • 물방울 • 밤비 • 번개 • 벼락(낙뢰) • 보슬비 • 봄비 • 봄장마 • 부슬비 • 비 • 비꽃 • 빗물 • 빗방울 • 빗소리 • 빗줄기 • 산사태 • 산성비 • 소나기 • 수증기 • 술비 • 슈퍼셀 • 스콜 • 악뇌우 • 안개비 • 안개주의보 • 약비 • 억수 • 억수장마 • 여름비 • 여우비 • 웃비 • 응결 • 응결점 • 이슬 • 이슬비 • 이슬점 • 인공강우 • 일비 • 자드락비 • 작달비 • 잠비 • 장대비 • 장마 • 장마권 • 장마전선 • 장마철 • 장맛비 • 전선뇌우 • 증발 • 증발량 • 집중호우 • 찬비 • 채찍비 • 천둥 • 청천벽력 • 춘뢰 • 칠석물(칠석비) • 큰비 • 폭우 • 폭풍우 • 호우 • 호우경보 • 호우주의보 • 홍수 • 황사비 눈 가랑눈 • 가루눈 • 강설량 • 결로 • 고드름 • 길눈 • 날린눈 • 내부결로 • 눈 • 눈갈기 • 눈꽃 • 눈바람 • 눈발 • 눈보라 • 눈사람 • 눈사태 • 눈석임 • 눈석임물(눈석이) • 눈송이 • 눈싸움 • 눈폭풍 • 대설 • 대설경보 • 대설주의보 • 대설특보 • 도둑눈 • 떡눈 • 마른눈 • 발등눈 • 복눈 • 봄눈 • 빙정 • 서리 • 서릿발 • 성에 • 소나기눈 • 숫눈 • 신적설 • 싸라기눈(싸락눈) • 얼음 • 우박 • 인공눈 • 자국눈 • 잣눈 • 적설 • 적설량 • 진눈깨비 • 첫눈 • 최심신적설 • 최심적설 • 추상 • 포슬눈 • 폭설 • 표면결로 • 풋눈 • 함박눈 구름 고적운(양떼구름) • 고층운 • 구름 • 구름층 • 권운(새털구름) • 권적운 • 권층운 • 난운 • 난층운 • 뜬구름 • 먹구름 • 상층운 • 수직운 • 안개 • 적란운(비구름) • 적운(뭉게구름) • 중층운 • 층운(안개구름) • 층적운(두루마리구름) • 편적운 • 편층운 • 하층운 • 해무 • 흰구름 바람 가는바람 • 가을바람 • 간들바람 • 강풍 • 강풍경보(폭풍경보) • 강풍주의보(폭풍주의보) • 건들바람 • 겨울바람 • 계절풍 • 고기압 • 고요 • 고추바람 • 골바람(곡풍) • 공기 • 국지풍 • 극동풍 • 급변풍 • 기단 • 기류 • 기압 • 기압골 • 난기류 • 날파람 • 남동풍(동남풍) • 남서풍(서남풍) • 남실바람 • 남풍(마파람) • 냉풍 • 노대바람 • 높새바람 • 늦바람 • 대기 • 대기권 • 대기순환 • 대류권 • 더스트볼 • 돌풍(갑작바람) • 동풍(샛바람) • 된바람 • 등압선 • 디아블로 • 마에스트로 • 모래바람 • 모래폭풍 • 몬순(계절풍) • 무역풍 • 무풍 • 무풍지대 • 미풍 • 바람 • 보퍼트 풍력계급 • 봄바람 • 북동풍 • 북서풍(서북풍) • 북풍(된바람) • 블리자드 • 비바람 • 빌딩풍 • 사막풍 • 사이클론 • 산곡풍 • 산들바람 • 산바람(산풍) • 상승기류 • 서풍(하늬바람) • 성층권 • 센바람 • 소슬바람 • 수렴기류 • 수직기류 • 시베리아 고기압 • 실바람 • 싹쓸바람 • 약풍 • 여름바람 • 연풍 • 열권 • 열대저기압 • 옆바람 • 온난전선 • 온대저기압 • 온도풍 • 온풍 • 왕바람 • 왜바람 • 육풍 • 이동성 고기압 • 이동성 저기압 • 저기압 • 전선 • 제트기류 • 중간권 • 찬 공기 • 찬 바람 • 큰바람 • 큰센바람 • 탁월풍 • 태풍 • 태풍경보 • 태풍주의보 • 토네이도(용오름) • 파스칼(Pa) • 편동풍 • 편서풍 • 폭풍 • 푄현상 • 풍력 • 풍력계급 • 풍속 • 풍압 • 풍향 • 하강기류 • 하향격풍(미소격풍, 마이크로버스트) • 한랭전선 • 항공경보 • 해기차 • 해륙풍 • 해풍 • 허리케인 • 헥토파스칼(hPa) • 활강풍 • 황사 • 황사경보 • 황사주의보 • 황소바람 • 회오리바람 • 흔들바람(질풍) 해류 간만 • 간조 • 고파 • 난류 • 너울 • 라니냐 • 만조 • 물거품 • 물결 • 밀물 • 석수 • 쇄파 • 수괴 • 수온 • 심층수 • 썰물 • 엘니뇨 • 연안류 • 왕복조류 • 이안류 • 잔물결 • 장파 • 저층수 • 조류 • 조석 • 조차 • 중간파 • 중층수 • 지진 • 지진해일 • 지진해일경보 • 지진해일주의보 • 파도 • 폭풍해일 • 폭풍해일경보 • 폭풍해일주의보 • 표면파 • 표층수 • 풍랑(풍파) • 풍랑경보 • 풍랑주의보 • 한류 • 해류 • 해류도 • 해상경보 • 해수(바닷물) • 해양파 • 해양학 • 해일 • 해일주의보 • 해파 • 회전조류 • 흐름 기상 경보 • 기상 • 기상경보 • 기상관측 • 기상법 • 기상상황 • 기상예보 • 기상예비특보 • 기상이변 • 기상재해 • 기상주의보 • 기상특보 • 기상학 • 기상현상 • 예보 • 우주기상 • 일기예보 • 조드 • 주의보 • 특보 위키 : 자동차, 교통, 지역, 지도, 산업, 기업, 단체, 업무, 생활, 쇼핑, 블록체인, 암호화폐, 인공지능, 개발, 인물, 행사, 일반