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표층수
표층수(表層水, surface layer water)는 해면(海面) 가까이에 있는 바닷물을 말한다. 풍랑, 강수, 증발 따위의 영향을 받는 부분이다.
개요[편집]
표층수는 일반적으로 바다 표면 가까이 있는 해수를 말한다. 해양의 표층에 있는 해수로 심층수보다 수온 염분 등 특성의 시공간적 변동성이 크다. 대한민국 주변 해역에서는 겨울철에는 저온·고염분, 여름에는 고온·저염분의 특성을 나타낸다. 또한, 늦가을부터 겨울철과 봄철 사이에 수온이 일정한 혼합층이 수심 약 100m 이내에 발달한다. 표층수는 풍랑, 강수, 증발 등 기상 변화에 영향을 크게 받으므로, 중위도에서는 변화의 진폭이 크고, 대륙의 가장자리에서 특히 크다. 외양(外洋)에서는 이것의 두께가 여름에는 10~30m 정도, 겨울에는 200m 이상의 대류층을 나타내는 곳도 있다. 연안수나 아한대 수역의 표층에서는 염분이 적은 표층수가 명시되어 있다. 여름철에 이 표층수는 일사에 의해 가열된 수온 약층(水溫躍層)을 나타내어 하층수와 구별된다. 또 풍파나 흐름으로 인해 표층 혼합이 일어난다.[1][2]
특징[편집]
해수층을 온도에 따라 수면으로부터 표층 또는 혼합층, 수온약층, 심해층으로 구분할 수 있다. 해수면에 가까운 층의 물을 표층수라고 한다.
해양의 연직 구조
표층은 해양의 표면에 가까이 위치하고 태양빛이 충분히 투과하여 광합성이 일어날 수 있는 층이다. 표층은 바람과 파도의 영향을 받으므로 혼합이 활발히 일어나고 상대적으로 따뜻하며 일정한 수온을 보이는 층이다. 표층 아래는 수온약층이라고 하는 층이 존재하는데 아래로 내려갈수록 온도가 급격히 감소하는 층이다. 수온약층은 대기의 성층권과 마찬가지로 안정한 구조이므로 표층과 심해층 사이의 교환을 억제한다. 수온약층의 깊이와 온도 경도는 연별 계절별 차이가 크며, 수온약층의 깊이는 태풍의 활동에 영향을 주므로 태풍예보에 중요한 요소로 사용된다.
심해층은 수온약층의 아래에 위치하는 층으로 태양광이 도달하지 않으며 연중 낮은 온도를 일정하게 유지한다. 심층수는 보통 태양광이 도달되지 않는 수심이 깊은 지역의 바닷물이므로 유기물이나 병원균 등이 거의 없을 뿐 아니라, 연중 안정된 저온을 유지하고 있다.
표층 해류(surface current)
바닷물의 흐름을 해류라고 하는데 이를 일으키는 원인은 해수의 압력, 내부 마찰력 등의 내부 원인과 바람에 의한 마찰력, 달과 태양에 의한 기조력 등의 외부 원인이 있다.2) 대기권에서처럼 해양에서도 3차원으로 순환이 이루어진다. 대기권과 유사하게 해양에서도 질량, 열 및 운동량을 열대 지역으로부터 극 지역으로 수송하는 해양 순환이 이루어진다. 그러나 대기권과 달리 순환을 일으키는 밀도의 차이는 온도와 압력뿐만 아니라 염도에 의해서도 일어난다.
표층 해류는 해양의 표층에서 주로 바람의 영향으로 생기는 해류이므로 전세계 표층 해류의 방향은 대기대순환에 의한 바람의 방향과 일치한다.
바람이 해수를 움직이는 힘은 표면에 주어지고 해수의 점성에 의해서 어느 정도 깊이까지 전달되어 해수의 운동 즉 해류가 발생하는데 이를 취송류(drift current) 또는 스웨덴의 해양물리학자 이름을 따서 에크만(Ekman) 해류라 한다. 취송류는 바람의 세기, 방향, 지속 시간 등에 의해 결정되는데, 해수면에서 취송류의 방향은 북반구(남반구)의 경우에 바람의 진행 방향으로부터 오른쪽(왼쪽)으로 45도 각도로 치우친다. 그 속도는 바람의 변형력, 해수 밀도, 소용돌이 점성계수, 지구자전 각속도, 위도 등에 의해 결정된다. 취송류의속도는 일반적으로 풍속의 2.5%~3.0% 이고3), 해면에서 가장 강하며, 밑으로 내려갈수록 약화되어 200 m 정도 깊이에서는 거의 없어지는 것이 보통이다.
그러나 해양의 심층수 유속은 표층 해류보다 훨씬 느리다.[3]
표층수와 심층수 차이[편집]
3면이 바다로 둘러싸인 대한민국에서 바닷물은 흔한 존재한다. 도심과 접한 항구의 오염된 바다는 푸른별 지구에 대한 환상마저 깨트린다. 그런데 이런 오염된 바닷물과 달리 깊은 바다 속에서 길어올린 물, 즉 '해양심층수'는 아주 귀한 대접을 받는다고 한다. 해양심층수는 태양광이 거의 미치지 못하는 깊이 200m 이상인 깊은 바다 속에 존재하는 바닷물을 일컫는다. 지구 바닷물의 약 92.5% 정도는 해양심층수라고 할 수 있으며 바다 속 200m 이상의 깊이에 있는 바닷물이라고 모두 해양심층수라고 하지는 않는다. 해수면 가까이에서 강수, 풍랑, 증발 등의 영향을 많이 받는 바닷물은 '표층수'라고 한다. 200m 이상의 깊은 바닷물 중에서도 순환하는 바닷물을 해양심층수라고 할 수 있다.
해양심층수는 대서양, 인도양, 태평양 등 전 세계를 순환하는 바닷물이 북대서양의 그린란드나 남극 웨델해의 차가운 빙하해역을 만나면서 생성된다고 한다. 엄격히 따지면 해양심층수는 그린란드에서 발원해 2000년을 주기로 대서양, 인도양, 태평양을 순환하는 해수자원을 의미한다. 한 곳에 머무르지 않고 끊임없이 지구 전체를 순환하고 있는 바닷물이 그린란드의 빙하 지역에 도착하면 매우 차가워져 비중이 아주 커지게 되고, 비중이 커진 바닷물이 수심 200m 아래로 내려가 온도가 2℃ 정도까지 떨어진다. 이렇게 가라앉은 바닷물은 고온, 고염분을 지닌 표층수와는 밀도 차이가 커서 서로 섞이지 않고 물과 기름처럼 서로 경계를 유지하며 층을 형성하고, 무려 2000년에 걸쳐 지구의 바다를 순환한다. 이 물이 바로 해양심층수이다.
2℃ 이하 차가운 온도와 깊은 수심 덕분에 유기물이나 오염물질이 유입되지 않아 깨끗하고 미네랄과 영양염류도 풍부하다. 200m 이하 깊이의 얕은 바닷물은 광합성 작용으로 유기물이 번식하고, 공기와 육지의 오염 물질들이 쉽게 유입되지만 깊은 바다 속으로는 내려가지 못해 해양심층수는 풍부한 미네랄 등을 안고 있으면서도 깨끗한 상태를 계속 유지할 수 있다. 해양심층수는 저온 안정성, 질소나 인, 규소 등 무기영양 염류가 풍부한 부영양성, 청정성, 고압의 바다 속에서 오랜 기간 형성된 숙성성 등의 특징을 가졌다. 이런 특징 때문에 대한민국에서는 동해 일부에서만 취수가 가능하다. 해양심층수는 수산자원의 양을 증대·관리하기 위한 증식과 양식, 해양심층수의 저온성과 온도차를 이용한 신재생에너지로 이용하거나 식수·식품·미용·제약 분야 등 다양한 산업분야에서 소중한 재료로 활용된다. 또 부영양성을 이용한 농산물의 생산성 증대와 유기농 작물재배 등에도 이용된다.
특히 화장품 제작에 많이 사용되는데 일부 과학자가 해양심층수는 어머니 뱃속의 양수와 가장 유사한 미네랄 밸런스를 가진 물이라고 발표하면서 화제가 되기도 했다. 한국 국내에서는 모두 8곳에서 해양심층수를 취수한다. 고성군 오호와 속초시 외옹치, 양양군 원포, 강릉시 정동진, 동해시 추암, 삼척시 증산, 울릉군 태하, 울릉군 현포 등이다. 다만, 동해의 해양심층수는 대양의 해양심층수 벨트에서 벗어나 있어 엄밀한 의미에서 해양심층수가 아니다는 논란도 존재한다. 동해로 해류가 통과하기 위해서는 반드시 대한해협을 통과해야 하는데 대한해협의 가장 깊은 수심이 227m 정도라고 한다. 가장 깊은 곳이 그 정도이니 나머지 수심은 그에 미치지 못해 엄밀하게는 해양심층수가 아니라는 주장이다. 결국 동해의 해양심층수는 2000년에 걸쳐 서서히 지구의 대양을 순환하는 해양심층수의 일부라 하기에는 미심쩍은 부분이 있다. 평균 수심 1000m를 넘는 깊은 동해바다 속이야말로 저온·고압·부영양성 등 대양 심층수의 장점을 고스란히 간직한 해양심층수라고 할 수 있다.[4]
동영상[편집]
각주[편집]
참고자료[편집]
- 〈표층수〉, 《네이버 국어사전》
- 〈표층수〉, 《화학대사전》
- 〈표층수〉, 《지구과학사전》
- 〈표층수〉, 《기상학백과》
- 김종화 기자, 〈같은 바닷물이라도 표층수와 심층수는 다르다?〉, 《아시아경제》, 2020-03-10
같이 보기[편집]
