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조석과 해수면

  • 조석관측기준면
    조석관측 기준면
    • 조석관측의 기준면은 기본수준면(datum level, D.L)이라고 하며 조석표의 조고 및 해도에 있어서 수심을 표시하는 기준면으로 사용합니다.
    • 국제수로회의에서 수심기준면은 조석이 그 이하로는 내려가지 않는 면으로 해야 한다고 규정하고 있으며 수심기준면은 각국에서 그들의 규정에 따라 다르며 우리나라의 수심기준면은 약최저저조면(approximate lowest low water: 인도대저조면)으로 규정되어 있습니다.
    • 기준면을 설정하는 방법은 기준면을 잡고자 하는 지역에서 1개월 이상의 조석관측을 실시한 후 그 자료를 조화분해하게 되면 그 지역에 대한 조화상수가 나오게 됩니다. 이 조화상수는 그 지역의 조석에 관한 특성들이 들어간 자료이므로 이 값을 기본으로 기준면을 잡고 조석을 예보할 수 있는 것입니다.
    • 산출되는 조화상수의 개수는 관측기간에 따라 다르며 우리나라의 경우 기준면을 설정하는 데는 4개(M2, S2, K1, O1)의 조화상수를 사용합니다. 이 조화상수의 반조차를 이용하여 관측된 기간의 평균해면(A0)에서 4개분조의 반조차 만큼 아래로 내려간 면이 됩니다.
    • 정확히 맞는 표현은 아니지만 일반인이 이해하기 쉽게 설명하자면 적정기간 조석관측을 한 결과 중 가장 아래로 내려간 면이 기준면이라 생각하면 됩니다.
     
    수심의 기준면과 육상표고의 기준면
    • 수심의 기준면인 D.L(Datum Level : 기본수준면이 기준)은 각 해안 지역에서 조석관측을 실시하여 기준면을 정하므로 지역에 따라 서로 다른 기준면으로 구성되어 있습니다.
    • 육상 표고의 기준면은 인천항의 평균해수면(M.S.L:Mean Sea Level)을 0점으로 잡아 수준측량을 실시하여 전국적으로 1, 2등 수준점(B.M)을 매설하여 그 점에 대한 위치와 표고를 건설교통부 국토지리정보원에서 유지 관리하고 있습니다.
    • 해상의 기본수준면(T.B.M)과 육상의 수준점(B.M)의 성과를 비교하려면 T.B.M의 평균해면상 높이와 B.M의 높이를 정밀 수준 측량하여 비교하면 됩니다.
    • 국립해양조사원에서는 이 두 점간의 차이를 비교하기 위해 해수면의 경사를 관측한 자료가 있으므로 항만 공사에 사용하시면 도움이 될 것입니다.

    TBM - BM  높이 환산 예시도

    지역별 평균해면(TBM 성과) 값을 인천평균해면(BM) 값으로 환산시

    - 두 수준점간(BM-TBM)의 평균해면 성과치(MSL)가 산출된 경우 : [(X-Y)+(△)=인천평균해면 값

    * X: 해당지역의 D.L 상 TBM 높이 Y : 해당지역 평균해만(M.S.L)-TBM(MSL)의 차

  • 조석현상과 관측
    바다표면의 움직임 - 조석

    조석현상은 지구, 달, 태양 등의 상대 위치에 따른 기조력에 의해 발생되는 바다 표면의 주기적 상승, 하강을 말한다. 세계의 여러 지역에서 조석은 만조와 간조가 약 24시간 50분마다 2회씩 일어나는 반일주조와, 만조와 간조가 1회씩 일어나는 일주조 형태로 발생하게 된다. 조석의 특성을 결정하는 것은 달과 태양의 위치 ·지구의 자전 ·해안선의 모양 ·수심 및 위도 등이 있다.

    통합해양교실 홈페이지 작업중 페이지입니다.

    이러한 요소들은 변하지 않는 것과 규칙적으로 변하는 것으로 구분할 수 있으며, 전자는 위도, 수심, 해저지형 및 해안선 등이 있고, 후자에는 달과 태양의 위치 및 지구의 자전 등이 있다. 특히, 조석현상은 해양에서 관측되는 현상 중 예측 가능성이 가장 큰 특성을 가지고 있을 뿐만 아니라, 활용에 있어서도 건설, 환경, 물류 등에 중요하게 사용되고 있어 매우 중요한 현상이다.

    조석현상은 여러 지역에서의 조석관측 결과와 자료에 기초하여 약 1개월 이내의 변화, 즉 단주기 변화와 1년 주기 변화, 즉 장주기의 변화를 알고 예보할 수 있다. 따라서, 앞으로의 조석을 예보하거나 과거의 조석상황을 추정할 수도 있다. 이러한 조석예보는 기상특성(기압 또는 바람 영향 등)을 포함하고 있지 않으며, 따라서 현장에서 관측되는 자료와 예보 값은 어느 정도의 편차가 발생하게 된다.

    만약 이러한 기상 특성을 제거할 수 있다면 대단히 정확한 예보를 구할 수 있을 것이다. 해마다 세계 각 지역은 각각의 조석예보표가 발행되고 있으며, 정확한 조석의 예보를 하기 위해서는 장기, 연속적으로 해수면의 변화를 관측 ·기록하는 조석관측이 선행되어야 한다. 즉, 연안에 조위관측소를 설치하여 장기 조석관측을 시행한 후 자료를 분석하고 그 지역의 조석을 일으키는 성분인 조화상수를 산출하여 조석을 예보하여야 한다. 2007년 현재 우리나라 서해·남해·동해에 37개 조위관측소가 설치되어 있으며, 향후 지속적으로 신설할 계획이다.

    조석을 관측하는 방법 중 가장 쉬우면서 꼭 해야 하는 것은 눈금이 그려져 있는 자(표척)를 바닷물 속에 수직으로 세우고 바닷물의 높이를 눈으로 측정하는 표척 관측이다. 이러한 표척 관측은 짧은 시간 동안의 관측이나 해면의 높이 기준이 되는 기본수준점표 높이를 측정할 경우와 기계식 조위계 자료의 정확성을 파악하려 할 때 행해진다. 그러나 눈으로 관측하는 방법이어서 캄캄한 밤이나 눈·비 등이 많이 내리는 날에는 정확한 관측이 불가능하다.

    일반적으로 기계식 조석 관측 장비인 조위계를 이용한 장기관측을 시행한다. 기계식 조위계는 물 높이 변화에 따른 압력의 변화를 측정하는 수압식과 뜰개를 물 위에 띄어 놓고 물높이가 변화함에 따라 뜰개의 높이가 달라지는 것을 측정하는 부표식을 사용한다. 수압식은 압력을 관측할 수 있는 센서를 바다 속에 설치하고 이것을 통해 전해지는 수압에서 대기압을 제외시킨 값을 이용하여 물높이를 계산하는 방식을 이용한다. 따라서, 어느 정도의 오차를 포함하고 있다. 수압식 조위계는 단기관측이나 시설물 설치가 어려운 지역에서 바닷물의 높이 변화를 측정할 때 주로 사용한다.

    부표식 조위계는 바닷물의 높이가 변화되는 상황을 기록지라는 종이위에 펜으로 그래프를 그리도록 되어 있는 장비로 관측 자료에 이미 대기압, 해수 밀도 등이 포함되어 있어 현장의 관측 자료를 바로 사용할 수 있다. 또한, 매일 매일 장비에서 관측되는 자료를 검증할 수 있을 뿐만 아니라, 사람의 눈으로 그래프를 직접 확인할 수 있어 관측 중에 발생될 수 있는 결측을 최대한 줄일 수 있다.

    조석예보 자료

    전국 50개 조위관측소 및 3개 해양관측소

    부산 조위관측소

    조석을 관측하는 방법 중 가장 쉬우면서 꼭 해야 하는 것은 눈금이 그려져 있는 자(표척)를 바닷물 속에 수직으로 세우고 바닷물의 높이를 눈으로 측정하는 표척 관측이다. 이러한 표척 관측은 짧은 시간 동안의 관측이나 해면의 높이 기준이 되는 기본수준점표의 높이를 측정할 경우와 기계식 조위계의 자료의 정확성을 파악하려 할 때 행해진다. 그러나 눈으로 관측하는 방법이어서 캄캄한 밤이나 눈·비 등이 많이 내리는 날에는 정확한 관측이 불가능하다.

    일반적으로 기계식 조석 관측 장비인 조위계를 이용한 장기관측을 시행한다. 기계식 조위계는 물 높이 물 높이 변화에 따른 압력의 변화를 측정하는 수압식과 뜰개를 물 위에 띄어 놓고 물높이가 변화함에 따라 뜰개의 높이가 달라지는 것을 측정하는 부표식을 사용한다.

    수압식은 압력을 관측할 수 있는 센서를 바다 속에 설치하고 이것을 통해 전해지는 수압에서 대기압을 제외시킨 값을 이용하여 물높이를 계산하는 방식을 이용한다. 따라서, 어느 정도의 오차를 포함하고 있다. 수압식 검조의는 단기관측이나 시설물 설치가 어려운 지역에서 바닷물의 높이 변화를 측정할 때 주로 사용한다.

    부표식검조의는 바닷물의 높이가 달라지는 것을 기록지라는 종이위에 펜으로 그림을 그리도록 되어 있는 장비로 관측 자료가 이미 대기압, 해수 밀도 등이 포함되어 있어 현장의 관측 자료를 바로 사용할 수 있다. 또한, 매일 매일 장비에서 관측되는 자료를 검증할 수 있을 뿐만 아니라, 사람의 눈으로 그래프를 직접 확인할 수 있어 관측 중에 발생될 수 있는 결측을 최대한 줄일 수 있다.

    실시간해양관측정보 제공

  • 해수면의 변화
    • 조석
    • 물 때의 표현 방법
    • 파랑
    조석현상

    바닷가에서 흔히 하루 중에 시간이 지남에 따라 해수면이 올라오고 내려가는 광경을 쉽게 목격할 수 있다. 이와 같이 해수면이 거의 규칙적으로 끊임없이 높아졌다 낮아졌다 하는 일이 되풀이되는 현상을 조석(潮汐, tide)이라 한다. 해수면의 상하 운동인 조석현상은 동시에 바닷물의 수평적인 흐름을 가져온다. 즉, 밀려들어 오는 물(밀물)에 의해 해수면이 올라가고, 쓸려 나가는 물(썰물)에 의해 해수면이 내려간다. 이러한 조석현상을 일으키는 힘을 기조력(起潮力, tide-generating force)이라 부른다.

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    조석을 일으키는힘(기조력)

    지구와 달 두 천체가 그들의 공통 질량 중심의 주위로 회전운동을 할 때 생기는 원심력과 인력의 (벡터)합에 의해 기조력이 발생한다. 달과 태양의 지구에 대한 인력은 지구상의 각 지점에서 조금씩 다르며, 이것이 해수의 이동과 지구의 변형을 가져와 조석을 일으킨다. 이렇게 천체가 지구에 미치는 기조력은 그 천체의 질량에 비례하고 지구와 그 천체간의 거리의 세제곱에 반비례한다. 태양은 달보다 훨씬 질량이 크지만 거리가 멀어 태양에 의한 기조력은 달에 의한 기조력의 0.46배에 지나지 않는다. 지구와 달은 공통질량중심의 둘레를 1항성월(약 27.3일)의 주기로 공전 운동한다. 따라서 지구의 중심은 공통질량중심을 원운동하게 되는데, 이러한 원운동은 지구의 원심력에 의한 것이다. 달의 인력은 거리의 세제곱에 반비례하므로 지구의 가장 가까운 지점에서는 크게, 먼 지점에서는 작게 작용한다. 그러므로 지구의 달을 향한 부분은 달의 인력을 강하게 받고, 달의 반대편은 인력보다 원심력이 커서 기조력은 아래 애니메이션과 같이 분포된다. 지구는 자전을 하기 때문에 한 지점에서 관측한 기조력은 시간에 따라 변한다. 태양ㆍ지구ㆍ달이 일직선상에 위치할 때 기조력은 최대가 되며(사리), 태양과 달이 지구에 대해 직각일 때 기조력은 최소가 되어 조차가 가장 작은 조석이 일어난다(조금).

    기조력의 크기

    관련 애니메이션(animation)

    강원대학교: http://www.kangwon.ac.kr/~sericc/sci_lab/earth/tide/tide.html

    미국 Coastal Carolina University: http://kingfish.coastal.edu/marine/Animations/Tides/Tides1.html

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    고, 저조 발생 현상

    고, 저조 발생 현상

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    조석용어
    조석용어설명
    분 류 내 용
    고조(高潮)와
    저조(低潮)
    조석으로 인하여 해수면이 가장 높아진 상태를 고조(만조)라 하고 가장 낮아진 상태를 저조(간조)라 함
    1일 1회조
    (回潮)
    하루에 한 번의 고조와 저조만 있는 조석
    1일 2회조
    (回潮)
    하루에 두 번의 고조와 저조가 있는 조석
    고조간격 달이 그 지점의 자오선상을 경과하여 고조가 될 때까지의 시간
    근지점조 달이 지구에 가까이 온 후 일어나는 조차가 큰 조석
    기본수준면
    (Datum level)
    해도의 수심기준면으로 우리나라에서는 평균해면에서 주요 4개 분조(M2, S2, O1, K1)의 진폭(반조차)의 합만큼 내려간 면
    낙 조 조석에 의하여 해면이 하강하여 가는 동안
    창 조 조석에 의하여 해면이 상승하여 가는 동안
    대 조 삭 또는 망 후 조차가 큰 조석
    대조승 기본수준면으로부터 대조의 평균고조면까지의 높이
    소 조 상현, 하현경의 조차가 극히 적은 조석
    소조승 기본수준면으로부터 소조의 평균고조면까지의 높이
    소조차 소조의 평균조차(소조때의 조차의 평균치)
    월조간격 달이 그 지점의 자오선상을 경과하여 고조 또는 저조가 될 때까지의 시간
    일조부등
    (一朝不等)
    하루 중에 두 번 발생하는 고조와 저조(즉, 조석)의 높이가 같지 않은 현상
    정 조 고조 또는 저조에 따른 해면의 승강이 멎을때
    조 차 서로 연달은 고조와 저조의 높이의 차
    지 각 어떤 분조가 일으키는 가상천체가 그 지역의 자오선상을 경과하여 그 분조가 고조가 될 때까지의 시간을 각도로 표시한 것
    혼합조 약 1일에 2회의 고저조가 있으나 일조부등이 크고 때로는 1일 1회조로 되는 조석
    회귀조 달의 적위가 최대인 때의 일조부등이 큰 조석
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    백중사리
    • 백중사리는 "백중(百中)"과 "사리(spring tides)"의 합성어로, 백중(음력 7월 15일)을 전후한 사리 때 경험적으로 해수면이 가장 높아서 붙여진 이름이라 할 수 있다.
    • 일 년 중에서 해수면 높이는 대기압이나 열(해수의 팽창이나 수축)에 의해 영향을 받아 우리나라의 경우 보통 양력으로 9월경에 최대이므로, 이 시기 사리 때는 보통 해수면이 높게 나타난다.
    • 그러나 일반적으로 매년 음력 7월 15일 전후 백중사리 때에 해수면이 연중 가장 높은 것으로 알고 있으나 이는 잘못 알려진 상식이다.
    • 엄밀히 말하여, 백중사리는 백중(百中)날에 달의 근지점(달과 지구의 거리가 가장 가까울 때로 평균주기 27.55455일)과 사리(망이나 삭일 때로 평균주기: 29.53059일)가 일치할 때를 의미한다.
    • 이들 근지점 망 또는 삭 조석의 주기는 약 1년 1달 18일(약 413.428일)이므로, 매 4년마다 거의 같은 월(月)의 일(日)에 근지점이 위치하게 된다. 그 결과 4년 주기로 통상 해수면이 높은 양력 9월경에 백중사리가 일어나게 되면 이 시기에는 연중 해수면이 최대가 된다.
    백중 어원
    백중(百中)은 음력 7월 보름에 드는 속절(俗節)이며, 백종(百種)·중원(中元), 또는 망혼일(亡魂 日)이라고도 한다. 백종(百種)은 이 무렵에 여러 가지 과실과 채소가 많이 나와 '백 가지 곡식의 씨앗'을 갖추어 놓았다고 하여 유래된 말이요, 중원(中元)은 도가(道家)에서 말하는 삼원(三元)의 하나로서 이 날에 천상(天上)의 선관(仙官)이 인간의 선악을 살핀다고 하는 데서 연유하였다. 또한 망혼일(亡魂日)이라 한 까닭은 망친(亡親)의 혼을 위로하기 위해서 술·음식·과일을 차려 놓고 천신(薦新)을 드린 데에서 비롯되었다.
    백중 유래
    입하(立夏)로부터 시작되는 여름은 '녀름짓다'라는 옛말처럼 밭매기와 논매기 등 농사일이 한창 인 계절이다. 그러나 '어정 7월, 동동 8월' 이라는 옛말이 있듯이 농촌의 7월은 바쁜 농번기를 보낸 뒤이면서, 한편으로는 가을 추수를 앞둔 달이어서 잠시 허리를 펼 수 있는 시기이기도 하다. 이 시기에 '백중'이라는 속절(俗節)을 두어 농사일을 멈추고, 천신의례 및 잔치와 놀이판을 벌여 노동의 지루함을 달래고 더위로 인해 쇠약해지는 건강을 회복하고자 했다.
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    사리때 달, 태양, 지구의 모습

    삭(朔, 그믐)일 경우, 망(望, 보름)일 경우

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    조금때 달, 태양, 지구의 모습

    상현(上弦, 반달)일 경우, 하현(下弦, 반달)일 경우

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    물때의 표현방법

    물때의 본래 뜻은 조류의 세기를 숫자로 등급화한 것으로 조석현상을 하루만 파악하는 것이 아니라 반달로 파악하는 것이다. 이와같이 조석현상의 총체적인 파악이 물때이다. 물때는 양력으로는 나타낼 수 없고 음력으로만 표현된다.

    물때의 표현방법
    물때의 표현방법(지역에 따른 분류)
    달의 모양
    음 력 일 1일 2일 3일 4일 5일 6일
    일반적 표현방법 턱사리 한사리 목사리 어깨사리 허리사리 한꺽기
    남해지역 등 8물때 여덟물 아홉물 열물 열한물 열둘물 열셋물
    인천 등 7물때 일곱매 여덟매 아홉매 열매 한꺽기 두꺽기
    달의 모양
    음 력 일 7일 8일 9일 10일 11일 12일
    일반적 표현방법 두꺽기 선조금 앉은조금 한조금 한매 두매
    남해지역 등8물때 열넷물 조금 한물 두물 세물 네물
    인천 등 7물때 아조 조금 무시 한매 두매 세매
    달의 모양
    음 력 일 13일 14일 15일 16일 17일 18일
    일반적 표현방법 무릅사리 배꼼사리 가슴사리 턱사리 한사리 목사리
    남해지역 등8물때 다섯물 여섯물 일곱물 여덟물 아홉물 열물
    인천 등 7물때 네매 다섯매 여섯매 일곱매 여덟매 아홉매
    달의 모양
    음 력 일 19일 20일 21일 22일 23일 24일
    일반적 표현방법 어깨사리 허리사리 한꺽기 두꺽기 선조금 앉은조금
    남해지역 등8물때 열한물 열두물 열세물 열네물 조금 한물
    인천 등 7물때 열매 한꺽기 두꺽기 아조 조금 무시
    달의 모양
    음 력 일 25일 26일 27일 28일 29일 30일
    일반적 표현방법 한조금 한매 두매 무릅사리 배꼽사리 가슴사리
    남해지역 등8물때 두물 세물 네물 다섯물 여섯물 일곱물
    인천 등 7물때 한매 두매 세매 네매 다섯매 여섯매
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    해양현상의 규모
    물때의 표현방법
    현상의 규모 수 평 수 직 변화시간규모 자연현상의 예
    지구 규모 지구 둘레 대양 수심 수 년 Rossby Wave
    분지 규모 10⁴km 대양 수심 계절 대양심층 해류
    준분지 규모 10² ~10³km 1~5km 주~월 걸프 해류, 쿠로시오 해류
    중간 규모 10~10² km 0.1~1km 일~주 전선, 해양소용돌이
    준중간 규모 10³ ~10⁴km 10~100m 시간~일 조석, 내부파
    미세 규모 1/10~10m 0.01~1m 분~시간 2중확산, 열계단 구조
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    바다위에 바람이 불 때 생성

    이러한 파랑의 크기는 바람의 세기, 바람이 분 시간 (Wind duration), 바람이 불어오는 해상의 거리(Fetch length)에 따라 결정된다.

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    파랑의 종류에 따른 분류
    파랑의 종류에 따른 분류1
    분 류 내 용
    진행속도 또는 해면의 모양 진행파, 정상파
    파장과 수심의 비 심해파, 천해파
    파랑의 원천 자유파, 강제파
    파랑의 주기 표면장력파, 중력파, 장주기파, 조석파
    종류에 따른 분류2
    분 류 내 용
    진행파 Wave 모양이 일정 방향으로 전달되고, Wave 에너지도 전달되는 파
    정상파 Wave의 모양은 진행하지 않고 에너지만 전파된다.
    심해파 수심이 파장의 1/2보다 클 때
    천해파 수심이 파장의 1/20보다 작을 때
담당
운영지원과 해양정보화 서대현
전화번호
051-400-4374

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