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조석, 潮汐, tide, 조수, 潮水
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.
조석의 원리
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.
대한민국의 조석
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.
‘조차’라고도 불리는 ‘조수간만의 차’의 원인은 지구의 자전과, 해와 달의 인력입니다. 지구는 하루에 한 바퀴씩 돌고 있는데요, 이렇게 자전하면서 지구 바닷물에 원심력이 생깁니다. 여기서 적도 부근이 원심력이 가장 큰 곳이라 적도 부근으로 지구의 바닷물이 쏠리는 현상이 생깁니다. 그리고 지구와 달 사이, 지구와 태양 사이에는 서로를 잡아당기는 힘인 인력이 있습니다. 태양과 달이 지구를 끌어당기고 있는 힘이 작용하여 태양과 달 가까이 있는 부분의 바닷물이 상승하게 되는 것입니다. 이 부분이 밀물 지역입니다. 반대로 달과 태양에서 가장 멀리 떨어진 부분의 바닷가에는 썰물이 발생하는 것입니다.
지구에 미치는 인력은 태양보다 달이 지구에 더 가까이 있기 때문에 달의 영향이 더 큰 편인데요, 태양은지구에 미치는 달의 인력에 비해 그 영향력이 약 45%에 불과하기 때문에 이 현상은 사실상 달의 인력에 의해 좌우된다고 할 수 있습니다.
밀물이 들어와 해수면이 가장 높을 때는 만조라 부르고, 썰물이 되어 해수면이 가장 낮을 때는 간조라 부릅니다. 그리고 이 때의 높이 차를 바로 간만의 차 혹은 조차라고 하죠. 이러한 현상은 모든 바다에서 공통적으로 나타나지만 우리나라는 남서해안 지역에서 조수간만의 차가 더 크게 나타납니다.
동해 서해 남해 조수 간만 차이 이유
기본적으로는 지형에 의해 간만의 차이가 달라집니다. 조석에 의해 바닷물이 움직이는데, 넓은 대양을 움직이던 파동 형태의 물이 좁은 공간(예를 들어 우리 나라와 중국으로 둘러싸인 서해)에 몰리면 더 높아질 수 밖에 없습니다. 빗자루로 물을 쓸어 쓰레받기에 받으면 물의 평균 높이보다 많은 물을 뜰 수 있지요. 그것과 같은 원리입니다.
조석파(tidal wave)는 달과 태양에 의해 기조되는 중력파의 일종입니다. 조석파의 파장은 대개 수천 킬로미터, 파고는 15 미터 이상으로 알려져 있습니다.
한반도 연근해인, 동해와 서해는 조석체계가 매우 다른 형태를 보이며, 남해는 동해와 서해의 중간적인 특징을 보입니다. 동해는 남부 울산, 부산 등지를 제외하고는 조차가 매우 작아, 대체로 10 20 cm 이내입니다. 동해 조석의 대부분은 대한해협을 통해 동중국해로부터 진입하는 조석파에 기인합니다. 그러나, 동해 전체 용적에 비해 조석파 에너지가 진입할 수 있는 입구 (대한해협)가 작은 것이 동해의 조차가 작은 이유 중의 하나가 될 수 있습니다. 달과 태양의 기조력으로부터 동해 내에서 직접 생성되는 조석은 밖에서 진입하는 조석의 단지 10 % 정도에 불과합니다. 서해는 상대적으로 큰 조차를 보이는데, 경기만이 9.5 m로 가장 크며, 대체로 서해안을 따라 수 미터 이상의 조차를 보입니다. 서해의 조석도 대부분이 동중국해로부터 진입하는 조석파에 기인합니다.
이러한 동해안과 서해안조차 차이의 가장 큰 요인은 동해안과 서해안의 지형적인 차이입니다.
1. 해안 지형, 특히 해안선 내만의 길이가, 형성된 조석파 파장의 1/4에 가까울수록 조석파에 의한 조차가 커지며, 성장간섭을 유발하여 조차가 증폭됩니다. 예를 들면, 캐나다 서쪽, 펀디만 (Bay of Fundy)의 길이는 258 km인데, 이는 이 지역의 조석파 길이의 1/4에 근사하며, 이것이 세계에서 가장 큰 조차 (최대 17 m)를 형성시키는 원인입니다. 그러므로 서해안을 따라 분포하는 여러 내만의 존재와 길이가 서해안에서 큰 조차가 발생하는 일차적인 원인이 됩니다.
2. 서해의 평균수심 (∼55 m)이 얕고, 완만한 지형이 반폐쇄된 모양으로 넓게 분포하는 결과로, 조석파가 서해에 진입하고 무조점 (amphidromic point)을 중심으로 반시계 방향으로 회전할 때, 조석파의 에너지가 크게 증폭됩니다. 반면, 동해의 경우, 상대적으로 깊은 평균수심 (> 2000 m)과 상대적으로 좁은 대륙붕 면적과 단순한 해안선 구조 등이 매우 작은 조차를 발생시키는 원인이 됩니다."
