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질문 저기압 중심에서의 해수면 변화에 관하여

  • 정*호
  • 조회 : 623
  • 등록일 : 2020-05-29
저기압 중심에서는 에크만 수송으로 인하여 혼합층의 두께가 얇아져 용승이 발생한다고 알고 있습니다. 그런데 저기압의 일종인 태풍의 경우 기압의 영향으로 해수면이 높아진다고 하는데,
1. 태풍에서 해수면에 대한 에크만 수송의 영향이 기압의 영향과 비교하여 얼마나 차이가 나는지에 대해 궁금합니다.
2. 태풍의 중심에서 기압에 의해 해수면이 두꺼워지는 것은 고기압 중심에서 에크만 수송에 의해 해수면이 두꺼워져서 표층 해수가 침강하는 것과 대비하여 용승에 어떤 영향을 주는지 궁금합니다.
3. 서로 대치되는 힘인 에크만 수송에 의한 해수면 하강과 기압에 의한 해수면 상승의 영향이 태풍이 아닌 이동성 온대 저기압 등 다른 형태의 저기압에서도 일정한 경향성을 가지는지 궁금합니다. (수능 인강 강사님은 두 가지 힘의 충돌에 대해 무시하고 넘어가자고 하시더군요)

답변 RE: 저기압 중심에서의 해수면 변화에 관하여

  • 전체관리자
  • 조회 : 623
  • 등록일 : 2020-06-03
한국해양과학기술원에 관심가져주셔서 감사드립니다.
문의에 답변드리기 전에 말씀하신 해수면을 변화시키는 에크만 수송과 기압 효과 관련하여 우선 설명드리자면,
저기압 중심 주변에 형성되는 반시계방향의 바람에 의해 발생하는 에크만 수송은 해수를 저기압 중심에서 주변으로 분산(수평 이동)시키는 역할을 합니다. 이러한 현상은 에크만 수송을 일으키는 바람의 시간 규모가 1일 이상 되어야 나타납니다. 이 과정에서 저기압 중심부의 해수면은 낮아지게 되고 이를 채우기 위해 에크만 층 아래의 수심의 해수가 표층으로 용승(수직 이동)하게 됩니다. 이러한 바람이 충분한 시간동안 불어 분산되는 해수의 양과 용승하는 해수의 양이 같아지게 되면 더 이상의 해수면 변화는 없습니다.
또한 해류가 없고, 밀도가 변하지 않는 바다에서의 해수면은 기압에 의해 변합니다. 이 반응은 거의 즉각적으로 일어나고 기압이 1hPa 높아질 때 해수면은 1cm 내려간다고 알려져 있습니다. 이 경우 해양 표층에 압펵 변화에 의하여 해수면이 변하는 것이라 용승이 발생하지 않습니다.
위의 두가지 효과는 북반구 기준이며, 이를 고려해 실제 태풍이 지나갈 때의 해수면 변화를 생각해보면 아래와 같습니다.
태풍의 저기압에 의해 즉각적으로 태풍 중심 부근 해상에서 해수면이 수십센티미터 정도 올라갑니다. 태풍이 지나가고 나면 기압 변화에 의해 변화한 해수면은 다시 원래 상태로 돌아오게 되는데 이에 더하여 바람에 의해 에크만 수송에 의해 해수의 분산 발생하고 해수면이 수십센티미터 정도 낮아지는 것으로 알려져있습니다.
다시말해, 태풍 시기 때 해수면 변화는 기압 효과에 의해 수십 센티미터 정도 상승하고 에크만 수송에 의해 수십센티미터 하강합니다.
또한 고기압중심에서 시계방향 바람에 의해 발생하는 에크만 수송으로 해수가 모이게 되고, 그로 인해 해수가 침강하는 것은 맞습니다. 하지만 태풍의 중심의 저기압에 의해 해수면이 올라갈때 용승은 발생하지 않습니다. 바람 세기나 기압 변화 폭에 따라 정도의 차이는 있겠지만 태풍이 아닌 저기압에서도 기압에 의해 해수면 상승이 가능하고 반시계 방향의 바람에 의한 에크만 수송이 발생할 수 있고 그로 인한 용승이 나타날 수 있습니다.
앞으로도 한국해양과학기술원에 꾸준한 관심부탁드립니다.

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