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해류와 힘입니다.
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해양과 대기의 상호작용
우리들 대부분에게 해양과 대기는 분명히 서로 떨어져 있는 영역으로 보인다. 그러나 옛날부터 선원들은 이들이 서로 밀접하게 관련되어 있었다는 것을 알고 있었다. 오늘날 과학자들은 공기와 바다의 상호 작용이 지구의 대순환에 방대하게 미치는 역할을 탐색하고 있다.
해양은 지구의 커다란 열원이자 냉원으로 생각할 수도 있다. 해양은 엄청난 양의 에너지를 저장하여 대기와 서로 교환한다. 여름철에 해수는 대기로부터 열을 흡수하고 겨울철에는 반대로 대기에 열을 공급한다. 따라서 해수는 열 공급원(sources)과 열 흡수원(sinks)의 두 역할을 해낸다.
그림. 세계 대양의 주요 표층 순환 해류
더욱이 해양의 운동(해류)은 지구 표면에 많은 양의 열을 운반하고 있다. 따뜻한 적도 지역의 물은 차가운 극 지역으로 흘러가는데 예를 들면, 북서 태평양의 쿠로시오(Kuroshio)해류와 북 대서양의 걸프 스트림(Gulf Stream)은 열을 극쪽으로 운반하는 역할을 한다. 반대로 남동 대서양의 벵겔라(Benguela)해류와 북동 태평양의 캘리포니아(California)해류 같은 차가운 해류는 적도 쪽으로 찬물을 공급하며, 남극 순환류는 전 세계 해양에 찬물을 공급하는 한류의 원천이다 (그림). 이러한 해류의 분포는 지구의 열 수지에 균형을 이루도록 하는데, 이것이 없으면 열대 지방은 더욱 더워지고 극지방은 현재보다 더욱 추워져 대부분의 사람들이 살고 있는 온대 지역의 면적은 대단히 감소할 것이다.
대규모의 열 이동은 대기에서도 일어난다. 대기의 제트류(Jet stream)는 걸프 스트림과 같은 해류와 비슷하다. 이 제트류는 대기 중에서 에너지(열)를 따뜻한 적도로부터 차가운 북대서양까지 먼 거리를 운반하는 역할을 한다.
해양과 대기 사이의 또 다른 중요한 상호 작용은 태평양의 적도 근처를 서쪽으로 불어 가는 강한 무역풍에 의해 생기는데 이것은 따뜻한 표층수를 해안에서 멀리 내보내는 역할은 하는 것이다. 이 결과로 해안 가까이에는 차가운 용승류가 올라오는데 이 용승류는 대륙붕을 따라 영양 물질을 표층으로 운반함으로써 좋은 어장을 형성하게 한다. 대부분의 해양 어업이 상대적으로 좁은 지역에 국한되어 있는 까닭이 바로 여기에 있다.
대기와 해양은 모두 유체이므로 많은 공통점이 있다. 예를 들면, 둘 다 대류에 의해 열이 전달된다는 점이다. 그리고 층을 이루고 있을 때에는 둘 다 느린 속력으로 흐름이 생기고 빠른 흐름은 교란되고 난류를 이룬다. 난류는 해양과 대기에서 모두 와류를 생기게 하는데 |
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2011.02.28
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