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해양 환경 - 해양 환경
지구상에 존재하는 13억 7천만㎦나 되는 바닷물의 기원은 지구 내부로부터의 가스 방출, 즉 화산활동에 의한 것입니다. 45억년 전 지구가 탄생한 이후, 지구내부에 포함되어있던 물이 활발한 화산 활동을 통하여 용암과 함께 지구표면으로 흘러 나왔으며,이때 나온 물의 일부는 낮은 곳으로 흘러가고 나머지 상당량의 물은 뜨거운 수증기 상태로 하늘로 올라가 가스와 함께 대기권을 형성하였습니다. 지구탄생 후 최초의 원시 대기는 현재의 것과는 달리, 산소가 거의 없었고 대부분이 이산화탄소(CO₂), 질소 그리고 수증기로 이루어져 있었습니다. 열을 뿜어낸 지구는 표면부터 식기 시작했고, 지구의 표면이 식으니까 대기권의 수증기도 식었습니다.식은 수증기는 응결하여 비가 되어 내리고 지구표면의 낮은 곳으로 흘러 저지대에 고여서 바다가 형성되었다고 합니다.(약 38억년 전)
바다의 크기
바다의 크기는 3억6천1백만㎢이며, 평균수심은 약 3,800m이고 지구표면의 약 71%를 차지한다. 육지의 평균 고도는 약 840m이기 때문에 만일 육지를 바다로 밀어 넣는다면 지구는 평균수심 2,400m의 물로 덮이게 될 것이다. 육지와 바다의 비율은 위도에 따라 다르다. 육지의 약 68%가 북반구에 편중되어 있으며, 남반구는 북반구의 2배나 되는 바다로 덮여 있다. 이로 인해 북반구와 남반구는 기후의 차이를 보이고 있다. 태평양, 대서양, 인도양, 북극해, 남극해를 5대양이라고 한다. 태평양의 면적은 1억6천5백만㎢로서 5개의 대양주에서 가장 크며 대서양과 인도양 두 개의 대양을 합한 것보다 크다. 대서양과 인도양은 비슷한 면적을 가지나 형태는 큰 차이가 있다. 대서양은 북반구와 남반구에 걸쳐 좁고 긴 형태를 가지고 있으나 인도양은 남반구에 국한되며 삼각형의 모양을 가진다. 북극해, 멕시코만 및 지중해는 대양에 비하여 훨씬 작은 규모이며 세계 최대의 호수인 카스피해와 북미최대의 호수인 슈페리어호는 대양과 비교하면 무시할 정도로 작다.그리고 바다의 부피는 약 13억7천만㎦이며, 지구의 모든 물 중에서 98%가 바닷물이다. 나머지 2%의 물은 육지와 대기중의 물이며, 이중빙하가 1.84%, 지하수가 0.4%, 호수와 강이 0.04%,대기중의 수증기가 0.001%이다.

※ 5대양의 면적 : 태평양 1억6천5백만㎢, 대서양 8천2백만㎢, 인도양 7천3백만㎢, 북극해 1천4백만㎢,남극해 7천2백만㎢
■ 밀물과 썰물(조석)의 원리
바다에서는 보통 하루에 두 번, 수위(水位)가 규칙적으로 변화한다. 이것은 '간조(썰물)'와 '만조(밀물)'라 불리는 현상으로, 간조와 만조의 차이는 때와 장소에 따라 변화한다. 세계에서 가장 간만의 차가 심한 캐나다의 펀디 만에서는 그 차가 15m나 되며,우리나라는 동해안보다 서해안에서 밀물과 썰물의 차이가 파며, 그 크기는 최대 약10m에 달한다. 간만의 차를 생기게 하는 힘은 '기조력(起湖力, tidal force)'이라 불리는데, 지구가 회전운동할 때 생기는 것으로 지구로부터 달아나려고 하는 힘에 의하여 발생한다. 즉 달쪽을 향한 바닷물이 달의 끌어 당기는 힘에 의해 부풀어 오를 때 반대편 지구가 하루에 한 번 자전하는 동안 한 번은 인력에 의해서, 또 한 번은 원심력에 의해서 두 번의 밀물이 발생하게 된다. 태양도 밀물과 썰물에 영향을 미치나 달보다 아주 멀리 떨어져 있기 때문에 그 영향력은 달보다 작다. 달은 음력 한달을 주기로 지구 주위를 공전하면서 보름과 그믐에 태양, 지구, 달이 일직선 위에 있게 되는데 이 때는 태양의 인력이 합쳐지면서 밀물과 썰물의 차이가 가장 크게되며 '사리'라고 한다. 한편 태양, 지구, 달이 직각으로 배열되는 상현과 하현에는 인력이 상쇄되어 밀물과 썰물의 차이가 작아지는데 이 때를 '조금'이라고 한다. 이처럼 다양한 조건이 겹쳐서 하루 중에도 만조 때의 수위는 완전히 같지 않으며, 그 차가 매우 커지면 하루에 1회밖에 만조를 볼 수 없을 때도 있다. 조석의 주기는 짧은 것이 반나절, 긴 것은 1년이나 된다. 만일 바다가 없고 지구에 기조력이 작용하지 않았다면, 하루는 약 22시간이 되었을 것으로 보고 있다 기조력은 조류가 해저를 북돋우는 작용을 통하여 지구의 자전을 느리게 하는 작용을 하고 있는 것이다. 조석의 메커니즘은 상당히 알려져 있기 때문에, 어느 정도 예보할 수 있어서 어업이나 방제 등에 활용되고 있다. 또 간만의 차가 큰 지역에서는 간만차의 막대한 에너지를 이용하여 발전도하고 있다.
■ 바닷물의 성분
바닷물에는 다양한 고형물질과 기체가 녹아 있으며 주기율표에 있는 거의 대부분의 원소가 존재한다.바닷물이 짠 것은 식염을 구성하는 원소인 나트륨(Na)과 염소(Cl)가 바닷물속에 농아 있기 때문인데 이를 염분이라고 한다.대체로 염분은 연안에서 낮고, 외양에서 높은데, 바닷물 1,000 g 에는 대체로 약 35 g의 정도의 염분이 바닷물 속에 녹아있는 있다고 한다. 또 바닷물속에 녹아 있는 물질의 대부분은 무기염류이며, 염소, 나트륨, 황산염, 마그네슘, 칼륨, 칼슘의 6종의 이온이 99.36 %를 이루고 있다. 특히 생물학적으로 중요한 것은 식물성장에 필요한 질산염, 규산염, 인산염, 탄산염과 같은 다량의 영양염과 철, 망간, 코발트, 비타민과 같은 미량 영양염, 기타 유기물이다.바닷물은 지구상을 해류가 되어 크게 순환하는데, 표층에서 심층까지 한바퀴 도는 데 약 1500년이 걸린다고 한다. 비나 강의 흐름, 해저 온천 등에 의하여 원소 가 바닷물 속으로 들어가고 화학 변화나 생물에 섭취되는 등으로 해서 침전되고, 바닷물 속에서 퇴적물이 되어 제거될 때까지의 시간. 즉 바닷물 속에서 보내는 시간을 평균 체류 시간이라 부른다. 바닷물 속의 주요 원소의 평균 체류 시간은 가장 짧은 칼슘이라도 약500만 년이고, 염소나 나트륨은 1억 년 이상이나 된다. 바닷물에 들어간 이들 원소는 제거될 때까지 적어도 3000회 이상 뒤섞이게 된다. 그래서 어디서나 균일한 농도로 되어 있다. 그러나 중금속 등 평균 체류 시간이 짧은 원소는 장소나 깊이에 따라 그 농도가 다르다.
■ 해류의 이동
해류를 흐르게 하는 힘은 대기중의 바람의 힘에 의하여 형성되며,바람은 지구의 자전에 의하여 형성이 되며,북반구의 해류의 방향은 시계 방향 으로 흐르지만 남반구는 반시계 방향으로 해류가 흐릅니다. 또 모든 해류는 적도를 지나면서 많은 열을 받게 되고,이를 고위도 지방에 옮겨줍니다.
해파
해안에 밀려왔다가 되돌아가는 파(파동)를 해파라고 한다.바닷물의 운동은 매우 복잡하지만 밀려왔다가는 되돌아가는 반복 운동에 가까운 것을 '파(파(波))'라 부르고 있다. 파는 그 성립 원인에 따라 바람에 의해 형성되는 풍파(風波), 지진에 의하여 생기는 해일, 조수간만에 의하여 형성되는 조석파(潮汐波) 등으로 나뉜다. 파가 형성되는 메커니즘은 제각기 전혀 다르다.우리가 보통 해안에서 보는 파는 주로 바람에 의한 파이다. 파가 진행하여도 물은 같은 곳에서 왔다갔다하고 있을 뿐이며, 파와 함께 진행하는 것은 아니다. 파와 파 사이에 뜬 나뭇잎 등이 해안 쪽으로 밀려 올라오지 않고, 같은 장소에서 상하 운동을 하고 있는 것을 생각하면 알 수 있다.파는 지구상을 상당한 속도로 널리 전파되어 간다. 아득히 먼 남쪽 해상에 있는 태풍이 만들어 낸 파는, 큰놀(물결)이 되어 태풍보다도 먼저 우리 나라 해안으로 밀려온다. 또 해일은 풍파와는 달리, 파장에 관계없이 깊은 곳을 지날 때 빨리 전달된다. 1960년에 남아메리카의 칠레에서 발생한 지진에 의한 해일은, 약 24시간만에 약 1만 9000km나 떨어진 곳까지 도달하여 큰 피해를 일으켰다. 이 때의 해일은 시속700km를 넘어, 항공기 수준의 속도였다. 계산하면 평균 수심 약 5000m의 바다를 지나온 것이 된다.또 바람에 의해 형성될 수 있는 최대 파고는 30m 이상인 것으로 알려져 있다. 1933년 태평양을 항해하는 한 선박에서 폭풍에 의한 파도의 높이를 34m로 측정한 적이 있다. 이 밖에도 해저지진 등 지구 자체의 구조적인 원인에 의해 파도가 발생하기도 하는데, 이러한 파도(지질해일)의 파괴력과 힘은 엄청난 재해를 가져온다.
해빙
해빙은 바다 물이 얼어붙은 것으로, 해안에 고정되어 움직이지 않는 정착빙과 바다를 떠도는 유빙으로 나눌 수 있다.오츠크해는 북반구에서 가장 남쪽에 위치하는 해빙 영역이다. 남반구에서는 이 정도의 저위도에서 해빙이 형성되는 일은 없다. 오호츠크 해는 캄차카 반도나 쿠릴 열도,사할린으로 둘러싸여 있기 때문에 태평양이나 동해의 바닷물은 그다지 섞여 있지 않다 또 오호츠크 해에는 여름에서 가을에 걸쳐서 아무르 강의 담수(단물)가 대량으로 흘러 들어 간다. 염분이 적어진 표층의 바닷물로, 시베리아에서 불어오는 차가운 바람에 의하여 효율적으로 식어 해빙이 생기는 것이다. 물은 매우 불가사의한 성질을 가지고 있다. 단물의 밀도는 4℃에서 최대가 되고, 그보다 온도가 낮아지면 밀도가 작아져서 위로 올라오게 된다. 그래서 단물의 경우는 0℃로 차가워진 수면에서 얼음이 생긴다. 또 얼음의 밀도는 물보다도 10% 정도 작다. 얼음이 물위에 뜨는 것은 이 때문이다. 보통의 물질에서는 고체 족이 액체보다도 밀도가 크기 때문에 가라앉는다. 만일 얼음이 물보다도 밀도가 크다면, 해빙은 차례로 가라앉아 마지막에는 바다가 모두 얼어붙어 생물도 살 수 없는 환경이 되고 말았을 것이다. 자연의 교묘함과 불가사의를 느낄 수 있다. 해빙을 1년 내내 볼 수 있는 곳은 남극과 북극이다. 북극의 해빙 지역의 면적은 3월이 최대로 1600만 km2, 남극에서는 9월이 최대로 2000만 km2이다. 북극의 해빙은 절반 정도가 녹지 않고 몇 번인가의 여름을 거친 다년빙으로서 두께는 3∼4m정도이다. 한편 남극의 해빙은 계절 변화가 심하여.85%가 1년 빙이고 그 두께는 약 40∼50cm이다. 극 지역의 바다를 덮는 해빙은 일사의 약 80%를 반사한다. 또 따스한 바다로부터의 대기를 향한 열 방출을 억제하는 효과도 있다. 이들이 극 지역을 한랭화 시키는 요인이 되고 있다. 해빙은 성장에 따라 염분 농도가 높은 브라인(brine;농축바닷물)을 배출한다. 염분 농도가 높은 바닷물은 밀도가 커서라 앉아 심층수를 형성한다. 극 지역에서 형성된 심층수를 수원으로 하여, 열이나 다양한 물질이 운반되는 해수 대순환이 일어나고 있다. 극 지역의 해빙은 지구 기후나 환경 형성에 크게 기여하고 있다.
■ 북극과 남극
면적은 1천 4백만㎢로 지중해의 6배이며, 전세계 바다의 3%를 차지. 남극대륙의 면적은 1,360만㎢ 로서 지구상의 7개 대륙중 5번째로 큼. 북극은 대륙인 남극과는 달리 북미와 유라시아(유럽과 아시아를 한 대륙으로 묶어 이르는 말)대륙으로 둘러싸인 해양으로 중심지역은 거의 대부분이 두꺼운 얼음으로 덮여있다. 북극은 경우에 따라서는 북위66도 이상의 북극권(Arctic Circle), 산림성장 한계선, 빙하 남하한계선, 영구 동토선 등을 지칭하기도 하지만 일반적으로 7월 평균기온이 10℃인 등온선 이북 지역을 뜻한다. 북극해는 면적이 1천4백만㎢로 지중해의 6배이고 전세계 바다의 3%를 차지한다. 대륙붕에는 광물자원이 풍부하고 주변해역에는 전세계의 주요 수산어장이 위치하고 있다. 북극의 얼음은 정지해 있다고 오랫동안 믿어져 왔는데, 사실은 일정하게 움직이고 있으며 조류, 바람, 해류의 영향에 의해 여러 가지 크기로 부서져 떠 있는 얼음, 즉 부빙으로 형성되어 있다. 북극해에는 물고기가 20∼30종(전세계 23,000종), 플랑크톤처럼 작은 물벼룩종류 40종(전세계 1,500종), 모악동물 2종(전세계 30종)등 매우 적은 종류의 동식물군이 형성되어 있다.
남극대륙은 지구의 남쪽 끝에 위치하며 남극점이 그 중심부이다. 남극은 북극과 함께 위도상으로 적도에서 가장 멀리 떨어져 있는 곳으로 남극과 북극을 가리켜 고위도 지방 또는 극지방이라고 부른다. 남극대륙의 면적은 1,360만㎢로서 지구상의 7개 대륙중 5번째로 크고 미국과 멕시코를 합친 것보다 크며, 한바도 전체면적의 60배에 달하는 엄청난 규모이다. 남극해는 남극대륙을 둘러싸고 있는 태평양, 대서양, 인도양과 남극수렴선(남위 55°를 지나는 선)을 경계로 구분되며 남빙해라고도 한다.
■ 해상 위성사진 보는 방법
* 가시영상 : 가시영상의 위성사진은 사람 눈으로 본 지구의 모습이라 생각할 수 있다. 즉 우리가 흔히 사용하고 있는 사진기를 이용하여 사진을 찍을 때와 똑같은 일을 위성이 하고 있는 것이다. 따라서 가시영상 사진에서 희고 밝은 부분은 빛의 반사가 잘 되는 영역 이고 어둡고 검은 부분은 빛의 반사가 잘 되지 않는 부분이다. 이처럼 가시영상은 빛이 반사되는 정도를 감지하기 때문에 태양 빛이 없는 밤에는 사용할 수가 없다. 그리고 가끔 태양이 바다에 반사되어 나타나기도 한다.

* 적외영상 : 적외영상은 적외선을 이용하여 위성에서 사진을 찍은 사진이다. 복사되는 적외선의 세기는 물체의 온도에 의해서 달 라지므로 적외영상에서는 밝고 흰 부분이 온도가 낮은 영역이고, 어둡고 검은 부분이 온도가 높은 부분이다. 구름을 예로 들면, 높은 구름일수록 온도가 낮기 때문에 희게 보이며, 낮은 구름이나 안개 등은 온도가 높기 때문에 검게 보이게 된다. 적외영상은 태양 빛이 없는 밤에도 얻을 수 있다.

* 수증기 영상 : 이 영상은 적외선 영역 중에서 대기중의 수증기(water vapor)와 민감하게 반응하는 파장 대를 이용하여 관측한 결과이다. 따라서 이 영상은 저기압 발달에 영향을 주는 수증기 공급의 정도를 파악하는데 이용할 수 있다. 또한 수증기가 시간에 따라 이동하는 모습을 살펴보면 대기의 움직임을 알 수가 있는데, 이 방법은 구름이 없는 곳에 적용할 수 있다.

* 강조 적외영상 : 이 영상은 적외영상의 사진을 image processing 과정을 거쳐 구름의 연직 구조를 파악하기 쉽게 만든 것이다. 적외영상은 구름의 온도와 관련이 있으며 높은 구름일수록 온도가 낮다. 따라서 온도가 낮은 부분에 특정 색(color)을 주면 그 영역을 강조하여 나타낼 수 가 있다. 악기상(강력한 저기압, 태풍)이 발달 할 때는 상층으로 강한 상승기류가 있어 상층 구름의 온도가 급격히 낮아지는데, 이 영상으로 그런 부분을 감지하여 악기상의 발달을 감시한다.

* 합성영상 : 합성영상은 가시광선과 적외영상을 적절한 색(color)으로 다시 만들 영상이다. 이 영상에서 대체로 붉은 부분은 온도가 높은 부분 - 하층에 있는 구름 - 이고, 흰 부분은 상층에 있어 온도가 낮은 부분을 나타낸다.
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