조석관측(Tide Observation)

요즘 날씨가 따뜻해지면서 낚시하러 간다는 사람이 많아졌다. 어렸을 때는 낚시가 그렇게 싫었었는데 나이가 드는 건지 한 번씩 머리 비우고 싶을 때면 바다를 찾게 되는 것 같다. 멍하니 앉아 있다 보면 시간 보내는 데는 그만한 게 없으니까. 아무튼 해안에서 바다를 바라보고 있노라면 해수면이 끊임없이 꿀렁이고 있는 것을 볼 수 있다. 계속해서 해안 부근을 유심히 보고 있으면 시간이 경과함에 따라 바닷물이 밀려와 차오르기도 하고(밀물), 서서히 빠져 내려가는 모습(썰물)을 볼 수 있다. 이러한 해수면 변동은 특히 조차가 큰 우리나라 서해안에서 더욱 잘 볼 수 있다. 해수면의 변동은 다양한 원인에 의하여 발생하지만 천체의 움직임에 의한 해수면의 주기적인 승강 운동에 의해 일어나며, 이를 조석이라 한다. 한마디로 지구가 계속 돌고 있으니까 바닷물이 여기저기 흘러 다닌다고 생각하면 쉬울 것 같다.

 

조석현상은 태양, 달과 지구 사이에 작용하는 만유인력과 지구와 공통질량 중심으로 회전하는 물체에 작용하는 원심력의 평형에 의해 발생하는 해수면의 주기적 승강 운동을 의미한다. 이러한 조석의 형태는 해안 크기, 형태, 수심 등에 따라 크게 변화하며, 그 높이를 측정하는 것을 *조석관측이라 한다. 조석관측은 여러가지 조석현상은 물론, 정확한 평균 해수면을 구함으로써 지각 변동의 검측, 지진예지, 지구 내부구조 파악 등에도 중요한 자료를 제공한다.

*조석관측 : 해수면의 주기적 승강의 정확한 양상을 파악하기 위한 관측을 말하며, 연안 선박 통행, 수심 관측의 기준면 결정, 항만공사 등 해양공사의 기준면 설정, 유량수준측량의 기준면 설정, 항만공사에 사용한다.

 

조위의 승강운동

전체 조석에 의한 조위의 주기적인 승강 운동에 있어서 고조위의 상태를 만조라 하고 그와 반대로 저조위의 상태는 간조라 하며, 일반적으로 1일에 1회 또는 2회 간조 ↔ 만조 상태를 반복한다. 연속되는 만조 시 해수면의 높이와 간조 시 해수면의 높이의 차이를 조차라 하고, 만조에서 연이은 다음 만조, 간조에서 연이은 다음 간조까지의 시간을 조석의 주기라 한다.

*일주조 : 조석주기가 평균 24시간 50분인 조석

*반일주조 : 조석주기가 평균 12시간 25분인 조석

*일조부등 : 반일주조에서 연달은 2개의 고조 및 2개의 저조가 같은 날일지라도 다른 것

 

조석관측의 목적

조석관측의 목적은 기준면의 결정, *평균해수면의 결정, 약최고고조면의 결정, 수심 개정량의 결정 등 직접적으로 수심측량 작업에 관계되는 기준이 되는 값을 산정하기 위한 것이다. 또한 조석예보, 장기간의 연속관측으로 지반 변화의 감시, 해황변동의 점검 등 지구물리학적 및 해양물리학적 측면에서 중요할 뿐만 아니라 연안방재, 항만공사, 선박 항해등의 실질적인 면에서도 중요한 기초 자료가 된다.

*평균해수면 : 평균해면. 여러 해 동안 관측한 해수면의 평균값. 해수면의 높이는 달과 태양의 천문조뿐만 아니라 기압, 바람, 해수의 온도, 해류등의 영향에 기상조와 전 세계적인 규모로 일어나는 해수면 변화 등에 의하여 끊임없이 변동하기 때문에 될 수 있는 대로 장기간에 걸쳐 조위관측을 하여야 한다. 우리나라에서는 1913년 12월부터 1916년 12월까지의 2년 7개월 동안 인천만의 조위관측 결과를 평균하여 이를 육지 높이의 기준면(수준원점)으로 사용하고 있다.

 

조석관측 순서

먼저, 조석관측을 원하는 지역의 해저면이나 직벽, 구조물 등에 조위계를 설치한다. 

▶ 기본 수준점표를 설치하고 수준측량을 한 뒤 표척관측(물높이 관측)을 한다.

▶ 관측한 수위를 표척상 수위로 변환한다.

▶ 표척상 수위 값의 조화분해를 실시하고 단기 조화분해의 조화상수를 보정한다.

▶ 기준점을 결정한다.

 

조석관측 방법

1) 검조주 : 눈금판을 붙인 기둥을 바닷속에 설치하고 10분마다 수위를 읽는다. 검조주를 설치할 때는 반드시 부근의 암석 등에 목표를 설정하고 관측 도중 수시로 그 상대 위치의 변화가 없는지 관찰해야 한다. 보편적으로 가장 많이 쓰는 방법으로 검조주가 파손되지 않도록 주의해야 한다.

2) 수압식 자동기록검조의 : 수압감지기를 바닷속에 설치하여 해수의 승강에 따라 생기는 수압 변화를 해수면 승강으로 환산하여 기록지에 자동 기록하는 방식이다.

3) 부표식 자동기록 검조의 : 해안에 우물을 파고 해수를 도수관으로 우물에 끌어들여, 우물에 띄운 부표의 승각을 기록지에 기록하는 방식이다. 주요 지점의 장기간에 걸친 조석관측을 위한 고정검조소는 주로 이 방식을 사용한다.

4) 해저검조의 : 해안에서 상당히 멀리 떨어진 곳의 조석관측에 사용하며 수면에 직접 부표를 띄우고 부표의 승강을 해저에 설치한 기록기에서 자동기록한다.

 

조석의 자료처리

조석을 일으키는 달과 태양의 운동이 이와 같이 복잡하지만 조석현상을 생각할 때 이 현상이 다수의 규칙적인 조석으로 이루어져 있다고 가정한다. 즉, 달의 경우와 같이 지구에 대한 거리의 변화, 적위의 변화로 조석이 나타나는 것처럼 다수의 가상 천체가 고유의 조석을 일으키고 있으므로 우리가 보는 조석은 이들의 조석이 합쳐져서 나타난다고 가정해서 생각할 수 있다. 이와 같이 하나의 조석현상을 다수의 규칙 바른 조석으로 되어 있다고 가정하여 이것을 각각의 조석으로 분리하는 것을 조석의 조화분해라고 하며, 각각의 분리된 일정한 주기와 조차를 조석의 분조라 한다. 각 분조의 진폭 및 지각은 어떤 관측 지점에서는 고유한 것으로 조석관측에 의해서만 산정할 수 있는 것으로써 분조의 조화상수라고 한다.