에크만 나선과 에크만 수송
바람이 바다 표면을 밀면, 지구 자전에 의한 전향력 때문에 바닷물은 바람과 다른 방향으로 움직여요. 깊이에 따라 흐름이 어떻게 돌아가는지, 그 결과 바닷물 전체는 어느 쪽으로 옮겨 가는지, 그리고 이것이 어떻게 용승과 침강으로 이어지는지 확인해 보세요.
북반구 · 바람의 오른쪽으로에크만 수송은 바람 방향의 오른쪽 90°
따뜻한 표층수차가운 심층수
지구과학 이하은T 실험실
반구
반구
육지
바람
예시
상황
위에서 내려다본 층별 흐름
각 깊이의 흐름을 한 점에서 그려 이으면 나선이 돼요 (위쪽이 북쪽)
깊이에 따른 유속
깊어질수록 유속이 빠르게 줄어들어요
표층
바람의 오른쪽 45°
- 바람이 표면의 바닷물을 끌고 가요
- 전향력 때문에 북반구에서는 바람 방향의 오른쪽 45°로 흘러요 (남반구는 왼쪽)
깊어질수록
점점 더 오른쪽, 점점 느리게
- 각 층은 바로 위층에 끌려 움직이고, 전향력 때문에 조금씩 더 오른쪽으로 꺾여요
- 마찰로 힘이 전달될수록 유속이 줄어요
마찰 저항 심도
표층과 반대 방향
- 흐름이 표층과 정반대가 되는 깊이예요
- 유속은 표층의 약 1/23로 거의 멈춰요
- 이 깊이까지를 에크만층(마찰층)이라고 해요
에크만 수송
바람의 오른쪽 90°
- 에크만층 전체의 바닷물을 평균하면 바람 방향의 오른쪽 90°로 이동해요 (남반구는 왼쪽)
- 이것이 용승과 침강의 원인이 돼요
용승
차가운 물이 올라와요
- 에크만 수송으로 연안의 표층수가 먼바다로 빠져나가요
- 빈자리를 채우려고 아래의 차갑고 영양염이 많은 물이 올라와요
- 연안 수온이 낮아지고, 플랑크톤이 많아져 좋은 어장이 돼요
- 찬 해수면 위에서 안개가 자주 생겨요
침강
표층수가 쌓여 가라앉아요
- 에크만 수송으로 표층수가 연안 쪽으로 몰려와요
- 쌓인 표층수가 아래로 가라앉아요
- 따뜻한 표층이 두꺼워지고, 영양염이 적어져요
우리나라
동해안의 냉수대
- 여름철 남풍 계열의 바람이 해안을 따라 불면 에크만 수송이 동쪽 먼바다로 일어나요
- 동해안에 용승이 일어나 주변보다 수온이 낮은 냉수대가 나타나요
적도 용승
양쪽으로 갈라지는 표층수
- 무역풍은 적도 부근에서 동쪽에서 서쪽으로 불어요
- 에크만 수송이 북반구에서는 북쪽, 남반구에서는 남쪽으로 일어나요
- 적도의 표층수가 양쪽으로 갈라져 그 자리에 심층수가 올라와요
저기압 (태풍)
가운데로 솟아오르는 물
- 북반구 저기압에서는 바람이 시계 반대 방향으로 불어 들어가요
- 에크만 수송이 바깥쪽으로 일어나 중심에서 용승이 일어나요
- 태풍이 지나간 바다의 수온이 낮아지는 이유예요
고기압
가운데로 모여 가라앉는 물
- 북반구 고기압에서는 바람이 시계 방향으로 불어 나가요
- 에크만 수송이 안쪽으로 일어나 중심에서 침강이 일어나요
생각해 보기
- 표층 해류는 바람과 같은 방향으로 흐르나요? 몇 도, 어느 쪽으로 어긋나나요? 남반구로 바꾸면 어떻게 되나요?
- ‘층마다 쌓아 보기’를 눌러 보세요. 깊어질수록 흐름의 방향과 빠르기는 어떻게 변하나요?
- 마찰 저항 심도에서 흐름은 표층과 어떤 관계인가요? 풍속이나 위도를 바꾸면 이 깊이는 어떻게 달라지나요?
- 에크만층 전체의 바닷물은 결국 어느 방향으로 이동하나요? 이 방향을 알면 용승과 침강을 어떻게 설명할 수 있을까요?
- 우리나라 동해안에서 여름철에 남풍이 불 때와 겨울철에 북풍이 불 때, 에크만 수송 방향과 연안의 수온은 각각 어떻게 될까요?
- 페루 연안처럼 남반구에서는 같은 바람이라도 결과가 달라지는 이유는 무엇인가요?
- 용승이 일어나는 바다에 좋은 어장이 생기는 이유는 무엇일까요?
- 적도 바로 위에서는 전향력이 거의 없는데도 적도에서 용승이 일어나는 이유는 무엇일까요?
- 태풍이 지나간 뒤 바다의 수온이 낮아지는 이유를 에크만 수송으로 설명해 보세요.
- 북반구 고기압의 중심에서는 왜 침강이 일어날까요?