해수의 표층 순환

1. 해수의 표층 순환

[평가원 출제 Code]
• 목표
대기의 대순환과 해양의 표층 순환과의 관계를 주요 표층 해류를 중심으로 설명할 수 있습니다.

 

• 출제 Point
대양별 주요 해류 분포를 다루되 우리나라 주변 해류 분포에 대해서도 북태평양의 표층 순환과 관련지어 다룹니다.

전 세계 해수의 표층 순환

1-1. 대기 대순환

1) 위도별 열수지

• 저위도는 에너지 과잉 상태로 흡수하는 에너지가 방출하는 에너지보다 많습니다.
(흡수하는 에너지 > 방출하는 에너지)

 

• 고위도는 에너지 부족 상태로 방출하는 에너지가 흡수하는 에너지보다 많습니다.
(흡수하는 에너지 < 방출하는 에너지)

 

• 위도 38° 부근은 에너지가 평형을 이루며 흡수하는 에너지의 양과 방출하는 에너지의 양이 같습니다. 따라서 열에너지의 이동이 제일 활발하게 일어납니다.
(흡수하는 에너지 = 방출하는 에너지)

2) 대기 대순환

대기 대순환이란 지구 규모의 열에너지 이동을 일으키는 가장 큰 규모의 순환입니다.

3) 발생 원인

위도에 따른 태양 복사 에너지양의 차이와 지구 자전 효과에 의해 나타납니다.

 

• 지구가 자전하지 않는다고 가정할 때의 대기 대순환
저위도에서 가열된 공기는 상승하여 양극으로 이동하고, 극 부근에서 냉각된 공기는 하강하여 적도로 이동하는 하나의 거대한 열대류 순환이 발생합니다.

북반구의 지상에서는 북풍, 남반구의 지상에서는 남풍만 불게 됩니다.

 

• 지구가 자전할 때의 대기 대순환
· 해들리 순환(적도~30°)에서는 적도 지방의 가열된 공기가 상승하여 저압대 형성합니다. 상공에서 북상하던 공기는 30°N 부근에서 냉각되어 하강하게 되고 아열대 고압대를 형성합니다. 다시 공기가 지표면을 따라 남쪽으로 이동하고 이때 전향력의 영향으로 무역풍이 형성됩니다.

 

· 페렐 순환(30~60°)에서는 지표면에서 30°N에서 60°N로 이동하는 공기 전향력의 영향으로 편서풍이 형성됩니다. 극동풍과 편서풍이 만나 한대 전선대를 형성합니다.

 

· 극순환(60°~극)에서는 극지방의 냉각된 공기가 하강하여 극고압대를 형성합니다. 이때 하강한 공기는 지표면을 따라 남쪽으로 이동하며 전향력의 영향으로 극동풍을 형성합니다.

 

· 적도 수렴대(저위도 저압대)에서는 상승 기류가 나타납니다.

 

· 중위도 고압대(위도 30°)에서는 하강 기류가 나타납니다.

 

· 고위도 저압대(한대 전선대, 위도 60°)에서는 상승 기류가 나타납니다.

 

· 극고압대에서는 하강 기류가 나타납니다.

 

[ConFer]
• 위도별 지상의 풍계
0~30° : 무역풍
30°~60° : 편서풍
60°~90°: 극동풍

 

• 해들리
영국의 기상학자로, 위도에 따른 태양 복사 에너지양의 차이만을 고려하여 단일 세포 순환 모형을 제시하였습니다. 적도와 남북위 30° 사이의 순환은 해들리가 설명했던 모형과 유사하여 해들리 순환이라고 부릅니다.

 

• 페렐
미국의 기상학자로, 지구 자전까지 고려하여 3세포 순환 모형을 제시하였습니다.

 

• 직접 순환과 간접 순환
해들리 순환과 극순환은 지표면의 가열과 냉각에 따른 열대류에 의한 직접 순환이고, 페렐 순환은 해들리 순환과 극순환에 의해 나타나는 간접 순환입니다.

1-2. 해수의 표층 순환

1) 표층 해류

(1) 해류
해양에서 일정한 방향과 속력을 갖는 해수의 흐름을 해류라고 합니다.

(2) 표층 해류의 원인
표층 해류는 대기 대순환에 의한 바람과 해수면 사이의 마찰에 의해 주로 발생합니다.

(3) 표층 해류의 역할
① 해류는 지구 전체적으로 열을 분배하는 역할을 하여 위도별 에너지의 불균형을 해소하며, 주변 지역의 기후에도 영향을 미칩니다.
② 난류는 저위도에서 고위도로 흐르면서 열을 전달하고, 한류는 고위도에서 저위도로 흐르면서 열을 흡수하는 역할을 합니다.

2) 해수의 표층 순환

(1) 대기 순환과 표층 해류
① 무역풍에 의한 해류로는 대표적으로 북적도 해류, 남적도 해류가 있습니다.
② 편서풍에 의한 해류로는 대표적으로 북태평양 해류, 남극 순환 해류, 북대서양 해류가 있습니다.

 

(2) 아열대 해역의 표층 순환(아열대 순환)
① 북태평양의 아열대 순환
북적도 해류 → 쿠로시오 해류 → 북태평양 해류 → 캘리포니아 해류

② 남태평양의 아열대 순환
남적도 해류 → 동오스트레일리아 해류 → 남극 순환 해류 → 페루 해류

③ 북대서양의 아열대 순환
북적도 해류 → 멕시코 만류 → 북대서양 해류 → 카나리아 해류

 

(3) 난류와 한류
동서 방향으로 흐르던 해류가 대륙에 막히면 남북 방향으로 해류의 흐름이 바뀝니다.

 

① 난류
• 저위도에서 고위도로 이동하는 해류입니다.
• 수온과 염분이 높으며 용존 산소량이 적습니다.
• 대표적인 난류에는 쿠로시오 해류, 동오스트레일리아 해류, 멕시코 만류 등이 있습니다.

 

② 한류
• 고위도에서 저위도로 이동하는 해류입니다.
• 수온과 염분이 낮으며 용존 산소량이 많습니다.
• 대표적인 한류에는 캘리포니아 해류, 페루 해류, 카나리아 해류 등이 있습니다.

 

[ConFer]
• 난류와 한류
난류와 한류를 구분하는 정량적인 수온 기준은 존재하지 않습니다. 해당 해역의 상대적인 수온 및 해류의 기원에 따라 난류와 한류를 정의합니다.

3) 표층 순환의 구조

지구에서 나타나는 표층 해류는 전 해양에서 6개의 순환을 만드는데, 북반구에서는 열대 순환, 아열대 순환, 아한대 순환의 3개의 커다란 순환이 나타나고, 남반구에서는 열대 순환과 아열대 순환의 2개의 순환과 남극 순환 해류가 나타납니다.

적도 부근에서는 북동 무역풍과 남동 무역풍에 의해 만들어진 북적도 해류와 남적도 해류가 열대 순환을 이루고 있으며, 그 사이를 해수면 경사에 의해 발생한 적도 반류가 흐르고 있습니다.

 

중위도에서는 편서풍에 의해 만들어진 해류(북태평양 해류, 남극 순환 해류)가 북적도 해류, 남적도 해류와 함께 아열대 순환을 이루고 있습니다.

 

고위도에서는 북반구와 남반구에서 해수의 순환이 다른 모습을 보입니다. 즉, 북반구에서는 극동풍에 의한 작은 규모의 아한대 순환이 나타나는 반면, 남반구에서는 남극 대륙을 중심으로 서에서 동으로 회전하는 남극 순환 해류가 나타납니다. 이는 남극 대륙의 동서 방향에 대륙이 분포하지 않기 때문입니다.

 

[ConFer]
• 적도 반류
북위 5~10° 부근에 존재하며, 특히 태평양 전 해역에 잘 발달되어 있습니다.

4) 해수의 표층 순환

• 해류에 의한 주변 지역의 기후
같은 위도에 있는 영국의 런던과 캐나다의 퀘벡을 비교해 보면, 런던의 1월 평균 기온은 약 4°C이고, 퀘벡의 1월 평균 기온은 약 -12°C로 차이가 납니다.

 

65°N에 있는 레이캬비크의 겨울철 평균 기온은 40°N에 있는 뉴욕보다 높습니다.

 

난류인 멕시코 만류는 뉴욕에서는 비교적 멀리 떨어져 북상하여 북대서양 해류로 연결되면서 열을 공급하여 유럽의 서쪽 지역을 온난하게 만들어 줍니다.

 

한류의 영향을 받는 남아메리카의 페루 지역은 열대 지방임에도 연평균 기온이 21°C 정도이고, 같은 위도의 다른 아마존 지역은 연평균 기온이 32°C 정도입니다.

1-3. 우리나라 주변 해류

1) 난류

① 동한 난류
쿠로시오 해류의 일부가 갈라져 남해로 흘러들어 대마 난류를 형성하고, 대마 난류는 남해에서 동해로 흘러가면서 동한 난류를 형성합니다.

 

② 황해 난류
쿠로시오 해류의 일부가 제주도 남쪽의 동중국해에서 갈라져 나와 황해로 북상하여 황해 난류가 됩니다.

 

③ 대마 난류
쿠로시오 해류의 일부가 우리나라 남해안과 대한해협을 지나 동해로 흘러가는 대마 난류가 됩니다.

2) 한류

북한 한류
연해주 연안을 따라 흐르는 연해주 한류가 연장되어 북한 한류가 남쪽으로 흐릅니다.

3) 조경 수역

• 난류와 한류가 만나는 해역으로 주로 동해에 발달합니다.
• 플랑크톤이 많아 좋은 어장이 형성되고 난류성 어종과 한류성 어종이 공존하여 수산 자원이 풍부합니다.
• 조경 수역의 위치는 여름에 북상하고, 겨울에는 남하합니다.

 

[ConFer]
• 쿠로시오 해류
우리나라 난류의 근원으로 수온이 15°C 이상이고, 염분이 34.5psu~35.1psu 난류입니다. 태평양의 서안을 따라 흐르는 해류로, 폭이 좁고 유속이 빠릅니다. 투명하고 짙은 청남색을 띕니다.

4) 우리나라 주변의 해저 지형

• 동해
평균 수심이 1,500m이고, 가장 깊은 곳의 수심은 약 4,050m이며, 해안을 따라 대륙붕이 좁게 형성되어 있습니다.

 

• 남해
전체적으로 거의 평탄하며, 평균 수심이 100m 정도입니다.

 

• 황해
평균 수심은 44m 정도로 전체가 대륙붕을 이루고 있습니다. 황해에서 수심이 60m~80m인 비교적 깊은 해저는 한반도에 치우쳐서 남북으로 분포하고 있습니다.