신기한 해류 - 적도잠류(크롬웰 해류)

<수심에 따른 해류 속도(출처 : The Kinematics and Dynamics of Cross-Hemispheric Flow in the Central and Eastern Equatorial Pacific(Jaclyn Brown, 2005)>

해양 분야의 지난 포스팅에서 적도 반류에 대해 다루었던적이 있습니다. 생각지도 못하게 많은 분들이 보셨던것 같은데, 이번에는 교과서에서는 다루지 않지만 꾀나 중요하고 신기한 해류 중 하나인 적도 잠류에 대해 다루어 볼 까 합니다.

 

** 적도 반류에 대한 포스팅입니다

https://kalchi09.tistory.com/65

신기한 해류 적도반류(엘니뇨/적도반류와 함께)

  1. 적도잠류의 개요

<수심에 따른 해류 속도(출처 : The Kinematics and Dynamics of Cross-Hemispheric Flow in the Central and Eastern Equatorial Pacific(Jaclyn Brown, 2005)>

적도잠류는 T. 크롬웰에 의해 1951년도에 발견된 특이한 해류입니다. 적도잠류는 적도지역을 포함한 그 인근 위도대인데, 해수 표층을 따라 흐르는 해류가 아니며, 해류가 흐르는 중심의 깊이가 약 100~150m 정도이며 최대 약 400m까지도 흐름이 관측되는 독특한 해류입니다. 발견자의 이름 크롬웰의 이름을 따 크롬웰 해류라고도 합니다.

  약간 깊은 곳에서 흐르는 해류여서 약간 느릴것 같게 생각되지만, 절대 그렇지 않습니다. 엄청 빠르고 뚜렷한 흐름인데, 최대 유속이 약 1.5m/s, 초당 30Sv의 물을 수송한다고 하며, 이는 바로 위 표층에서 서쪽으로 흐르는 해류의 2배 가량이 된다고 하니 어마어마 합니다. 맨 위에 있는 그림에도 나와있듯, EUC라고 쓰인 부분이 적도 잠류가 흐르는 구간인데, 빨간색은 동쪽을 향하는 흐름을, 파란색은 서쪽을 향하는 흐름을 의미합니다. 적도 잠류의 양 옆으로 표층에 잘 알려진 남적도 해류가 흐르고 있고, 북동쪽 표층에 적도 반류가 흐르고 있음을 알 수 있습니다. 중심 유속을 보면 아시겠지만 적도 잠류가 표층보다 오히려 더 빠릅니다.

<수심에 따른 유속,(a) 수온(b), 염분(c)의 변화.(출처 : Introduction to Physical Oceanography(R.H_Stewart., 2008)>

표층 해수에 비해 수온은 약 5℃ 정도 낮다고 합니다. 또한 이 지역의 에크만 수송에 의해 적도 잠류의 물이 표층으로 올라오는 현상이 나타나는데, 어찌되었든 적도잠류의 물은 바로 위에 흐르는 남적도 해류로 공급이 되고 있나 봅니다.

<적도잠류, 남적도 해류와 적도 용승의 관계(출처 : Oceanography-An invitation to Marine Science(T.Garrison et al., 2014)>

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  2. 흐름의 원인

적도잠류는 다른 해류와는 달리 거의 정확히 적도에서 발생하는 해류이니만큼, 정확히 적도에서는 전향력이 0이고, 그 주변에서는 전향력이 매우 작을 수 밖에 없습니다. 그래서 다른 지역에서 발생하는 해류를 설명할 때 처럼 간단하게 설명하기 매우 어렵습니다. 이런 이유로 아직 적도 잠류의 흐름에 대한 완전한 이론을 가지고 있지는 않나봅니다. 다만 몇가지를 간단하게 이야기 해 보면,

•  적도에서 흐르는 아이는 전향력이 0이기 때문에, 흐름에 작용하는 힘으로 수압 경도력이 유효한 것은 사실이다. 
•  이 물이 어떤 원인으로 북쪽, 또는 남쪽으로 향하여 전향력이 유효하게 작용하기 시작하면 전향력의 영향으로 다시 적도쪽으로 몰리게 된다.
•  위도에 따른 코리올리 효과의 변화인 베타효과로도 이 현상을 충분히 설명할 수 있다.

베타효과라는건 위도에 따른 코리올리 힘의 변화가 흐르는 물이나 공기에 영향을 주는 정도라고 생각하시면 됩니다.

 

요약하자면, 수압경도에 의해 해수의 흐름이 발생하며, 전향력에 의해 해수의 흐름이 어느정도 정리된다 쯤으로 생각하면 될 것 같습니다.

 

  3. 엘니뇨와의 상관관계

가장 복잡하고 어려운 논의일것 같습니다. 지난 적도반류에 관한 포스팅에서 엘니뇨와 적도반류의 상관관계를 논의하였는데, 결과론적으로 엘니뇨 시기에 적도반류 흐름의 유의미한 변화는 없다. 라는 이야기를 했습니다. 이는 학계에서도 아직 연구되야 하는 부분이구요. 포스팅 전에 몇가지 논문을 봤는데, 역시 유의미한 변화는 없었습니다.

 

하지만 엘니뇨시기 뚜렷한 변화는 잘 알려진 북적도 해류나 남적도 해류의 유속 감소이며, 적도잠류 역시 뚜렷한 유속 감소가 발생한다고 합니다. 사실 이번 포스팅에서 적도 잠류를 소개한 이유도 이것 때문입니다. 사실 엘니뇨 시기에 적도반류의 유속이 증가한다라고 일반화하여 이야기 하는건 굉장히 조심스러워야 하는 부분이고, 어찌보면 잘못된 내용이기도 합니다. 하지만 여러 연구에서 엘니뇨시기에 적도잠류의 유속이 느려지는 것을 유의미하게 결론지을 수 있다고 하니 이 부분만큼은 우리가 알고 넘어가는 것이 어떨까 하고 생각해 봅니다.

 

적도 잠류는 교과서에서는 다루지 않고, 아직 많은 과학자들이 연구해야 하는 해류중 하나이지만, 독특한 유형을 띠는 해류이니 알고 있으면 어떨까 하는 생각을 해 봅니다.