조석과 기조력 2 - 조수 간만의 차이와 보존가치

조석에 관한 지난 포스팅에 이어 너무 오랜만에 글을 올리는 것 같다. 

지난번 조석에 관한 이야기를 했는데, 이번 글에서 마무리를 지으려고 한다.

 

달과 태양이 지구에 미치는 기조력에 의해 지구의 바다에는 조수간만의 차이가 나타난다. 그런데, 달은 가만히 있지 않고 지구 주변을 공전하고 있기 때문에, 매일 태양-지구-달의 배치가 달라진다. 또한 지난 포스팅에서, 태양보다 달이 지구에 미치는 기조력이 더 강하다고 하였다. 이 때문에, 조수 간만의 차이가 매일 달라진다. 그 원리를 우선 보면,

  1. 달이 삭이나 망일때

<달이 삭일때를 표현할 방법이 없어 어둡게 하였다. 실제 삭에서 달은 보이지 않는다>

달이 삭이나 망에 있을때는 태양-지구-달이 일직선 상에 놓인다. 이 때 태양이 지구에 미치는 기조력이나 달이 지구에 미치는 기조력의 방향이 같아, 기조력이 최대가 된다. 이 시기에 간조와 만조의 차이가 가장 심하다. 간조와 만조의 해수 높이차를 조차라고 하는데, 조차가 큰 만큼, 간, 만조때의 물의 흐름인 조류역시 가장 강할 때이다.

  2. 달이 상현이나 하현힐 때

  이 시기에는 태양과 달의 위치가 수직에 가깝다. 때문에, 태양의 기조력과 달의 기조력 방향 역시 수직이 된다. 이 경우 아까와는 반대로 태양의 기조력이 달의 기조력에 전혀 보탬이 되지 않는다. 달의 기조력이 태양의 기조력에 비해 더 강하기 때문에, 관찰자가 정오나 자정의 위치에 있을 때, 간조가 되어야 하나 간조 때에도 태양의 기조력에 의해 어느정도 해수면이 부풀어 있다. 마찬가지로 달이 남중해 있을 때나 그 정 반대의 위치에 관찰자가 있을 때 만조가 되지만, 태양의 기조력의 도움을 받을 수 없기 때문에 1번 상황만큼 물이 차오르지 못한다.

  이런 이유로 상현이나 하현에서 간조일 때 물의 높이는 오히려 삭이나 망일 때 보다 높을 수 있다. 하지만, 만조일 때 몰의 높이는 삭이나 망일 때 보다 훨씬 낮다. 이 현상은 아래 그래프를 보면 쉽게 알 수 있다.

<사리와 조금에서 나타나는 조차(출처 : 한국해양과학기술원)>

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  3. 조수 간만의 차를 이용한 발전

<시화 조력발전소와 시화 방조제>

밀물과 썰물을 이용한 발전 방법에는 크게 조력발전과 조류발전방식이 있다.

 

먼저 조력발전은 물이 들어올 때 수문을 열어 물을 가득 채운다. 그리고 물이 빠져나가기 시작하면 수문을 닫아버린다. 이렇게 되면 방조제 안쪽은 수위가 높은 채로 유지되고, 방조제 바깥쪽은 수위가 낮아진다. 물이 완전히 빠져 나가고 간조가 되어 터빈을 돌릴 만큼의 충분한 낙차가 확보될 때 수문을 열어 물의 흐름에 의해 터빈이 돌며 발전을 하는 원리이다.

<조력발전의 원리(출처 : http://mcensustainableenergy.pbworks.com/w/page/59367217/Tidal%20Power%20Deux>

발전 과정 자체에는 환경파괴요소가 없으나, 발전소를 짓는 과정에서 필연적으로 자연상태의 갯벌에 변화를 주어 환경 파괴의 원인이 된다.

 

조류 발전은 밀물과 썰물때 발생하는 물의 흐름, 다시말해 조류를 이용한 방법이다.

<조류발전의 원리(출처 : 에너지움)>

그림처럼 해저에 터빈을 설치하면, 물이 흐를 때 터빈을 회전시키게 되고, 이를 이용하여 발전하는 방법이다. 조력발전과 달리 환경에 큰 변화를 주지는 않아 훨씬 환경친화적이다. 하지만 설치 지역에 제약조건이 굉장히 많다. 특히 웬만한 조류 흐름으로는 발전이 어렵기 때문에 굉장히 강한 조류가 발생하는 지역에만 설치 가능하다.

<조류발전(출처:HMG)>

  4. 간척사업을 통해 갯뻘을 없애야 하는가?

<출처 : 뉴스원 기사>

당연히 없애서는 안된다. 다양한 생물종이 갯벌에서 서식하고 있음은 너무나도 잘 알려져 있다. 관광자원으로도 활용 가능함은 물론이며 그 자체로 훌륭한 생태계의 보고이다. 간척사업이나 발전사업으로 잠깐의 경제적 이득은 볼 수 있을지 모르겠지만, 다시는 돌이킬 수 없는 자연파괴를 수반한다. 이유 여하를 막론하고 어떻게든 보존해야 하는 것이 갯벌이다. 그럼에도 불구하고 개발과 경제적 목적을 위해 이미 우리나라의 많은 갯벌이 사라졌다. 남아있는 갯벌조차도 체험학습이라는 명목으로 많은 사람들이 해루질을 한다. 

  우리나라의 서해바다는 전 세계적으로도 유명한 갯벌이다. 더이상의 개발은 막고, 남아있는 갯벌만이라도 잘 보존하는것이 우리의 과제이다.

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조석 예보표를 이용하여 날짜별 물때 변화 그래프 그리기

조석과 기조력 1 - 원인