해수의 연직 수온 분포와 염분

핵심 정리

해수의 연직 수온 분포는 깊이에 따라 표층의 혼합층, 수온이 급격히 낮아지는 수온 약층, 수온 변화가 작은 심해층으로 구분한다. 혼합층은 바람과 파랑에 의해 표층 해수가 섞여 수온이 거의 일정한 층이다. 바람의 영향은 표층 부근에 주로 미치므로 깊은 곳까지 같은 정도로 섞이지 않는다. 수온 약층은 깊이에 따라 수온이 급격히 낮아지는 층이다. 여름철에는 표층 수온이 높아져 수온 약층이 뚜렷하게 형성된다.

표층은 햇빛을 받아 수온이 높고, 일반적으로 깊어질수록 수온이 낮아진다. 바람이 불면 표층의 따뜻한 물이 주변의 물과 혼합되어 표층 수온이 낮아질 수 있다. 깊이에 따른 수온 변화 그래프에서 수온이 거의 일정한 구간과 급격히 낮아지는 구간을 각각 찾으면 혼합층과 수온 약층을 판별할 수 있다. 계절과 해역에 따라 각 층의 두께 및 경계 깊이는 달라지므로, 자료에 나타난 깊이를 직접 비교해야 한다.

염분은 해수에 녹아 있는 염류의 양을 나타내며, 해수의 염분은 물의 출입에 따라 달라진다. 증발은 물을 대기로 보내 남은 해수의 염분을 높이고, 강수나 강물의 유입은 담수를 더해 염분을 낮춘다. 해수가 결빙할 때 얼음에는 염분이 거의 포함되지 않아 남은 해수의 염분이 높아진다. 아열대 고압대 해역은 증발량이 강수량보다 많아 증발량에서 강수량을 뺀 값이 양수이며, 표층 염분이 높은 경향이 있다. 적도 부근은 강수량이 많아 아열대 고압대 해역보다 표층 염분이 낮다.

해수의 밀도는 수온이 낮을수록, 염분이 높을수록 커진다.수온이 낮고 염분이 높은 해수일수록 밀도가 크다. 수온-염분도에서는 수온과 염분을 함께 읽어 밀도를 비교한다. 같은 수괴라고 하더라도 표시된 수온과 염분이 다르면 밀도가 다를 수 있으므로, 점의 위치를 각각 확인해야 한다. 기체의 용해도는 수온이 낮을수록 크며, 따라서 낮은 수온의 해수에는 산소가 더 많이 녹을 수 있다.수온이 낮을수록 해수에 녹는 기체의 용해도는 커진다.

자세히

해수의 연직 수온 분포를 읽을 때는 먼저 가로축과 세로축이 무엇을 나타내는지 확인한다. 세로축이 깊이이고 가로축이 수온인 그래프에서는 깊이가 증가하는 방향을 확인한 다음, 수온이 거의 변하지 않는 구간과 빠르게 낮아지는 구간을 나눈다. 표층에서 수온 변화가 작게 나타나는 부분은 혼합층이며, 그 아래에서 수온이 급격히 낮아지는 부분은 수온 약층이다. 더 깊은 곳에서는 수온 변화가 상대적으로 작게 나타난다. 그래프의 선이 휘거나 기울기가 달라지는 깊이를 층의 경계로 판단할 수 있지만, 계절이나 해역이 달라지면 경계의 깊이도 달라질 수 있다.

혼합층은 바람과 파랑이 해수 표면에 작용하고, 그 영향으로 표층 해수가 섞이면서 형성된다. 햇빛은 표층을 가열하여 수온을 높이는 방향으로 작용한다. 따라서 표층에 열이 공급되는 정도와 바람에 의한 혼합 정도가 함께 연직 수온 분포에 반영된다. 바람이 표층의 물을 섞으면 표층의 따뜻한 물이 주변의 물과 혼합되어 표층 수온이 낮아질 수 있다. 그러나 바람에 의한 혼합은 깊은 바다 전체에 미치는 것이 아니라 표층 부근에 주로 영향을 준다. 그래서 깊은 곳의 수온 변화가 표층과 똑같이 나타난다고 판단하면 안 된다.

수온 약층은 깊이에 따라 수온이 빠르게 낮아지는 층이다. 여름철에는 표층이 햇빛을 받아 따뜻해지므로 표층과 아래쪽 해수 사이의 수온 차가 커지고, 수온 약층이 뚜렷해진다. 표층의 따뜻한 물과 아래쪽의 차가운 물이 층을 이루면, 수온이 깊이에 따라 급격히 달라지는 구간이 그래프에 나타난다. 수온 약층의 시작 깊이는 계절별 수온 자료를 비교해 판단한다. 한 시기의 표층 수온이 높다는 이유만으로 약층의 시작 깊이까지 단정하지 말고, 실제 그래프에서 수온이 급격히 낮아지기 시작하는 위치를 확인해야 한다.

계절별 자료를 비교할 때는 혼합층 두께, 표층과 특정 깊이 사이의 수온 차, 약층의 시작 깊이를 구별한다. 혼합층 두께는 표층에서 수온이 거의 일정하게 유지되는 구간의 깊이로 판단한다. 특정 깊이의 수온과 표층 수온 차는 두 지점의 값을 읽어 비교하는 것이며, 혼합층 두께와 같은 뜻이 아니다. 또한 표층 수온이 계절에 따라 달라져도 약층의 두께가 반드시 같은 방향으로 바뀌는 것은 아니다. 자료에서 각 시기의 곡선이 어느 깊이부터 크게 벌어지는지 살펴야 한다. 연직 수온 자료가 등수온선으로 제시되면, 같은 수온을 나타내는 선의 깊이를 계절별로 비교하고 표층의 연교차도 별도로 읽는다.

염분은 해수에 녹아 있는 염류의 양을 나타내는 값이다. 염분 변화를 이해하려면 물이 더해지거나 빠져나갈 때 물과 염류의 비율이 어떻게 달라지는지 생각한다. 바닷물에서 물이 증발하면 염류는 남고 물의 양은 줄어들어 염분이 높아진다. 반대로 강수나 강물처럼 염분이 낮은 담수가 해수에 섞이면 해수가 희석되어 염분이 낮아진다. 얼음이 녹아 담수가 유입되는 경우에도 염분은 낮아지는 방향으로 변한다. 이와 달리 해수가 얼 때는 얼음에 염분이 거의 들어가지 않으므로, 얼음이 빠져나간 뒤의 해수는 상대적으로 염분이 높아진다.