파랑의 종류와 특성

핵심 정리

파랑은 바람이 해수면에 작용하여 생기는 물결이다. 바람이 해수면에 미치는 영향은 마찰력과 전단력으로 나타나며, 파랑의 형성 원인을 마찰력 하나로만 한정해서는 안 된다. 파랑을 나타낼 때 마루는 물결의 가장 높은 부분, 골은 가장 낮은 부분이고, 마루와 마루 또는 골과 골 사이의 수평 거리가 파장이다. 파장과 파고는 서로 다른 값이다. 파고는 마루에서 골까지의 높이 차이를 가리키며, 파장은 파랑이 반복되는 수평 길이를 가리킨다.

파랑은 수심과 파장의 상대적인 크기에 따라 심해파와 천해파로 구분한다. 수심이 파장의 절반보다 깊은 곳에서는 심해파가 생긴다. 심해파에서는 해수면의 물 입자가 원운동 또는 타원 운동을 한다.심해파에서 해수면의 물 입자는 원운동 또는 타원 운동을 한다. 반면 천해파는 수심이 파장의 1/20보다 얕은 곳에서 생기는 파랑이다. 이런 조건에 해당하는 천해파는 해안에 가까운 얕은 해역에서 나타나는 파랑을 판단할 때 중요한 기준이다. 쓰나미는 파장이 매우 긴 천해파에 해당한다.

파랑의 주기, 파장, 속도는 서로 연결되어 해석된다. 파의 주기는 파원이 같으면 수심이 변해도 일정하다. 천해파의 속도는 수심의 제곱근에 비례하며, 수심이 얕아질수록 감소한다.천해파의 속도는 수심이 얕아질수록 감소한다. 따라서 수심이 다른 해역에서는 천해파와 심해파의 파속이 서로 다를 수 있다. 천해파가 얕은 곳으로 진행하면서 수심이 작아지면 파속이 감소하고, 주기는 그대로이므로 파장도 짧아진다.

자세히

파랑을 해석할 때는 먼저 자료에서 파랑의 모양과 수심을 구분하고, 그다음 수심과 파장의 관계를 비교한다. 파랑의 마루와 골은 물결의 높낮이를 보여 주며, 파장은 마루와 마루 또는 골과 골 사이의 수평 간격이다. 파고는 마루와 골 사이의 높이 차이이므로 파장과 혼동하면 안 된다. 특히 그림에 파장과 파고가 함께 표시되면 두 값이 각각 수평 방향과 수직 방향의 길이라는 점을 확인한다. 파랑이 여러 개 관측된 경우에는 한 개의 물결 모양만 보는 것이 아니라, 반복되는 모양의 간격과 파고를 각각 읽는다. 유의 파고는 관측된 파고를 모두 같은 방식으로 평균한 값이 아니다. 관측된 파고 중 높은 쪽부터 전체의 1/3에 해당하는 파고들을 골라 그 평균을 구한 값이다.

심해파와 천해파는 단순히 파랑이 바다에서 관측되었는지 해안에서 관측되었는지로 구별하지 않는다. 기준은 수심과 파장의 상대적 크기다. 수심이 파장의 절반보다 깊으면 심해파로 판단한다. 이 기준에서 말하는 수심은 해저에서 해수면까지의 깊이이고, 파장은 물결이 진행하는 방향에서 반복되는 마루 사이의 거리다. 둘을 같은 그림에서 읽을 때에는 어느 길이가 수심이고 어느 길이가 파장인지 먼저 확인해야 한다. 수심이 파장의 1/20보다 얕은 곳은 천해파의 조건에 해당한다. 따라서 자료에 파장과 수심이 함께 제시되면 두 값을 비교하는 것이 분류의 출발점이다. 계절풍의 방향 변화와 파랑의 종류는 서로 다른 개념이다. 바람의 계절적 방향 변화가 제시되었다고 해서 심해파와 천해파의 분류 기준이 바뀌는 것은 아니다. 심해파는 수심이 파장의 절반보다 깊은 곳에서 생긴다.

물 입자의 운동을 묻는 문제에서는 심해파와 천해파의 설명을 섞지 않아야 한다. 심해파에서 해수면의 물 입자는 원운동 또는 타원 운동을 한다. 이를 파랑의 진행 방향으로 물이 계속 이동한다고 해석하지 않는다. 물 입자의 운동 모양을 설명하는 것과 파랑이 전달되는 방향을 설명하는 것은 별개의 내용이다. 천해파에서도 물 입자가 단순히 위아래로만 진동한다고 단정하지 않는다. 천해파의 물 입자는 타원 운동을 한다. 그림에서 입자의 궤적이 표시되면 파랑의 진행 방향과 입자 궤적을 구분하고, 운동 궤적의 모양을 보고 어느 종류의 파랑에 대한 설명인지 판단한다. 심해파와 천해파를 구분할 때는 입자 운동만 외워 적용하기보다 수심과 파장의 관계도 함께 확인하는 편이 정확하다.