파랑의 굴절·쇄파와 너울

핵심 정리

파랑이 해안으로 다가오면 수심이 얕아지는 해저의 영향을 받아 파속이 줄고 파장이 짧아진다. 파의 주기는 해안 접근만으로 달라지지 않으므로, 속도가 감소하면 파장도 짧아진다. 수심이 파장의 1/20보다 얕아지는 조건에서는 파가 천해파의 특성을 가진다. 천해파는 수심이 얕아지면 속도가 감소하여 파장이 짧아진다.

파랑의 일부가 먼저 얕은 바다에 들어가면 그 부분의 속력이 먼저 작아져 파의 진행 방향이 바뀐다. 이처럼 수심 차이에 따라 파의 진행 방향이 바뀌는 현상이 파랑의 굴절이다. 굴절 결과 해안의 곶에는 파랑 에너지가 모이고, 만에는 에너지가 분산된다. 파 에너지는 굴절에 의해 곶 쪽으로 집중된다.

에너지가 집중되는 곶에서는 파고가 높고 침식 작용이 활발하다. 반대로 에너지가 약해지는 만에서는 퇴적 작용이 주로 일어나 모래가 쌓이고 모래사장이 형성되기 쉽다. 곶에서는 파랑이 집중되어 파의 높이가 높아진다.

해안 가까이에서 수심이 줄면 파고가 높아지고, 파가 해안 부근에서 부서지는 쇄파가 나타난다. 파가 매우 얕은 해역으로 진입하면 파 에너지가 점차 감소하므로, 파고가 높아지는 일을 에너지의 증가와 혼동하지 않는다. 너울은 바람이 부는 지역을 벗어난 뒤에도 전파되는 파랑으로, 풍랑보다 파고의 모양이 둥글고 파장이 길다.

자세히

해안에 접근하는 파랑의 변화를 이해할 때는 먼저 파가 해저에 미치는 영향을 따진다. 깊은 곳을 지나는 파는 해안 가까이의 얕은 곳을 지나는 파보다 빠르게 진행한다. 파의 한 부분이 먼저 얕은 수심에 들어가면 그 부분의 속도가 먼저 감소한다. 파의 다른 부분은 상대적으로 더 깊은 곳을 지나며 빠르게 진행하므로 파면의 방향이 달라진다. 파가 수심 변화 때문에 진행 방향을 바꾸는 과정이 굴절이다. 파가 해안선을 향해 접근하는 장면에서 해안의 모든 지점에 파가 같은 각도로 곧장 닿는다고 보지 말고, 수심 차이 때문에 파면과 진행 방향이 바뀌는지를 살펴야 한다.

수심이 줄어들수록 파속이 낮아지고 파장은 짧아진다. 파의 주기와 파속, 파장 사이의 관계를 이용하면 왜 파장이 줄어드는지 알 수 있다. 파속은 일정한 시간 동안 파형이 나아가는 거리이고, 파장은 한 주기 동안 파형이 나아가는 거리이므로, 주기가 유지되는 상황에서 파속이 작아지면 파장도 짧아진다. 천해파 여부를 판단할 때에는 파의 위치만 보고 해안에 가깝다는 이유로 정하지 않는다. 수심과 파장의 관계를 확인해야 하며, 수심이 파장의 1/20보다 얕아진 경우 천해파의 특성으로 판단한다. 이 조건은 수심이 파장보다 작다는 막연한 표현과 구별해야 한다.

굴절은 파속이 달라지는 곳에서 파의 진행 방향이 바뀌는 현상이다. 해안선이 굴곡져 있어도 파랑은 수심 변화의 영향을 받으며, 그 결과 파 에너지가 해안 지형에 따라 다르게 분포한다. 곶은 주변보다 파랑 에너지가 집중되는 곳이고, 만은 에너지가 분산되는 곳이다. 에너지의 집중과 분산은 곶과 만의 침식·퇴적 차이를 설명한다. 곶에서는 높은 파랑 에너지에 의해 침식이 활발하고, 만에서는 상대적으로 약한 파랑 에너지 아래에서 퇴적이 주로 일어난다. 따라서 곶과 만의 파장, 파고, 에너지, 해안 작용을 한꺼번에 같은 것으로 취급하지 않는다. 파장은 굴절과 지형에 따라 달라져 곶과 만에서 같지 않을 수 있으며, 곶의 파고가 높다는 진술은 에너지가 집중된다는 설명과 연결된다.

파랑이 얕은 해역으로 들어갈 때에는 쇄파도 나타난다. 파가 해안에 가까워지면 수심 감소로 파속이 줄고 파장이 짧아지며 파고가 높아진다. 해안에 도달한 파가 더 이상 안정된 파형으로 진행하지 못하고 물보라를 일으키며 부서지는 것이 쇄파다. 따라서 해수의 수온이나 염분 변화가 해안에서 부서지는 파의 직접 원인이라고 보기보다, 파가 얕은 해역에 진입해 해저의 영향을 받는 과정을 확인한다. 쇄파를 파랑의 굴절과 동일한 현상으로 정의해서도 안 된다. 굴절은 수심 차이에 따른 진행 방향의 변화이고, 쇄파는 해안 가까이에서 파가 부서지는 현상이다. 두 현상은 모두 수심이 얕아지는 해안에서 나타날 수 있지만, 묻는 내용이 방향 변화인지 부서짐인지 구분해야 한다.