4. 취송류 이론
가. 탐험가 난센이 북극지방 항해 중 빙산이 풍향의 오른쪽 20~40도 각도로 편향되어 움직임을 에크만에게 알려주었다. 바람이 불 경우, 바람의 영향으로 일정한 수심까지 해류가 형성되는데 이를 에크만류(Ekman current) 혹은 에크만운동(Ekman motion)이라 한다.
이때의 이 수심을 마찰심도(depth of frictional resistance), 에크만수심(Ekman depth), 혹은 에크만층(Ekman layer)이라고 한다.
에크만류는 바람에 의한 응력과 지구자전에 의한 전향력이 평형을 이루는 상태에서의 흐름으로써, 북반구에서 해표면의 흐름은 바람이 불어가는 방향과 45° 오른쪽으로 편향’13되어 나타나며 수심이 증가하면서 유속이 감소되고 유향은 시계방향으로 회전한다.(남반구에서는 반시계방향). 이는 나선형의 모양과 같아서 에크만나선(Ekman spiral)이라고도 한다.
순수 취송류는 바람의 3.5%정도이다.
에크만류에 의한 해수 수송은 바람방향의 오른쪽 직각방향으로 (남반구에서는 왼쪽)일어나는데 이를 에크만수송(Ekman transport)이라 한다.
이때 수송량은 바람의 크기에 비례하고 위도가 높으면 반비례하며, 관성진동수에도 반비례한다.
에크만수송은 공간적으로 변화할 수 있는데 이때 수평방향으로 수렴이나 발산이 일어나고 표층의 해수가 하강하거나 하층의 해수가 상승하게 되는데 이를 에크만펌핑(Ekman pumping)이라 한다.
나. 에크만의 나선; 북반구에서 표층의 해류는 풍향의 오른쪽 45도로 흐른다.
*남반부는 왼쪽 45도이다.
※수심이 깊어질수록 편향되는 각도는 커지며 힘은 약해진다.(그림2-9)
위의 그림은 에크만 나선의 에크만 층(Layer)이고 수심 50m정도로서 유속이 거의 없다.
※마찰심도; 취송류에서 해면의 유향과 정반대 유향(e-iπ = -180°)이 되고 유속은 약 4%정도로 감소하는 깊이. ‘04 유속은 표면유속의 e-π배(0.04 즉 4%)이다.
풍향에 비례하고 위도가 높을수록 반비례한다.
※연직와동 계수(연직운동 맴돌이 점성계수); 상부마찰심도에 주 영향을 미친다.
※에크만 수심에서 고려하는 힘은 바람의 마찰력과 해수의 점성과 코리올리의 힘이다.
※취송류 속도 Ω;지구자전 각속도, φ;위도,
다. 연안 용승과 침강
(1)바람이 해안과 평행되게 불어올 때 주로 용승과 침강이 발생한다. 이는 에크만의 수송현상에 의하여 기인한다. 해수면도 보통 10~20Cm정도 상승, 하강한다.
(2)연안 용승으로 염양류가 풍부한 해수가 상승하여 좋은 어장을 형성하는 곳은 페루-칠레 해역, 켈리포니아-오레건 해역, 아프리카 북서부(카나리아), 아프리카 남서부(벵겔라) 등이다.
※용승이 일어나는 발산지역이나, 적도반류역의 용승역 등에는 수온이 낮아지고 플랑크톤 번식 등 영양염이 풍부하다.
(3)우리나라에는 6~8월에 울산 근해해역에서 자주 발생. 동해안은 남풍시.
※해수면의 경사는 지형류 효과를 야기 시켜 바람방향으로 연안 해류를 강하게 하는데 이를 연안 제트류(Coastal Jet)라 한다. 울산해역이 특히 강하다.
즉, 해안을 왼쪽에 두고 평행하게 바람이 불 때 용승현상이 발생한다.
