쓰나미 (기상학) [津波, tsunami]

쓰나미 (기상학)  [津波, tsunami]

 

 

지진성 해일(seismic sea wave), 조석파(tidal wave)라고도 함.

주로 해저지진에 의해 발생하는 갑작스러운 해일파.

 

쓰나미/지진 충격파는 ‘쓰나미’라고 불리는 ...

 

쓰나미를 일으키는 해저지진은 해양지각 아래 50㎞ 이내의 깊이에서 발생하며, 강도는 리히터 척도로 6.5 이상이다. 쓰나미는 해저사태(海底沙汰)나 연안사태(沿岸沙汰) 또는 화산폭발에 의해 발생하기도 한다. 이러한 해일에 대해 '조석파'라는 용어를 더 흔히 사용하기도 하지만, 조석과 아무 관계가 없는 해일에 대해 이 용어를 적용하는 것은 잘못이다.

지진이나 다른 충격이 가해진 후 단순하고 점진적인 진동파(振動波)의 여파는, 마치 얕은 연못에 돌을 던졌을 때 진동파가 수면 위로 점차 큰 원을 그리면서 퍼져나가듯이 해수면 위의 먼 거리까지 전파해간다. 심해에서의 파장은 100~200㎞로 매우 길지만, 파고는 0.3~0.6m로 매우 낮다. 결과적으로 파장에 대한 파고의 비를 나타내는 파형기울기는 3/2,000,000~6/1,000,000 범위에 해당하게 된다. 이러한 매우 낮은 파형기울기와 더불어 5분에서 1시간에 달하는 파의 긴 주기 때문에, 일반적인 풍랑과 너울에 의해 생긴 파와 식별이 어렵다. 임의의 진행성 진동파에 있어, 표면에서의 실질적인 물의 운동은 파고와 같은 크기의 직경을 갖는 수직궤도에서 일어나며, 주기 동안 1번 회전한다. 따라서 쓰나미가 통과할 때, 망망대해 위에 놓인 표층수 입자나 배는 5분에서 1시간 주기로 30~60㎝ 정도의 약한 상승과 하강을 하게 된다.

임의의 진행성 진동파의 표면 궤도운동은 물 밑으로 가면서 점차 감소하는 양상으로 전파되며, 파장의 약 절반에 달하는 깊이에 이르게 되면 궤도운동은 거의 소멸된다. 그러나 쓰나미의 경우에는 파장이 가장 깊은 바다의 수심보다도 크므로 해저부근에서 궤도운동은 상당히 늦어지게 되고, 파가 전파되어 나가는 바다의 깊이에 관계 없이 천해파(淺海波)와 같이 행동하게 된다. 천해파의 속도는 해저 바닥과의 마찰력에 의해 조절되며, c=√gD의 관계식을 따르게 된다(c는 파속, g는 중력가속도, D는 수심). 관계식은 여러 가지 심해음향측심법이 행해지기 훨씬 전인 1856년에 대양의 평균수심을 측정하는 데 사용되었다. 지진성 해일의 평균파속을 200m/s로 가정하면, 바다의 평균수심은 약 4,000m로 얻어진다. 이 결과는 현재의 측정치인 3,808m와도 잘 일치한다. 이 관계식은 이외에도 매우 중요한 실용적인 가치를 지니고 있는데, 즉 지진학자들은 이 관계식을 이용하여 지진이 일어난 후 수시간 뒤에 쓰나미가 도달함으로써 연안지역에 닥칠 위험을 경고한다. 쓰나미파가 대륙연안 쪽으로 접근하게 되면, 얕은 바닥과의 접촉으로 인한 마찰력이 증가하여 파속은 점차 감소하게 된다. 이때 파의 주기는 일정하므로 파속이 감소하게 되면, 결과적으로 파장이 짧아지면서 파고는 증가하게 되고, 이에 따라 연안에서의 물은 10~15분 동안 30m 정도까지 상승하게 된다. 이러한 해수면의 상승이 일어난 이후에 아직 완전히 이해되지 않은 작용에 의해 대륙붕의 물은 진동을 시작하게 된다. 대부분의 피해는 이때 일어나는 3~5차례의 진동에 의해 발생하지만 진동은 발생 이후 수일 만에 끝난다.

쓰나미는 다른 종류의 해파와 마찬가지로 근해(近海)의 해저지형이나 연안지형에 의해 반사되거나 굴절된다. 이들의 영향은 지역에 따라 매우 다양하게 나타난다. 간혹 쓰나미는 연안에 파골 부분이 먼저 도달하기도 하는데, 이 경우에는 물이 감소하여 얕은 해저가 드러나기도 한다. 이런 현상은 1755년 11월 1일 포르투갈의 리스본에서 일어난 바 있는데, 이때 이 현상에 호기심을 가진 사람들이 바닥이 드러난 만(灣)에 있다가 불과 수분 후에 연속적으로 밀려온 파마루에 의해 많이 희생되었다. 가장 파괴적인 쓰나미로는 1703년 일본의 아와[阿波] 지역에서 발생한 것을 들 수 있는데, 이는 10만 명 이상의 사망자를 낸 것으로 알려져 있다. 1883년 8월 26일과 27일에 일어난 방대한 규모의 해저 화산폭발은 크라카타우 섬을 소멸시켰는데, 이때 동인도 여러 지역에서는 35m에 달하는 높은 해파가 발생했고, 3만 6,000명 이상의 사망자를 냈다.