지구과학 ① 6-4. 수온의 수직분포, 혼합층, 수온약층, 심해층

▎지구과학 ① 6-4. 수온의 수직분포, 혼합층, 수온약층, 심해층

 

◈ 해수와 온도

 

1. 해수의 온도

① 수온의 수평 분포
표층 해수의 수온은 대체로 적도 지방에서 약 30℃로 가장 높고, 극지방에서는 -2℃까지 내려간다. 수온이 최대인 곳을 연결한 선을 열적도라고 하며, 열적도는 여름철에 북상하고, 겨울철에 남하한다.

 

 

② 수온의 수직 분포
깊이에 따른 수온의 분포에 따라 혼합층, 수온 약층, 심해층으로 구분된다.
ⓐ 혼합층
해수면에 도달한 태양 복사 에너지는 깊이 10m까지 85%, 100m까지 98%가 흡수된다. 태양 복사 에너지를 흡수하여 가열된 해수의 표면은 바람에 의한 혼합 작용으로 해수가 섞이므로 깊이에 따라 수온이 거의 일정한 층을 혼합층이라 한다. 혼합층의 두께는 장소와 계절에 따라 달라지며, 바람이 강할수록 두껍게 나타난다.
ⓑ 수온 약층
혼합층 아래에 위치하며, 깊이에 따라 수온이 급격히 낮아지는 층을 수온 약층이라고 한다. 수온 약층에서는 위쪽에 따뜻한 물, 아래쪽에 찬물이 존재하므로 매우 안정하여 대류가 일어나지 않는다. 따라서 혼합층과 심해층 사이의 물질과 에너지의 교환을 차단한다.
ⓒ 심해층
수온 약층의 아래에 위치하며, 표면과 열 교환이 이루어지지 않아 수온이 낮고 깊이에 따라 수온 변화가 거의 없는 층을 심해층이라고 한다.

 

 

③ 위도별 수온의 연직 분포
바람이 약한 적도 지방에서는 혼합층이 얇고, 바람이 강한 중위도 지방에서는 혼합층이 두껍고 수온 약층도 깊게 발달한다. 그러나 위도 약 60도 이상의 고위도 지방에서는 표층과 심해층의 수온이 거의 같아 혼합층, 수온 약층, 심해층의 구별이 없어지므로 층상 구조가 나타나지 않는다.

 

 

 

해양의 층상구조

다음 그림은 위도에 따른 해양의 연직 구조와 수온의 연직 분포를 나타낸 것이다.

 

‣ 해양의 연직 구조에서 A는 혼합층, B는 수온 약층, C는 심해층이다.
‣ A층의 두께가 적도 지방에서는 얇고 중위도 지방에서는 두껍게 나타나는 이유는 중위도에서 바람이 세게 불기 때문이다.

 

 

수온의 연직 분포

다음 그림과 같이 실험을 한 후, 시간에 따른 수온의 연직 분포 변화를 측정하였다.

 

‣ 전등을 켠 후 5분, 10분, 15분 후의 깊이에 따른 수온 분포는 그림 (가), (나), (다)와 같이 나타난다. 이로부터 가열 시간이 길수록 수온 약층이 두꺼워짐을 알 수 있다.
‣ 수면에 부채질하면 오른쪽 그림과 같은 수온 분포가 나타나는 것으로 보아 혼합층은 바람의 혼합 작용에 의해 형성됨을 알 수 있다.

 

[결론] 표면의 수온은 태양 복사 에너지를 많이 받을수록 올라가며, 부채질을 한 후에 혼합층이 뚜렷하게 나타나는 것으로 보아 바람이 강할수록 혼합층이 두껍게 형성됨을 알 수 있다.

 

 

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