경남과학고등학교 1학년 오유신 제출

2019년 KESO 심화과정 사이버 교육 - 해양학 과제물

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1. 그림은 중앙 태평양에서 위도에 따른 해수면의 상대적인 높이와 수온의 연직 단면도를 나타낸 것이다.

① A ~ D 구간 중 열대수렴대 (ITCZ: Inter Tropical Convergence Zone) 가 존재하는 해역을 결정하시오.

열대수렴대는 가열이 가장 우세하게 일어나 해양의 표층 수온이 높은 북위 약 6~7도 부근인 B와 C 구간 사이에 존재한다. 그렇기 때문에, 상대적으로 해양표면이 저기압 배치를 가지므로 해수면의 상승이 일어난다.

② A, B, C, D 구간에서 흐르는 해류(지형류)의 이름과 그 방향(동향류 또는 서향류)을 결정하시오.

A: A 구간에서는 남적도 해류가 흐르며, 그 방향은 서향류이다.

B: B 구간에서는 남적도 해류가 흐르며, 그 방향은 서향류이다.

C: C 구간에서는 적도 반류가 흐르며, 그 방향은 동향류이다.

D: D 구간에서는 북적도 해류가 흐르며, 그 방향은 서향류이다.

③ C 구간에서의 지형류 속도를 계산하시오. (단, C 구간의 수평 거리는 400 km 이고, g(중력가속도)=10 m/s2, f(코리올리 파라미터)=2x10-5/s 값을 적용한다.)

지형류는 수평수압경도력과 전향력이 평형을 이루는 해류이다. 따라서, 단위 질량당 해수에 대하여,

[eqn: 2` omega `v`sin` phi =g {DELTA `z} over {DELTA `x}]([eqn: BECAUSE P _{H} = {1} over {rho } {DELTA `P} over {DELTA `x} = {1} over {rho } {rho `g` DELTA `z} over {DELTA `x} =g {DELTA `z} over {DELTA `x}]), 한편, 코리올리 파라미터는 지구에서 수평운동에 대하여 직각으로 작용하는 코리올리 힘에 나타나는 속도에 대한 비례상수인 [eqn: f=2 omega sin phi]를 말하는 것이므로, 따라서, 위의 식은 [eqn: fv=g{DELTA z}over{DELTA x}]로 정리할 수 있다. 따라서, [eqn: v = {g DELTAz}over {f DELTA x}]이고, C 구간에서 최고, 최저점의 [eqn: DELTA z=40cm]이므로, 주어진 값을 대입하면 [eqn: v=0.5m/s]이다.

2. 해양의 전지구적 순환 형태를 두 가지로 나누고, 기후 변동과 관련된 역할에 대해 간략하게 설명하시오.

2019년 KESO 심화과정 사이버 교육 - 해양학 과제물

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해양의 전 지구적 순환은 크게 해상풍으로 이한 표층 해류의 발생, 그리고 다시 이 표층 해류가 지구의 열 재분배에 기여하는 구조인 풍성순환(Wind-driven circulation)과, 극지역에서 고밀도의 해수가 침강하여 심층 해류를 형성하고, 심층 해류가 지구 전체의 열적 순환에 기여하는 열염순환(Density-driven circulation)으로 나누어진다. 해양의 전지구적 순환은 위도에 따라 불균등하게 입사한 태양 복사 에너지를 저위도->고위도로 운반하여 열평형과 재분배에 기여한다.

3. 아래 그림은 가장 단순화된 해양의 컨베이어 벨트 순환을 보여주는 모식도이다.

① 표층에서 대양간(태평양과 인도양, 인도양과 대서양) 해수 교환이 일어나는 곳과 해류 이름을 조사해 보시오.

열대 서태평양과 동인도양은 인도네시아 해역을 사이에 두고 대양 간 해수 교환이 이루어지고, 이들을 인도네시아통과류(ITF: Indonesian Through-flow)라 한다. Gordon(2005)에 의하면, 북태평양과 남태평양으로부터 기인한 서로 다른 수괴가 인도네시아 동부 해역으로 유입되는 통로는 크게 세 가지이다. 민다나오 해류가 Sulawesi 해를 거쳐 Makassar 해협으로 흐르는 제1경로, Sulawesi 북단과 Halamahera 섬 사이의 Maluku 해를 통과하여 Banda 해로 흐르는 제2경로, 그리고 Halmahera 섬과 뉴기니 사이의 Halmahera 해와 Seram 해를 거쳐 Banda 해로 흐르는 제 3경로가 있으며, 인도양으로의 유출은 크게 Timor, Ombai, Lombok의 세 해협을 중심으로 이루어진다. 남극 환류의 경우에도 남극해, 태평양, 인도양 분지를 연결하며 이들 분지간의 해수 교환의 주요 통로로서 작용한다. 인도양과 대서양의 경우 문헌에서 여타의 해수 교환을 찾을 수는 없었다.

Jeon, Dongchull, Kim, Eung, Shin, Chang-Woong, Kim, Cheol-Ho, Kug, Jong-Seong, LEE, JAE HAC, 이윤호, and Kim, Suk Hyun. “태평양-인도양 해양순환 연구 프로그램.” Ocean and Polar Research 35, no. 3 (September 30, 2013): 259–72. doi:10.4217/OPR.2013.35.3.259.

② 지구 온난화에 의해 북대서양 심층수 형성이 둔화된다면 주변 해역에서 어떠한 기후 변화가 일어날 수 있는지 설명해 보시오.

북대서양의 심층수 형성 둔화는 심층수의 공급을 저해시킴으로서, 전반적으로 심층 해류를 둔화시켜 열염순환을 약화시키게 된다. 따라서, 침강 지역 주변에서, 해수의 침강이 둔화되기 때문에 표층 해수의 흐름이 느려지게 되어 저위도와 고위도 사이의 열적 교환이 저해되어 북대서양 심층수 형성 지역 주변 해역에서는 고위도이기 때문에 기온이 더 감소할 수 있다. 열염순환의 약화는 전지구적 열적 순환을 저해지키므로, 고위도와 저위도 사이의 열 불균형을 더욱 심화시킬 수 있다.