국립해양조사원은 26일 마산항에서 예측조위 보다 빈번하게 높게 관측되는 해수면의 출렁임은 외해로 부터 전파되어 온 해양장파가 진해‧마산만 해저지형 형태(길이, 폭)와 반응해 발생하는 부진동 현상이라고 밝혔다. (사진=국립해양조사원 제공)
경남 마산항에서 발생한 해수면 출렁임은 해저지형 형태가 관여하는 '부진동 현상'으로 나타났다.
국립해양조사원은 26일 마산항에서 예측조위 보다 빈번하게 높게 관측되는 해수면의 출렁임은 외해로 부터 전파되어 온 해양장파가 진해‧마산만 해저지형 형태(길이, 폭)와 반응해 발생하는 부진동 현상이라고 밝혔다.
해양장파는 해양에서 수분 이상의 발생주기를 갖는 파장이 긴 파를 말하며, 부진동 현상은 한쪽이 개방된 만(灣)에서 해수면이 기상 외력(대기압, 바람) 또는 장주기파 등과 공명해 출렁이는 현상을 일컷는다.
또 주기는 보통 수십 초에서 수십 분 정도로 항만의 형상에 따라 결정된다.
마산항에서는 지난해 4월과 8월, 50~90분 주기를 갖는 해양장파의 유입으로 예기치 못한 최대 80cm에 가까운 해수면 출렁임이 관측됐다.
이런 큰 출렁임이 사리 때 만조 시기에 발생할 경우, 항내 선박의 접안과 하역작업을 방해할 뿐만 아니라 저지대 침수 피해를 일으킬 수 있다.
국립해양조사원은 이에 따라 전남대학교 최병주 교수팀과 함께 올해 마산항 등 남해안에 위치한 10여 개 조위관측소 해수면 자료(2013~2019년)에서 가장 큰 출렁임이 관측된 대표 사례(5개)를 분석하고 수치모델 재현실험으로 비정상 출렁임의 진동특성과 해양장파의 전파과정을 규명했다고 밝혔다.
이번 연구 결과 해양장파가 진해‧마산만으로 전파되어 올 때 해수면 출렁임이 없는 곳(마디)과 최대인 곳(배)의 해저지형 형태와 위치를 확인할 수 있었다.
해양장파가 폭이 좁고 수심이 얕은 마산만 내부로 전파됨에 따라 공명 현상에 의해 배 구간에서 출렁임이 더 크게 나타나는 것으로 파악됐다.
마디(node)와 배(anti-node)는 파의 전파과정에서 해수면 진동이 없는 곳을 마디, 증가하는 곳을 배라 하며 공간적인 위치가 변하지 않는 특징을 가진다.
공명(resonance)은 지형의 고유진동 주기와 일치할 때 크게 진동하는 현상이다.
이번 마산항의 부진동 현상을 규명한 연구 성과는 조위 예측, 안전한 항내 활동에 필요한 해수면의 잔잔한 정도(정온도)와 저지대 침수에 영향을 미치는 해수면 출렁임을 설명하는데 활용될 수 있을 것으로 기대된다.
정온도는 항내 해수면의 잔잔한 정도, 선박접안과 하역작업 등의 기준으로 사용된다.
국립해양조사원 홍래형 원장은 이번 연구를 바탕으로 조위관측소 해수면 자료를 정밀 분석해 남해안에서 발생 가능한 비정상 해수면 진동에 대한 원인규명을 확대해 나아갈 계획"이라고 밝혔다.