본 종설에서는 과거 20년에 걸친 동중국해와 황해의 조석수치모형에 대해 개관하였다. 조석모형 및 경험적인 조석도에 의거하여 이 해역의 조석양상에 대해 기술하였으며 이와 관련된 해저 조석소산, 조석혼합, 퇴적 및 순환에 대하여 기술하였다. 또한 조석모형에 관련된 문제점과 개선방법에 대하여 논의하였다.
연근해에서의 위성고도계 자료의 정확도가 향상됨에 따라 기존에 잘 알려져 있는 Schwiderski의 전구적 모형보다 더 정확한 조석모형으로 위성고도계 자료에서의 조석성분에 대한 보정을 향상시킬 필요가 있다. 초기단계로 오오츠크해, 남중국해와 북서태평양역을 포함하는 동아시아 전 해역에 대해 기존의 조석모형보다 해상도가 높은 1/6도 격자체계의 조석모형을 수립하여 반일주조(M$_2$, S$_2$, $N_2$, $K_2$)와 일주조(K$_1$, $O_1$, P$_1$, Q$_1$)의 조석체계에 대한 수치모형실험을 수행하였다. 계산된 결과들과 이 해역에서의 관측치와 기존의 경험적 조사도 및 Schwiderski의 조석도와 비교분석이 이루어졌다.
경도상 $1/12^{\circ}$, 위도상 $l/15^{\circ}$의 해상도를 갖는 최병호(1990)의 2차원 황해 및 동중국해의 조석모형을 근간으로 하여 한반도 주변해역의 정밀수심 DB(최병호 등, 2002)를 기초입력으로 하여 격자세분화 기법과 서로 다른 격자체계하에서의 다른 계간시간간격을 사용하는 해안 및 하구역 모형으로의 개선을 통하여 모형의 효율성, 사용성 및 모형영역내의 세격자 영역의 위치적 이식성을 향상시킨 둥지형 동적결합 조식모형체계를 수립하였다. 수립된 모형체계의 타당성과 적용성을 입증하기 위하여 새만금 해역을 세밀격자로서 해상시킨 수치모형 실험을 실시하였으며, 모형의 계산치와 관측치의 비교를 통하여 만족할 만한 결과를 얻을 수 있었다. 수립된 체계는 황해와 동중국해 대륙붕해영역내에서 위치적 이식성이 용이한 조석예보체계로서 발전될 수 있다.
연근해에서의 위성고도계자료의 정확도가 향상됨에 따라 기존에 잘 알려진 Schwiderski 의 전구적 동수력학적 모형보다 더 정확한 조석모형으로 위성고도계자료에서의 조석성분에 대한 보정을 향상시킬 필요가 검증되었다. 초기단계로 오오츠크해, 남중국해와 북서태평양해성을 포함하는 동아시아해역에 대해 기존의 조석모형보다 해상도가 높은 $1/6^\circ$ 격자체계의 조석모형을 수립하여 반일적조$(M_2,\;S_2,\;N_2,\;K_2)$와 일적조$(K_1,\;O_1,\;P_1,\;Q_1)$에 대한 수치모형실험이 이루어졌다. 수립된 조석모형에서 산정된 조화상수들은 모형 영역의 Geosat 위성고도계자료로부터 해면변위를 산정할 때 조석성분을 제거하는데 이용되었다. 이러한 초기적인 갱정절차의 제시는 Schwiderski 의 조화상수로서는 적절히 처리될 수 없는 동아시아해역의 연해에 대해 해면변위를 산정하는데 광범위하게 이용될 수 있다.
본 연구에서는 중학교 과학 영재아들이 가지고 있는 조석에 관한 정신모형을 탐색하기 위하여 상황에 따른 개념 유형을 분류하고, 각 유형들을 구성하는 국면들을 분석하였다. 조석 현상에 관해 두 가지 상황으로 구성된 과제 수행을 실시한 후 그 응답 결과를 분석한 결과, 상당수의 학생들이 상황에 따라 서로 다른 개념 유형을 나타내었다. 상황에 따른 개념 유형들을 구성하고 있는 국면을 분석한 결과, 각 유형들은 내용-일반적 국면을 공통적으로 포함하고 있었으나, 내용-특정적 국면과 전략적 국면에서는 많은 차이를 나타내었다. 두 가지 상황에서 나타나는 개념 유형들과 이들 유형을 구성하는 국면들을 조합하여 학생들의 정신모형을 분석한 결과 다음과 같은 4가지 모형으로 나눌 수 있었다: (1) Tide model (2) Force model (3) Phase model (4) Hybrid model. Tide model은 과학적으로 옳은 모형이며, Force model과 Phase model은 옳지 않은 모형이며, Hybrid model은 혼합 모형으로 상황에 따라 나타나는 개념 유형이 서로 부합되지 않는 모형이다. 중학교 과학 영재아들이 조석 현상에 대해 가장 많이 가지고 있는 모형은 Tide model(45.0%)이었으며, 그 다음으로는 Hybrid model(30.0%), Force model(12.5%), Phase model(7.5%) 순으로 나타났다.
연근해에서의 위성고도계자료의 정확도가 향상됨에 따라 기존에 알려진 Schwiderski의 모형보다 더 정확한 조석모형으로 위성고도계자료에서의 조석성분에 대한 보정을 향상시킬 필요가 있다. 벵갈만은 방글라데시 연안북측에서 발생하는 폭풍해온과 조석의 영향을 현저히 받는 해양특성으로 인해 해양학적 측면에서 관심이 고조되고 있어 초기단계로 벵갈만 전체에 대해 1/4$^{\circ}$ 격자체계의 조석모형을 수립하여 반일주조 (M$_2$, S$_2$, $N_2$, $K_2$)와 일주조 (K$_1$, $O_1$, P$_1$)에 대한 수치모형실험이 이루어졌다. 계산결과들은 기존의 Schwiderski의 조석도 및 관측자료들과의 비교ㆍ검토가 이루어졌다.
사강하구의 비선형 조석 및 이에 관련된 퇴적동력학을 조석수치모형을 이용하여 조사하였다. 조석모형은 하구조문대의 노출양상 및 이차원 하구모형과 일차원 감조하천모형을 동적접합시키는 데 역점을 두었다. 모형의 결과는 하구의 강한 봉제소산에도 불구하고 M$_4$분조는 상당한 크기로 산정되었으며 이에 의한 조석비선형은 강한 장조와 상대적으로 약하나 대적시간이 긴 노조로서 제시된 바 하구사주형성의 한 요인이 된다. 또한 모형으로부터 산정된 해저최대봉제응력의 공간적인 분포는 사강하구둑 건설로 인해 군산항접 근수로 및 하구둑 하류부에 큰 퇴적변화가 야기될 수 있음을 제시하고 있다.
대한해협 조류의 3차원적 분포를 3차원 조석모형에 의해 산정하였다. 모형의 결과는 8개분조의 조석도(등진폭도와 등위상도) 및 조류타원도로서 제시되었으며 또한 이 해역의 특정기간의 조석예보를 위한 분조의 조화상수의 data table로서 작성되었다. 모형의 조석산정결과는 연안관측치와 관측치를 근거한 Odamake(1989)의 조석도와 전선적인 일치를 보였으며 구주대학 응용역학연구소의 조석관측치를 이용한 검증도 수행하였다.
본 연구에서는 조석과 해일이 결합된 범람모의 적용에 앞서 적용모형인 MIKE21 모형의 실시간 조석 및 조석-해일 결합모의에 대한 적용성을 검토하였다. 실시간 조석모의에 대한 적용성 검토결과, 한반도 주변해역을 모두 포함하는 광대역에 대한 모의결과임에도 만족스러운 결과를 보였다. 조석-해일 결합모의에 있어서도 전반적으로 높은 정도로 태풍 MAEMI(0314) 내습 당시의 수위 상승 양상의 재현이 가능하였을 뿐 아니라 태풍 MAEMI가 상륙한 통영, 마산, 부산 해역의 경우 관측조위와 정량적으로 매우 근접한 모의 결과를 획득할 수 있었다. 또한 조석의 영향이 강하고 수심이 복잡한 목포해역 일대에서는 조석과 해일 상호간의 비선형 효과가 크게 작용하고 있음을 확인할 수 있었고, 이에 따라 특히 서남해안에서의 조석-해일 결합모형의 효용성을 입증할 수 있었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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