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- 안성진 이투스 지구과학 강사.
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- 지구과학Ⅰ에서는, 난류는 저위도에서 고위도로 흐르는 따뜻한 표층 해수의 흐름이며, 한류는 고위도에서 저위도로 흐르는 차가운 표층 해수의 흐름임을 배운다. 즉, ‘난류가 흐르는 해역은 한류가 흐르는 해역보다 수온이 높다’는 개념을 학습한다. 그렇다면 난류가 흐르는 해역은 무조건 수온이 더 높은 걸까? 아래 이미지는 전 세계 주요 표층 해류를 나타낸 것이다.
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- 전 세계 주요 표층 해류.
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북아메리카 대륙의 서쪽에는 알래스카 해류와 캘리포니아 해류가 나타난다. 알래스카 해류는 저위도에서 고위도로 흐르므로 난류이고, 캘리포니아 해류는 고위도에서 저위도로 흐르는 한류이다. 그렇다면 알래스카 해류가 흐르는 해역과 캘리포니아 해류가 흐르는 해역 중 어디가 표층 수온이 더 낮을까?
직관적으로 한류가 흐르는 캘리포니아 해류 해역 같겠지만, 사실은 알래스카 해류가 흐르는 해역이 더 낮다. 아래 그림은 전 세계 표층 수온의 분포를 나타낸 것이다. 확실히 알래스카 해류가 흐르는 해역이 표층 수온이 더 낮음을 알 수 있다.
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- 전 세계 표층 수온 분포.
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해수의 표층 수온에 가장 주요하게 영향을 미치는 요인은 태양 복사 에너지이다. 그리고 단위 시간에 단위 면적에 도달하는 태양 복사 에너지양은 고위도로 갈수록 적다. 따라서 더 고위도에서 흐르는 알래스카 해류 해역은 캘리포니아 해류 해역보다 표층 수온이 낮은 것이다. 그렇다면 ‘난류가 한류보다 표층 수온이 높다’라는 것은 어떤 의미일까? 그것은 ‘동일한 위도일 때’ 난류가 한류보다 표층 수온이 높다는 뜻이다. 동일한 위도에서는 거의 동일한 양의 태양 복사 에너지가 도달할 것이므로, 이 요인만 고려했을 때 표층 수온이 동일해야 한다. 그러나 이러한 상황에서 난류가 흐르는 해역은 저위도의 따뜻한 해수가 고위도로 올라오니 주변보다 표층 수온이 좀 더 높다는 의미인 것이다.
난류와 한류의 특징을 비교할 때에는 이와 같이, 해류 외에 다른 요인이 어느 정도 통제된 상황에서 비교해야 한다. 아래는 교과서에서 배우는 난류와 한류의 특징이다.
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- 표층 염분과 난류 및 한류.
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수온뿐만 아니라 염분, 용존 산소량, 영양 염류도 마찬가지이다. 해류 외의 다른 요인이 통제된 상황에서 설명임을 이해해야 한다.
그런데 난류가 한류보다 염분이 높은 이유는 무엇 때문일까? 많은 학생이 ‘수온이 높아서 염분이 높다’라고 생각하는 경우가 많은데, 이는 옳지 않다. 표층 염분은 크게 세 가지 요인의 영향을 받는다. (증발량-강수량) 값, 담수의 유입, 해수의 결빙 및 해빙이 그것이다.
(증발량-강수량)값의 분포로 인해 적도와 위도 60도 부근은 30도대에 비해 표층 염분이 낮다. 그러나 적도보다는 60도대에서 담수의 유입량이 많기 때문에 적도와 60도대를 비교하면 적도가 60도대보다 표층 염분이 상대적으로 높다. 이에 따라 저위도에서 기원하는 난류는 표층 염분이 상대적으로 높고, 고위도에서 기원하는 한류는 표층 염분이 상대적으로 낮다. 결국은 난류가 애초에 표층 염분이 더 높은 곳에서 기원한 해류이기 때문에 표층 염분이 높은 것이다. 물론, 이 역시도 해류 외 다른 조건이 동일할 때의 이야기임에 유의하자.
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- 표층 염분과 난류 및 한류.
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한편, 한류가 난류보다 용존 산소량이 많은 이유는 무엇일까? 이는 표층 수온과 관련 있다. 해류 외 다른 조건이 동일할 때, 한류는 난류보다 수온이 낮으며, 수온이 낮은 해수는 일반적으로 기체 용해도가 더 크기 때문에 더 많은 산소가 녹아 들어갈 수 있다. 이에 따라 용존 산소량이 높게 나타나는 것이다.
마지막으로 한류가 난류보다 영양 염류가 많은 이유는 무엇일까? 일단 영양 염류는 질산염 등 생물 생장에 필요한 염류를 의미한다. 영양 염류는 보통 해양 생물의 사체가 분해되면서 빠져나와 심층으로 가라앉기 때문에 해수의 표층보다 심층에 영양 염류가 풍부하다.
그러나 저위도와 달리 고위도는 표층과 심층의 수온 차가 작아 해수 연직 혼합이 상대적으로 활발한데 이 때문에 심층의 풍부한 영양 염류가 표층으로 더 잘 퍼올려질 수 있다. 따라서 고위도는 저위도에 비해 표층에서도 영양 염류가 풍부하며, 이 때문에 고위도에서 저위도로 흐르는 한류가 난류에 비해 표층에서 영양 염류가 많은 것이다.
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- 난류와 한류 및 영양 염류의 분포.
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- 수능 지구과학Ⅰ이 단순히 개념을 암기하는지를 묻는 개념형 문제가 주라면, 사실 난류와 한류의 특징을 단순 암기하고, 넘어가는 것이 효율적이다. 그러나 수능 지구과학1은 그렇지 않다. 처음 보는 낯선 자료를 통해 자신이 이해하고 있는 바를 적용시켜 자료 상황을 해석하는 사고력을 측정하는 시험이다. 이러한 시험에 대비하기 위해서는 모든 개념에 대해 필요시 원리적으로 이해하고 있어야 함을 잊지 말자.
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