해수의 성질
쉽게 말하면
중학교의 수권과 해수에서 바다에도 층이 있다고 배웠습니다. 이제 그 층이 왜 그렇게 배치되는지를 밀도로 설명할 차례입니다.
해수의 밀도를 정하는 것은 두 가지, 수온과 염분입니다. 수온이 낮을수록 밀도가 크고, 염분이 높을수록 밀도가 큽니다. 표층에서는 태양 복사가 물을 데우므로 수온이 밀도를 결정하는 주된 요인이고, 그래서 저위도의 표층수가 가볍고 고위도의 표층수가 무겁습니다. 밀도가 큰 물은 가라앉으려 하므로, 고위도 표층에서 만들어진 무거운 물이 심해로 내려가 심층 순환을 돌립니다.
연직 구조는 세 층으로 정리됩니다. 맨 위는 혼합층입니다. 바람이 표층을 휘저어 위아래를 섞어 놓기 때문에 수온이 깊이에 상관없이 거의 같습니다. 바람이 강할수록 더 깊이까지 섞여 혼합층이 두꺼워집니다. 그 아래가 수온 약층으로, 수온이 깊이에 따라 급격히 떨어지는 구간입니다. 그 아래가 심해층으로, 태양빛이 닿지 않아 수온이 낮고 계절에 관계없이 거의 일정합니다.
혼합층의 존재가 만들어 내는 결과가 재미있습니다. 혼합층은 태양이 데우는 층이 아니라 '바람이 섞는 층'입니다. 태양은 바다의 아주 얕은 표면만 데우는데, 바람이 그 열을 아래로 퍼뜨려 두꺼운 등온층을 만듭니다. 바람이 약한 날에는 표층만 뜨거워지고 혼합층이 얇아집니다. 염분과 밀도의 세부는 해수의 염분에서 더 다룹니다. 물에 무언가를 녹이면 성질이 달라진다는 화학의 용액의 총괄성이 바다 규모로 나타난 것이 염분의 효과입니다.
이렇게 나타납니다
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예시 1혼합층은 태양이 아니라 바람이 만든다바람이 강한 겨울에는 표층이 깊이까지 뒤섞여 혼합층이 두껍고, 바람이 약한 여름에는 얕은 표층만 데워져 혼합층이 얇습니다. 여름에 수영하다 발이 갑자기 차가운 물에 닿는 경험은, 얇은 혼합층 바로 아래 차가운 물이 있기 때문입니다. 혼합층의 두께를 정하는 것은 바람의 세기입니다.
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예시 2저위도와 고위도의 수온 분포 차이저위도는 표층이 강하게 데워져 표층과 심해의 수온 차가 크므로 수온 약층이 뚜렷합니다. 고위도는 표층이 애초에 차가워 심해와 큰 차이가 없으므로 수온 약층이 거의 나타나지 않고, 위아래가 잘 섞입니다. 고위도에서 표층수가 심해까지 가라앉을 수 있는 것은 이 때문입니다.
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예시 3수온과 염분이 밀도에 미치는 방향수온이 내려가면 밀도가 커지고, 염분이 올라가도 밀도가 커집니다. 두 효과가 겹치는 곳, 즉 차갑고 짠 물이 지구에서 가장 무거운 해수가 됩니다. 극지방에서 바닷물이 얼 때 소금이 빠져나와 남은 물이 더 짜지고, 온도까지 낮으니 밀도가 극단적으로 커져 심해 바닥까지 가라앉습니다.
자주 하는 오해
선수 개념 — 이걸 먼저 알아야 해요
이후 개념 — 이 개념을 배우면 이어집니다
연계 개념 — 과목을 넘어 함께 보면 좋아요
같은 단원의 개념 — 대기와 해양의 상호작용
자주 묻는 질문
Q1바다의 표층 수온은 무엇으로 정해지나요?
Q2심해의 수온이 계절에 관계없이 일정한 이유는 무엇인가요?
Q3바다가 지구의 기후를 안정시킨다는 말은 무슨 뜻인가요?
층 구조의 핵심인 수온 약층을 먼저 보고, 이어서 해수의 염분으로 밀도의 나머지 절반을 채우세요.
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