통합과학 중3 수권과 해수의 순환

수권과 해수

해수의 조성과 수온·염분 분포, 해류와 조석 현상을 탐구한다.

수권은 지구에 있는 물 전체를 말하며, 그 대부분을 차지하는 해수는 깊이에 따라 수온이 층을 이루고, 녹아 있는 염류의 양(염분)과 해류·조석 같은 움직임으로 특징지어집니다.

바다는 위아래로 성질이 다른 층이 포개진 케이크 같습니다. 햇빛과 바람이 닿는 위층은 따뜻하고 잘 섞이지만, 그 아래로는 차갑고 무거운 물이 거의 움직이지 않고 눌러앉아 있습니다.

쉽게 말하면

지구의 물은 대부분 바닷물입니다. 수권에서 해수가 약 97%를 차지하고, 우리가 쓸 수 있는 담수는 나머지 몇 %에 불과합니다. 그 담수조차 대부분이 빙하로 얼어 있고, 그다음이 지하수이며, 강과 호수의 물은 아주 적은 몫입니다. 물이 흔해 보여도 '바로 쓸 수 있는 물'은 귀한 이유입니다.

해수의 수온은 깊이에 따라 세 층으로 나뉩니다. 맨 위는 바람이 물을 섞어 수온이 거의 일정한 혼합층입니다. 그 아래는 깊이가 깊어질수록 수온이 급격히 낮아지는 수온 약층입니다. 더 내려가면 햇빛이 닿지 않아 수온이 낮고 거의 변하지 않는 심해층이 있습니다. 여기서 놓치기 쉬운 것이 수온 약층의 역할입니다. 위가 따뜻하고 아래가 차가운, 즉 가벼운 물이 무거운 물 위에 놓인 매우 안정된 구조여서 위아래로 물이 섞이지 않습니다. 수온 약층은 혼합층과 심해층 사이를 가로막는 뚜껑 역할을 합니다.

해수에 녹아 있는 여러 물질을 염류라 하고, 해수 1000 g에 녹아 있는 염류의 총량(g)을 염분이라 하며 psu 단위로 나타냅니다. 전 세계 바다의 평균 염분은 대략 35 psu 정도입니다. 염분은 증발량이 강수량보다 많은 곳에서 높고, 비가 많이 오거나 큰 강물이 흘러들거나 빙하가 녹는 곳에서는 낮아집니다. 그런데 지역마다 염분이 달라도 염류들 사이의 비율은 어느 바다에서나 같습니다. 이것을 염분비 일정 법칙이라 하며, 바닷물이 오랜 세월 전 지구적으로 섞여 왔다는 증거입니다.

해수는 가만히 있지 않습니다. 바람과 수온·염분 차이 때문에 일정한 방향으로 흐르는 해류가 생기고, 따뜻한 저위도에서 올라오는 난류와 차가운 고위도에서 내려오는 한류가 만나는 곳(조경 수역)에는 영양염류와 플랑크톤이 풍부해 좋은 어장이 만들어집니다. 한편 달과 태양의 인력 때문에 하루에 두 번쯤 해수면이 오르내리는 현상이 조석입니다.

이렇게 나타납니다

예시 1

적도가 가장 짤 것 같지만 아니다

염분은 온도가 아니라 '증발량 − 강수량'이 정합니다. 적도 부근은 덥지만 비가 아주 많이 내려 오히려 염분이 낮고, 비가 거의 오지 않는 중위도 사막이 걸쳐진 바다에서 염분이 높게 나타납니다. 태양이 뜨겁다고 무조건 짠 것이 아닙니다.
예시 2

염분비 일정 법칙으로 계산하기

염분이 35 psu인 바닷물에 염화 나트륨이 어떤 비율로 들어 있다면, 염분이 30 psu인 바닷물에도 염류 전체 중 염화 나트륨의 비율은 똑같습니다. 총량만 줄어들 뿐 조성은 그대로이므로, 한 염류의 양만 알아도 비례식으로 나머지를 구할 수 있습니다.
예시 3

우리나라 주변의 난류와 한류

남쪽에서 올라오는 따뜻한 동한 난류와 북쪽에서 내려오는 차가운 북한 한류가 동해에서 만나 조경 수역을 이룹니다. 계절에 따라 두 해류의 세력이 달라져 이 경계가 남북으로 오르내리고, 잡히는 물고기의 종류도 함께 바뀝니다.

해수의 층상 구조

구분	혼합층	수온 약층	심해층
위치	가장 위층	혼합층 아래	가장 아래층
수온	거의 일정(비교적 높음)	깊어질수록 급격히 낮아짐	낮고 거의 일정
주된 원인	햇빛으로 데워지고 바람이 섞음	위는 따뜻하고 아래는 차가움	햇빛이 닿지 않음
연직 방향 섞임	활발함	거의 없음(매우 안정)	거의 없음
두께를 정하는 것	바람이 셀수록 두꺼워짐	혼합층 아래에 형성	대부분의 부피 차지

자주 하는 오해

수온 약층은 온도 차가 크니 물이 활발히 섞일 거라 생각하기

이렇게 생각하기 쉬움위아래 수온 차가 크니 대류가 잘 일어나 물이 활발하게 섞인다

실제로는수온 약층은 수권에서 가장 안정된 층이라 위아래로 거의 섞이지 않습니다.

대류는 아래가 뜨겁고 위가 차가울 때, 즉 무거운 물이 위에 있을 때 일어납니다. 수온 약층은 반대로 따뜻하고 가벼운 물이 위에, 차갑고 무거운 물이 아래에 있는 구조입니다. 이미 안정된 배치이므로 뒤집힐 이유가 없고, 오히려 혼합층과 심해층을 가로막는 벽이 됩니다.

염분이 다르면 염류의 조성도 다를 거라 생각하기

이렇게 생각하기 쉬움홍해처럼 짠 바다는 다른 바다와 녹아 있는 염류의 종류나 비율도 다를 것이다

실제로는염분이 달라도 염류들 사이의 비율은 어느 바다에서나 같습니다(염분비 일정 법칙).

염분을 바꾸는 것은 주로 물이 들어오고 나가는 일(증발·강수·강물 유입·해빙)입니다. 물이 빠지면 전체가 진해지고 물이 들어오면 묽어질 뿐, 특정 염류만 골라서 늘거나 줄지 않습니다. 설탕물을 졸이거나 물을 타도 그 안의 성분 비율은 그대로인 것과 같습니다.

선수 개념 — 이걸 먼저 알아야 해요

없음 — 이 개념이 출발점입니다

이후 개념 — 이 개념을 배우면 이어집니다

지구 시스템고1 해수의 성질고2

자주 묻는 질문

Q1혼합층은 어디에서 더 두꺼운가요?

바람이 셀수록 물이 더 깊은 곳까지 섞이므로 혼합층이 두꺼워집니다. 바람이 약한 바다에서는 혼합층이 얇습니다. 수온이 아니라 바람이 두께를 정한다는 점이 핵심입니다.

Q2밀물·썰물과 사리·조금은 어떻게 다른가요?

밀물은 해수면이 높아지며 바닷물이 밀려 들어오는 것, 썰물은 낮아지며 빠져나가는 것으로 하루 안에 반복됩니다. 사리는 밀물과 썰물의 높이 차가 한 달 중 가장 커지는 때, 조금은 가장 작아지는 때입니다. 갯벌 체험이나 바다 갈라짐 현상은 사리 때 잘 보입니다.

Q3고위도의 차가운 바다는 왜 심해층과 수온이 비슷한가요?

햇빛을 적게 받아 표층 수온 자체가 낮기 때문입니다. 위아래 수온 차가 작으니 수온 약층이 뚜렷하게 발달하지 못합니다. 반대로 저위도는 표층이 뜨거워 수온 약층이 뚜렷합니다.

교육과정 2022 개정 · 중3 통합과학 · 수권과 해수의 순환 수록 기본 (교육과정 단원)

출처 교육부 고시 제2022-33호 (2022 개정 교육과정) · NCIC 국가교육과정정보센터

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수권이 기권·지권·생물권과 서로 주고받으며 하나로 굴러가는 큰 그림은 지구 시스템에서, 해수의 성질을 더 깊이 파고드는 것은 해수의 성질에서 이어집니다.

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