¶ 지식 정보

¶ 염류

해수에 녹아 있는 무기물이다.

¶ 해수의 염분

해수 $1\mathrm{k}\mathrm{g}1\backslash ,\backslash mathrm\{kg\}$에 녹아 있는 염류의 총량을 $\mathrm{g}\backslash mathrm\{g\}$ 수로 나타낸 값이다.
단위는 주로 $\mathrm{p}\mathrm{s}\mathrm{u}\backslash mathrm\{psu\}$를 사용한다.

¶ 해수의 염분 예시

어느 해수 $2\mathrm{k}\mathrm{g}2\backslash ,\backslash mathrm\{kg\}$에 녹아 있는 염류가 $70\mathrm{g}70\backslash ,\backslash mathrm\{g\}$일 때, 이 해수의 염분을 구해보자.

$2\mathrm{k}\mathrm{g}2\backslash ,\backslash mathrm\{kg\}$에 녹아 있는 염류가 $70\mathrm{g}70\backslash ,\backslash mathrm\{g\}$이므로
$1\mathrm{k}\mathrm{g}1\backslash ,\backslash mathrm\{kg\}$에 녹아 있는 염류는 ${\displaystyle \frac{70}{2}}\mathrm{g}=35\mathrm{g}\backslash dfrac\{70\}\{2\}\backslash ,\backslash mathrm\{g\}\; =\; 35\backslash ,\backslash mathrm\{g\}$이다.

염분은 해수 $1\mathrm{k}\mathrm{g}1\backslash ,\backslash mathrm\{kg\}$에 녹아 있는 염류의 총량을 $\mathrm{g}\backslash mathrm\{g\}$ 수로 나타낸 값이고, 단위는 주로 $\mathrm{p}\mathrm{s}\mathrm{u}\backslash mathrm\{psu\}$를 사용하므로
이 해수의 염분은 $35\mathrm{p}\mathrm{s}\mathrm{u}35\backslash ,\backslash mathrm\{psu\}$이다.

¶ 표층 해수의 염분

표층 해수의 염분(표층 염분)은 해수의 증발량과 강수량에 가장 큰 영향을 받는다.

증발량이 많을 때, 염류의 양은 그대로인 채 해수의 물만 증발하므로 염분이 높아진다.
강수량이 많을 때, 염류의 양은 그대로인 채 해수의 양이 증가하므로 염분이 낮아진다.

따라서 표층 염분은 일반적으로 (증발량$--$강수량) 값이 클수록 높다.

¶ 위도에 따른 염분의 분포

• 저위도 지역: 기온이 높아 증발량이 많지만 강수량이 증발량보다 많아 표층 염분이 낮게 나타난다.
• 중위도 지역: 강수량보다 증발량이 많아 표층 염분이 높게 나타난다.
• 고위도 지역: 증발량과 강수량이 모두 적고 그 차이도 크지 않지만, 빙하가 녹은 물 등으로 인해 표층 염분이 낮게 나타난다.

해수의 결빙(해수가 어는 것)이 일어날 때, 염류는 해수에 그대로 녹아 있는 채로 물만 얼음으로 변하므로 표층 염분이 높게 나타난다.
반대로 빙하가 녹을 때는 염류가 포함되지 않은 물이 해수에 추가되어 표층 염분이 낮게 나타난다.

이를 정리하면 아래 그림과 같다.

위도에 따른 연평균 증발량과 강수량:

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위도에 따른 연평균 (증발량$--$강수량)과 표층 염분:

¶ 염분비 일정 법칙

각 해양에서 염분은 서로 다르지만, 해수에 녹아 있는 주요 염류들 사이의 비율은 모든 해양에서 거의 일정하다.

¶ 해수의 밀도에 영향을 주는 요인

해수의 밀도는 주로 수온과 염분에 의해 결정된다.

해수는 수온이 높을수록 부피가 커져 밀도가 작아지고,
염분이 높을수록 단위 부피당 해수의 질량이 커져 밀도가 커진다.

¶ 위도에 따른 해수의 밀도

• 저위도 지역: 수온이 높고 표층 염분이 낮으므로 밀도가 작다.
• 중위도 지역: 수온이 저위도 지역보다 낮고, 고위도 지역보다 높으며, 표층 염분이 높으므로 밀도가 상대적으로 크다.
• 고위도 지역: 표층 염분은 저위도 지역보다 낮지만 수온이 매우 낮으므로 밀도가 저위도 지역보다 크다.

이를 정리하면 아래 그림과 같다.

¶ 깊이에 따른 해수의 밀도

• 혼합층: 바람으로 인해 물이 혼합되어 수온과 염분이 거의 일정하므로 밀도가 거의 같다.
• 수온 약층: 깊이가 깊어질수록 염분은 대체로 감소하지만 수온이 매우 빠르게 낮아지므로 밀도가 커진다.
• 심해층: 수온이 매우 낮고, 수온과 염분이 거의 일정하므로 밀도가 크고 일정하다.

이를 정리하면 아래 그림과 같다.

¶ 수온-염분도(T-S도)

가로축을 염분$(\mathrm{p}\mathrm{s}\mathrm{u})(\backslash mathrm\{psu\})$, 세로축을 수온${(}^{\circ }\mathrm{C})(^\{\backslash circ\}\backslash mathrm\{C\})$으로 하여 해수의 물리량을 나타낸 그래프이다.
같은 밀도를 나타낸 선을 등밀도선이라 하며, 수온-염분도에 실선으로 나타낸다.

해수의 밀도는 염분이 높을수록, 수온이 낮을수록 크므로 수온-염분도에서 오른쪽 아래로 갈수록 밀도가 커진다.

¶ 수온-염분도 예시

• 표층 해수의 물리량을 나타낸 경우:
  그림은 해역 $\mathrm{A}\backslash mathrm\{A\}$, $\mathrm{B}\backslash mathrm\{B\}$, $\mathrm{C}\backslash mathrm\{C\}$에서 측정한 표층 수온과 표층 염분을 수온-염분도에 나타낸 것이다.
  $\mathrm{A}\backslash mathrm\{A\}$, $\mathrm{B}\backslash mathrm\{B\}$, $\mathrm{C}\backslash mathrm\{C\}$에서 표층 해수의 밀도를 비교해보자.

해수의 밀도는 염분이 높을수록, 수온이 낮을수록 크다.

$\mathrm{A}\backslash mathrm\{A\}$와 $\mathrm{B}\backslash mathrm\{B\}$의 밀도를 비교하는 경우:
수온은 $\mathrm{A}\backslash mathrm\{A\}$가 $\mathrm{B}\backslash mathrm\{B\}$보다 높고, 염분은 $\mathrm{A}\backslash mathrm\{A\}$와 $\mathrm{B}\backslash mathrm\{B\}$가 같다.
따라서 밀도는 $\mathrm{A}\backslash mathrm\{A\}$가 $\mathrm{B}\backslash mathrm\{B\}$보다 작다.

$\mathrm{B}\backslash mathrm\{B\}$와 $\mathrm{C}\backslash mathrm\{C\}$의 밀도를 비교하는 경우:
수온은 $\mathrm{B}\backslash mathrm\{B\}$와 $\mathrm{C}\backslash mathrm\{C\}$가 같고, 염분은 $\mathrm{B}\backslash mathrm\{B\}$가 $\mathrm{C}\backslash mathrm\{C\}$보다 낮다.
따라서 밀도는 $\mathrm{B}\backslash mathrm\{B\}$가 $\mathrm{C}\backslash mathrm\{C\}$보다 작다.

$\mathrm{A}\backslash mathrm\{A\}$와 $\mathrm{C}\backslash mathrm\{C\}$의 밀도를 비교하는 경우:
수온은 $\mathrm{A}\backslash mathrm\{A\}$가 $\mathrm{C}\backslash mathrm\{C\}$보다 높고, 염분은 $\mathrm{A}\backslash mathrm\{A\}$가 $\mathrm{C}\backslash mathrm\{C\}$보다 낮다.
따라서 밀도는 $\mathrm{A}\backslash mathrm\{A\}$가 $\mathrm{C}\backslash mathrm\{C\}$보다 작다.

이를 정리하면 밀도는 이다.

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• 해수의 깊이에 따른 물리량을 나타낸 경우:
  그림은 어느 해역의 깊이 $0\sim 200\mathrm{m}0\backslash sim200\backslash ,\backslash mathrm\{m\}$에서 측정한 수온과 염분을 수온-염분도에 나타낸 것이다.
  이 자료를 통해 해수의 층상 구조를 해석해보자.

혼합층은 바람으로 인해 물이 혼합되어 수온과 염분이 거의 일정하므로 밀도가 거의 같다.
$0\sim 100\mathrm{m}0\backslash sim100\backslash ,\backslash mathrm\{m\}$ 구간은 수온과 염분이 거의 일정하므로 혼합층에 해당한다.

$100\sim 200\mathrm{m}100\backslash sim200\backslash ,\backslash mathrm\{m\}$ 구간은 수온이 빠르게 낮아지므로 수온 약층에 해당한다.

¶ 시뮬레이션

¶ 적용 문항

¶ 1번 문항

¶ 2번 문항