서해 조차가 큰 원인
태평양에서 전파된 조석파는 동중국해를 거쳐 평균 수심 약 45 m의 황해로 유입된다. 수심이 얕아지면 전파 속도가 느려지고 진폭이 커지며, 북반구에서는 전향력의 영향으로 진행 방향 오른쪽인 한국 서해안에서 진폭이 크게 나타난다(켈빈파). 황해 분지의 고유 진동 주기가 반일주조 주기(12.42시간)에 가까워 공명에 의한 증폭이 일어나며, 경기만·아산만처럼 폭이 좁아지는 만 안쪽에서 조차가 더욱 커진다.
해설
해역별 조석 특성
무조점
반폐쇄 해역에서 조석파는 해안을 오른쪽에 두고 진행하다 반사되며, 입사파와 반사파가 중첩되어 조차가 0에 가까운 무조점이 형성된다. 동조시선(고조가 동시에 나타나는 지점을 연결한 선)은 무조점에서 방사상으로 뻗고, 고조는 무조점을 중심으로 반시계 방향으로 회전한다(M2 분조는 12.42시간에 1회전). 무조점에서 멀어질수록 조차가 커진다.
동해 조석이 작은 원인
동해는 평균 수심 1,700 m 이상의 깊은 해역이나, 태평양과는 대한해협(수심 약 130 m)과 쓰가루·소야·타타르 해협 등 좁고 얕은 해협으로만 연결되어 유입되는 조석 에너지가 작다. 또한 한국 남동 해역에 M2 분조 무조점이 위치하여 동해안의 반일주조 진폭은 수 cm에 불과하다. 이에 따라 동해안에서는 일주조(K1, O1)가 반일주조와 비슷한 크기로 나타나 혼합조의 특성을 보인다.
검증
조위관측소 관측자료와 비교
국립해양조사원(KHOA) 조위관측소 54개소의 1시간 간격 관측자료(2025년 1월~현재)를 이용하여 두 가지 예측을 검증하였다. ① 조석모델 예측: FES2014 조화상수 21개 분조에 교점보정을 적용한 예측값. ② 관측소 조화상수 예측: 관측자료를 최소제곱법으로 조화분석하여 구한 29개 분조로 재현한 값. 관측값과 예측값은 30일 구간별로 평균을 제거한 후 비교하였으므로, 잔차는 폭풍해일과 계절적 해수면 변동 등 비조석 성분에 해당한다. 표의 ‘조석 오차’는 조석모델 예측과 관측소 조화상수 예측의 RMS 차이로, 비조석 성분을 제외한 조석모델 자체의 오차이다.
| 관측소 | M2 진폭 관측 cm | M2 진폭 FES2014 cm |
조석 오차 cm | RMSE FES2014 cm · 최근 30일 |
RMSE 관측소 조화상수 cm · 최근 30일 | 상관계수 FES2014 |
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자료 및 방법
자료 및 계산 방법
조석 예측식
η(t) = Σ fk·Ak·cos(Vk(t) + uk(t) − Gk). A는 진폭, G는 그리니치 기준 지각, V는 천문인수(달·태양의 평균 경도 s, h, p, N, ps, Meeus 식), f·u는 Schureman(1958)의 교점보정 계수이다. 예측은 브라우저에서 JavaScript로 직접 계산하며, 동일한 식의 파이썬 구현 및 pyTMD(FES 보정)와 비교하여 1 mm 이내로 일치함을 확인하였다. 관측소 조화분석 결과는 UTide와 비교하여 주요 분조 진폭 1 cm, 지각 1° 이내로 일치하였다.
조석모델 자료
FES2014b 해면 조석(1/16°, 21개 분조: M2 S2 N2 K2 K1 O1 P1 Q1 2N2 μ2 ν2 L2 T2 λ2 J1 M4 MS4 MN4 M6 Sa Ssa)과 FES2014a 조류(M2 S2 N2 K2 K1 O1)를 117–142°E, 24–46°N 범위로 추출하여 사용하였다. 지도의 조위 분포는 WebGL 셰이더에서 10개 분조를 매 화면마다 합성하여 표출한다.
지도 표기
동조시선의 숫자(0h–11h)는 M2 분조 지각을 M2 각속도(28.98°/h)로 나눈 값으로, 달이 그리니치 자오선을 통과한 후 고조가 나타나기까지의 시간(태음시)에 해당한다. K1 분조는 K1 각속도(15.04°/h)로 환산하여 2시간 간격으로 표시하였다. 금색 고조선은 현재 시각에 M2(K1 표출 시 K1) 분조가 고조인 위치이다. 무조점은 격자 네 모서리의 위상 회전수가 ±1인 해역 격자에서 산출하였다. 시각은 모두 한국표준시(KST)이다.
FES2014 채택 사유
최신판인 FES2022b도 검토하였으나, 관측소 위치에서 추출한 M2 분조 진폭이 서해·남해 연안(인천, 목포, 완도, 장항 등)에서 관측값보다 크게 작게 나타났다(인천 96 cm, 관측 284 cm). 같은 지점에서 FES2014b의 오차는 대체로 10% 내외여서 FES2014b를 채택하였다. 두 조석모델의 비교 결과는 위 산점도에 함께 표시하였다.
한계
- 경기만 안쪽과 한강 하구(강화대교, 영종대교, 인천)처럼 수심이 얕고 지형이 복잡한 해역은 1/16° 격자로 충분히 재현되지 않아 조석모델의 조차가 과소 추정된다. 관측소 부근에서는 관측소 조화상수 예측 사용을 권장한다.
- 천문조만 예측하며 폭풍해일, 기압 변화, 계절적 해수면 변동(여름철 10–20 cm 상승)은 포함하지 않는다. FES2014의 Sa·Ssa 분조 진폭은 1 cm 미만이다.
- 조석모델 예측의 높이는 평균해면 기준, 관측소 조화상수 예측은 해당 관측소 기본수준면(DL) 기준이다. 학습·탐색용 자료로서 항해 및 안전 목적에는 국립해양조사원 공식 조석표를 사용하여야 한다.
- 최강 유속은 FES2014a 수심평균 유속으로 2026년 1월 한 달간 1시간 간격으로 계산한 최댓값이다.