[스쿠버다이빙 이론교육 13] 다이빙 환경/파도와 쇄파

[스키퍼[김승규]]

[이론강좌 13] 다이빙 환경/파도와 쇄파

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 파도(WAVES)

파도는 물의 흐름없이 물입자가 상하운동을 하며 전달하는 에너지의 연속적 형태로서 보통 바람에 의해 수면에 생기며 그 진행방향은 바람 방향과 일치한다. 또 이차적으로는 지각운동이나 태양과 달의 만유인력에 의해서 발생하기도 한다.

파도는 파장, 파고 및 주기에 의해 측정된다. 먼저 파고(wave height)는 파도의 가장 높은 부분인 마루에서 가장 낮은 부분인 골과의 수직 거리를 말한다.

파장(wave length)은 마루와 마루사이 또는 골과 골 사이의 수평거리로 측정되며 주기(period)는 한고정점을 지나는 마루와 그 다음 마루의 소요시간을 말한다.

파도에 의한 물의 이동량은 무시할 수 있는 정도로 쇄파현상이 일어나지 않는 한 모든 실제적 용도에 있어서 물의 이동은 거의 없는 것으로 간주한다.  물입자들은 파도의 전진과 함께 궤도운동을 하며, 지나간 후엔 거의 제자리로 돌아오게 된다.

이것은 파도의 영향으로는 물체가 물속에서 수평으로 이동하지 않는다는 것을 의미한다. 이때 물체는 단지 수면의 바람이나 조류에 의해 이동하게 된다. 수면의 물입자는 파고와 거의 같은 크기로 원운동을 한다.

수면아래에서 물의 원운동은 계속 작아져 수심이 파장의 1/2 정도가 되는 깊이에서 물입자의 원운동은 거의 사라진다. 예를 들어 50피트의 파장을 가지고 있는 파도이라면 25피트 이하로 내려가면 이 파도의 영향력은 거의 없어지게 된다.

파도는 새롭게 형성된 바람의 영향을 받아 더 커지게 된다. 해수명의 기압변화와 공기의 마찰에 의한 저항은 수면에 연흔을 만들게 되고 이 연흔은 파도로 발전하며 파도는 바람의 속도, 지속성, 취송거리(fetch)에 따라 더욱 발달한다. 취송거리(fetch)란 바람이 부는 거리를 말한다.

에너지는 공기에서 물로 직접 전달된다. 이렇게 바람에 의해 밀리는 파도는 바람이 잦아지지 않으면 파도의 경사도가 급해져 백파를 형성한다. 바람이 지속적으로 불게되면 형태로 발전하며 이러한 발전은 수면 풍속에 의해 가능한 최종 성숙 단계의 상태에 달하기까지 진행된다. 이런 안정적인 상태를 sea라 하며 이 상태는 바람이 지속적으로 부는 한 유지된다.

바람의 속도가 감소하거나 파도가 취송거리영역을 벗어나면 파고는 감소하게 되면 마루부분은 둥글게 변하고 파장도 짧아지게 된다. 이런 파도를 너울(swell)이라 하며 상당히 균일한 파고, 주기, 파장을 가진다. 이러한 형태로 파도는 상당량의 에너지를 간직한 채 수천마일을 이동하게 된다.

수중의 지진에 의해서도 매우 크고 파괴력이 큰 파도가 생성될 수 있는데 이런 것을 한때 해일(tidal waves) 또는 쯔나미(tsunamis)라 불렀다. 그러나 실제로 이것은 조석과는 아무 상관이 없으므로 요사이는 보다 적합한 용어인 지진파도(sesmic waves)이라 불린다.

이 거대한 파도는 매우 빠른 속도로 움직이며 육지에 다다를 경우 높은 파고를 갖게 된다. 이 때문에 만약 수마일 밖에서 지진이 일어나 경우라도 다이빙은 피해야만 한다. 지진파도는 라디오나 텔레비전을 통해 예보된다.

 얕은 물에서의 파도(WAVES IN SHALLOW WATER)

파도가 파장의 1/2보다 얕은물로 이동하게 되면 물분자의 원운동은 바닥에 부딪쳐 방해를 받게 된다. 이 때 물분자의 궤도 운동은 납작한 타원궤도를 갖게되고 전체적인 물의 운동은 앞뒤로 움직이는 써지(surge)로 변하게 된다.

이런 써지는 수심이 낮고 파도가 크며 파장이 길때 가장 커지게 된다.

다이빙 시에는 써지에 의해 몸이 앞뒤로 휩쓸려 움직이게 된다. 큰 써지가 있는 경우에는 매우 위험할 수 있으므로 다이빙을 피하도록 한다. 일반적인 써지의 경우에는 휩쓸리지 않기위해 에너지를 소모하는 것보다 써지를 타고 전후운동을 하며 유영하는편이 더 낫다.

약간의 써지가 있는 경우에는 그 써지가 지나가는 동안 물속의 구조물을 잡고 있으므로써 자신을 보호할 수도 있다. 일반적으로 해안쪽으로 향하는 물의 운동은 바다쪽으로의 흐름보다는 더 크므로 다이빙을 끝내고 출수 시에는 이러한 경향을 이용하면 도움이 된다.

요약하면 물의 흐름이 외해를 향할때는 몸을 고정시키고 물의 흐름이 해안을 향하는 경우 그 물의 흐름을 타고 전진하는 것이다.

                                            여러 성분의 스펙트럼이 겹쳐서 해면을 이룬다.

해안에 접근하거나 얕은 수심을 가로질러 가는 파도는 반사, 회절 및 굴절을 하게 된다. 이 파도가 방파제 혹은 수심이 깊은 곳의 수직 절벽을 만나 부딪치는 경우에는 에너지손실이 거의 없이 반사되게 된다.

이렇게 반사되어지는 파도에 의해 다이버는 곤경에 처할 수 있으므로 반사되는 파도가 있는 지역에서의 다이빙은 피하도록 한다.

파도가 장애물과 만나게 되면 파도의 움직임은 장애물 주위로 회절되게 된다. 따라서 파도가 장애물을 통과할 때는 장애물과의 마찰에 의해 에너지의 일부가 다른 방향으로 전파되게 된다. 다시 말하면 파도가 미치지 않는 지역으로까지 파도가 구부러져 들어가게 된다는 것이다.

파도가 해안에 접근하게 되면 바닥의 저항에 의해 속도가 느려지게 된다. 이런 파도의 분절들은 수심의 차이에 따라 각기 달리 이동하게 되며 파도의 마루와 방향은 바닥의 굴곡과 평행을 이룰때까지 구부러지게 된다.

따라서 파도는 해안선에 평행하게 되는 쪽으로는 집중, 만이나 후미진 곳에서는 분산하게 된다. 그래서 파도의 움직임이 클 때 울퉁불퉁한 곳에서의 입출수는 바람직하지 못하다.

 쇄파(SURF)

파도가 얕은 물쪽으로 이동하게 되면 바닥 부분은 속도가 느려지게 되고 윗부분은 바닥부분에 비해 속도가 빨라서 결과적으로 불안정한 상태가 된다. 수심이 약 파고의 두배가 되면 골은 높고 뾰족해지며 파도의 속도와 파장은 감소하게 된다.

최종적으로 수심이 파고의 1.3배 정도되면  파도의 가장 뾰족한 부분은 60도 이상의 각도로 앞으로 기울어지게 되며 이렇게 불안정한 상태에서 파도는 앞으로 부서지게 된다.

이 시점에서 물은 실제적으로 파도를 따라 움직이게 된다. 이렇게 깨어진 파도를 쇄파(surf)라 부르고 에너지를 잃는 과정에서 물에 거친 움직임을 일으켜 백파를 일으키게 되는데 이 지역을 쇄파지역(surf zone)이라 한다. 백파는 물속에 갖힌 공기거품에 의해 형성되면 밀도가 낮기 때문에 결과적으로 부력의 감소를 초래한다.

깨어진 파도는 해안을 덮치거나 부딪치기 가지 육지쪽으로 계속 이동하게 되고 최고조에 이르게 되면 에너지가 소멸하게 된다. 이렇게 육지로 올라온 물은 백러쉬(backrush)나 역류(rip current)에 의해 바다쪽으로 빠져나가게 된다.

백러쉬는 약 3피트 수심까지 영향을 미치게 된다. 그러나 이것은 역류와는 다른 부류이다. 수영객을 바닥으로 끌고 들어간다는 역류는 실제로는 존재하지 않는 미신일 뿐이다.

그러나 경사가 큰 곳에서의 백러쉬는 강할 수 있으므로 이 경우에는 넘어지는 것을 방지하기 위해 출수 시에는 기어나오도록 한다.

만약 해변앞에 모래톱이나 리프가 있어서 이곳을 넘어온 깨어진 파도가 다시 깊은 물속으로 들어가게 되면 파도는 다시 원운동을 하게 된다.  이 파도는 처음것보다는 크기가 작으면 마찬가지로 파고의 1.3배가 되는 수심에서 다시 깨어지게 된다.

따라서 다이버는 쇄파를 보고 모래톱이나 리프의 위치를 확인할 수 있다.

쇄파의 주요특징중의 하나는 그 다양한 높이에 있다. 일반적으로 쇄파는 큰 파도군이 지나간 후 작은 파도군이 접근하게 되면  각각으로 보면 앞보다는 뒤에 따라오는 것들의 크기가 더 크다.

이것은 두 개의 다른 출처로부터 두 개의 너울이 겹치면서 생기게 된다. 두 개의 파도의 마르가 부딪치게 되면 그 힘이 강화되어 각각의 너울보다 높이가 더 높아지게 된다.

만약 한 파라의 마루와 또 다른 파도의 골이 일치하게 되면 파도의 영향은 더 작아지게 된다. 대부분 일정한 반복경향을 나타내게 되며 이렇게 부서지는 파도를 공부함으로써 쇄파의 파괴력, 빈도수와 최소 파고시간대에서의 입출수 시기를 결정할 수 있다.

 쇄파의 형태(Type of Surf)

해변의 경사도는 쇄파지역의 폭과 쇄파의 강약에 상당한 영향을 미치게 된다. 일반적으로 완만한 경사면의 해변에 보통 정도 크기의 쇄파가 밀려오는 경우에는 약한 쇄파(spilling breakers)가 형성되게 된다.(그림 2-10) 이 쇄파는 해변으로부터 먼 거리에서 형성되어 긴 쇄파지역을 만들면서 서서히 에너지를 상실하며 퇴적물을 뒤집어서 넓은 영역에 걸쳐 물을 흐리게 만든다.

강한쇄파(plunging breakers)는 에너지를 짧은 순간에 방출하므로 약간 경사진 해변에 큰 너울이 접근함으로써 형성된다. 이 너울이 해변으로 접근하면서 파도는 경사가 급해지고 순식간에 부서지게 된다. 이 부서짐은 상당한 파괴력을 가지고 있으며 다이버에게 가장 위험한 쇄파형태이다. 보통 약 3피트 이상의 높이를 가진 강한쇄파는 서 있는 다이버를 쉽게 넘어뜨릴 수 있다.

강한 쇄파의 마루부분은 부서지면서 휘말려 관 형태의 공기주머니를 형성하게 된다. 결굴 물은 충돌을 하고 그 결과물의 무게에 의해 압축된 공기가 공기 중으로 빠져나올 때 물거품들을 공기 중으로 날린다. 이 쇄파의 경우 매우 좁은 지역에서 에너지가 소멸되기 때문에 시야는 좋은 편이다.

충돌쇄파(collapsing breakers)는 아주 급격히 경사진 해안에 중간크기 정도의 쇄파가 밀려드는 경우에 형성된다. 이 쇄파가 넘어진듯 자신의 하단부를 넘어 부서지게 되면 약간의 물보라와 거품이 생기게 된다. 따라서 이 쇄파는 별 영향없이 조용히 부서지게 된다.

매우 급격한 경사면에 작은 너울이 접근하게 되면 승강쇄파(surging breakers)가 만들어진다. 이 쇄파는 거의 거품을 일으키지 않고 상하로 움직이게 된다.

 해변에서의 쇄파의 영향(Effects of Surf on Beaches)

일반적으로 겨울에는 여름보다 파도가 더 조밀하게 부서진다. 파장이 짧아진 겨울철의 파도는 해안의 더 가까운 곳에서 부서지게 되면 모래를 외해로 운반해 해변과 쇄파지역의 바위를 노출시킨다. 쇄파의 주기가 길어지는 여름이 되면 파도는 외해에서부터 부서져 모래를 다시 해변으로 옮겨 바위지역을 덮게 된다.

 쇄파의 통과(Surf Passages)

쇄파지역을 통과할 때는 안전성 여부를 결정하기 위해 반드시 파도의 형태와 반복주기를 관찰해야 한다. 완만한 경사면의 해안에서 완전하게 장비를 갖춘 다이버는 밀려오는 파도를 관찰하며 옆 또는 뒤로 발을 끌며 걷도록 한다. 쇄파지역에서 서 있을 경우에는 균형을 잡기 위해 무릎을 구부리도록 한다. 이때는 보폭을 넓혀 무게중심을 낮추도록 한다.

만약 쓰러졌을 경우에는 다시 서기 위해 노력하지 말고 수평자세를 유지한 채 기거나 유영한다. 깊이가 충분해지면 몸을 낮추어 엎드려 스노클링을 시작한다. 밀려오는 물의 하단부로 유영해 통과하며 만약 이때 부이를 사용하고 있다면 쇄파지역을 통과할 때 까지 뒤쪽에 끌고 가야한다. 급격한 경사면에 강한파도가 밀려올때는 전 장비를 착용한 다이버라도 위험에 빠질 수 있다.

그 이유는 쇄파지역의 넓이는 불과 몇 피트정도이지만 파도가 강하게 해변으로 직접 밀려들기 때문이다. 강한 파도가 직접 다이버의 머리위로 부서져 내릴 수도 있다. 만약 상태가 나쁘면 다른 장소를 찾는 것이 더 안전하며 상태가 좋다면 다음의 과정을 따르도록 한다.

 부력조절기를 부풀려 약간의 양성부력을 가지도록 한다.

 전 장비를 다 착용하도록 한다.

 물의 상태를 잘 살핀 후 파도가 가장 적게 칠 때 입수하도록 한다.

 물속에 들어간 후에는 가능한 한 빨리 다음 쇄파가 몰려오기 전에 쇄파지역을 벗어나도록 한다.

얕은 바위나 산호초를 통과해 쇄파지역에서 입수할 경우에는 위험이 뒤따르게 되므로 상해로부터 보호할 수 있는 특별한 교육을 받아야 한다. 이런 입수 방법들은 적절한 교육을 받은 경험있는 강사의 감독하에 완전하게 익히기 전까지는 실시하지 않도록 한다.

쇄파지역에서 출수 시에는 일단 쇄파지역의 외곽에서 멈춘 후 쇄파의 상태를 살피도록 한다. 또한 시기를 잘 선택해 파도군 중 가장 마지막의 큰 파도를 타고 나오도록 한다. 쇄파가 부서질 때는 한손으로 잡는다. 약한 쇄파를 타고 출수할 때는 일단 허리깊이까지 헤엄쳐  나온 후 해변을 등지고 서서 다가오는 파도를 관찰하며 무릎을 구부린 상태에서 발을 끌며 해변으로 나온다. 이때 가슴깊이 보다 높은 파도가 칠 때는 몸이 물속에 잠기도록 한다.

강한쇄파를 통해 출수 시에는 먼저 쇄파의 주기를 확인한 후 해변으로 향하는 쇄파의 뒤를 타고 출수하도록 한다. 이때 머리위에 떨어지는 쇄파는 파도 속에 잠겨 통과하도록 한다. 다음파도가 오기 전에 쇄파지역을 빠져나오기 위해 빠르게 유영한다. 수평자세를 유지하고 물 밖으로 충분히 기어 나온 후 일어서도록 한다.

쇄파지역에서 출수 시에는 물 밖으로 완전히 나오기 전까지는 장비를 벗지 않도록 한다.

또 출수 시에는 파도와 자신사이에 떠있는 부표등은 피해야 하는 데 이것은 부표가 다이버를 물 쪽으로 밀거나 다이버 자신을 덮칠 수 있기 때문이다.

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NAUI Course Director

NAUI Nitrox diving Instructor

ASHI CPR Instructor

김승규

팀 드레이크/team DRAKE