폭풍 해일과 지진 해일, 어떻게 다른지 알아보기

폭풍이나 지진, 화산 폭발 등에 의해 해수면이 비정상적으로 높아져 육지로 넘쳐 들어오는 현상을 해일이라고 합니다.

해일은 밀물과 썰물이 주기적으로 반복되는 조석과는 달리 해수면의 높이가 어떤 원인에 의해 갑자기 크게 변하는 현상입니다. 해일은 발생 원인에 따라  폭풍 해일과 지진 해일로 나눠집니다.

이 두가지 해일의 발생과 특징, 그리고 그로 인한 피해에 대해 살펴보려 합니다. 

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폭풍 해일

태풍, 허리케인 등과 같은 열대 저기압이나 대규모 온대성 저기압 등에 동반되는 강풍과 기압의 급격한 변동으로 인해 해수면의 높이가 평상시보다 급격하게 높아지는 현상을 폭풍 해일(暴風海溢 storm surge)이라고 합니다.

 

 

폭풍 해일의 발생

●  기압 : 기압은 해수를 끌어올리는 작용을 합니다. 대기압 1 hPa은 물을 약 1cm의 높이만큼 누르는 힘으로, 만약 태풍의 중심 기압이 주위보다 40hPa 정도 낮다면 태풍 중심 부근의 해수면은 40 cm 정도 높아집니다.

 

●  강풍 : 기압의 효과와 함께 강풍의 효과도 무시할 수 없으며, 강풍은 해수를 밀어 해수면을 높이는 작용을 합니다. 특히 만조 때에 해일이 발생하면 해수면은 더욱 높아집니다.

 

 

폭풍 해일의 특징

폭풍이나 강한 저기압에 의해 해수면이 평균 해면에서 1m 이상 높아져 돔 형태로 부풀어올라, 이 해수의 돔이 폭풍과 함께 해안으로 오면서 수심이 얕아지게 됩니다. 이에 따라 해수면이 점점 더 높아지고, 폭풍으로 인한 큰 해파에 의해 바닷물이 해안으로 넘쳐 들어옵니다.

폭풍 해일이 발생하면 해안의 해수면이 순간적으로 수m 이상 높아지기도 하며, 해수가 폐쇄된 만이나 하구로 밀려들 때는 해수면이 이보다 더 높아질 수 있습니다. 또 폭풍해일이 발생했을 때 강한 해풍이나 만조까지 겹친다면 해안 지역은 매우 위험해질 수 있습니다. 더구나 만과 같이 폐쇄된 해역에서 폭풍에 앞선 강한 강우로 해면이 높아져 있다면 더욱 위험해집니다.

 

 

해일 경보

해일이 발생하여 해안 지역이 침수될 가능성이 높을 때, 기상청은 관련 기상 정보를 발표합니다. 폭풍 해일과 관련된 정보에는 폭풍 해일 주의보와 폭풍 해일 경보가 있습니다.

 

●  폭풍 해일 주의보 : 일반적으로 태풍 등에 의한 해면의 이상 상승의 유무 및 정도에 대한 주의를 환기시키기 위한 예보로, 해안 지역에 침수가 예상될 때 발표됩니다.

 

●  폭풍 해일 경보 : 태풍 등에 의한 해면의 이상 상승으로 중대한 재해가 발생할 염려가 있을 때 경고하기 위한 예보로, 해안 지역에 상당한 침수가 예상될 때 발표됩니다.

 

 

폭풍 해일로 인한 피해

폭풍해일이 발생하면 인명 피해 뿐만 아니라 주택 침수, 항구 기능 장애, 선박 파괴로 인한 석유나 독극물 유출 등 크고 작은 다양한 피해가 발생합니다. 그러므로 폭풍 해일이 예상될 때에는 각종 기상정보를 주의깊게 확인하고 그에 따라 신속하게 대응하여 피해를 줄이도록 해야합니다.

 

 

지진해일

지진해일은 해저 단층대를 따라 해수가 급격하게 이동할 때 형성되는 긴 파장의 천해파로, "쓰나미(tsunami)" 또는 "지진해파"라고도 합니다. 즉, 지진 해일은 해저에서 지진, 해저 화산 폭발, 단층운동, 빙하의 붕괴 등이 발생할 때 일어나는 해일입니다.

 

 

지진해일의 발생

●  해저 단층에 의한 지진 해일 : 지진 해일은 대양 해저 단층에서 지각과 함께 해수가 요동할 때 발생합니다. 해저 단층에 의하여 들어올려진 해수면은 해파의 마루가 되고, 마루가 중력으로 다시 아래로 끌어당겨질 때는 해수의 관성으로 원래의 위치보다 더 아래로 내려가 해파의 골을 이룹니다. 이렇게 진동하는 해수면은 진앙으로부터 사방으로 퍼져나가는 진행파를 형성하며, 이때 해수면 변동에 의해 지진해일이 발생합니다.

 

●  해저 사태에 의한 지진 해일 : 해저 단층에 의한 지진 해일에 비하여 발생하는 에너지가 적습니다. 그러나 지진해일의 발생 지점 부근 해안에서는 인명이나 시설에 위력적으로 작용할 수 있으며, 특히 만과 같이 제한된 해역에서는 매우 위험할 수 있습니다.

 

 

지진 해일의 속도

●   '지진 해일은 파장의 진행 속도가 950km/h, 파장이 200km에 이를 만큼 속도가 빠르고 길이가 긴 파장으로서, 대양에서는 물결의 높이가 그리 높지 않아 눈에 잘 띄지 않으나 해안에 접근하면서 해수가 수m에서 수십m까지 급속하게 쌓이게 됩니다.

 

● 지진해일은 파장이 200km나 되지만 심해파가 아닌 천해파인데, 그 이유는 자신의 파장 절반 이상에 해당하는 깊은 수심을 만날 수 없기 때문입니다. 파장이 200km이면 파장의 1/2이라도 100km이 되는데, 가장 깊은 수심이라도 11km를 넘지 않으므로 지구상 어느 해역에서도 지진해일의 1/2파장보다 깊은 수심을 만날 수 없습니다.

 

 

지진 해일의 진행

● 지진 해일이 처음 발생했을 때는 물결의 높이가 높지 않고, 그 주기도 5~20분으로 비교 적 길기 때문에 바다에서 지진 해일이 선박 아래를 통과해도 거의 느끼지 못합니다. 그러나 지진 해일이 해안으로 접근하면 상황이 달라집니다. 주기는 그대로이지만 진행 속도는 감소하고 물결의 높이는 매우 높아집니다. 지진해일의 마루가 해안으로 접근할 때는 크고 빠른 밀물이 밀려오는 것처럼 보입니다.

 

● 지진해일의 에너지는 발생지로부터 밖으로 원을 그리며 퍼져 나갑니다. 발생지로부터 가까운 곳에서는 지진해일의 에너지가 아직 많이 감쇄되지 않은 상태이기 때문에 물결의 높이가 높습니다.

 

 

지진해일에 의한 우리나라의 피해 사례

환태평양 지진대에 속하는 일본 열도에서의 지진에 의해 발생한 해일이 우리나라 동해안에 영향을 미치는 경우도 있습니다.

 

● 1983년 5월 26일 일본의 혼슈 아키타 현 앞바다에서 발생한 지진과 1993년 7월 12일 일본 북해도 앞바다의 지진으로 인한 지진해일이 우리나라 동해안에도 막대한 피해를 주었습니다.

다음은 삼척항 쓰나미(1983.5.26.) 피해사진으로 SBS D리포트에서 보도한 영상 화면입니다. (https://news.sbs.co.kr/news/endPage.do?news_id=N1007195128)

 

삼척항 지진해일 (이미지출처 : SBS 뉴스)

 

 

● 1983년에 일본의 아키타 현 중부에서 발생한 지진은 리히터 규모 7.7의 강진으로, 이 지진에 의한 지진해일의 최대 파고는 일본 아키타 현 북측에서 14.93m를 기록하였습니다. 검조소에 기록된 자료에 따르면 우리나라 동해안에서의 최대 파고가 묵호 3.9m 이상, 속초 1.56m, 울릉도 1.25m, 포항 0.62m였습니다. 동해안 최대 피해지는 임원항으로, 물결의 높이가 최대 4m 이상이나 되었던 것으로 조사되었습니다. 삼척군 임원항의 목격자 증언에 따르면 1983년 5월 26일 14시경부터 물이 약 1m의 높이로 23차례 들어왔다 나갔다 하면서 물이 부글부글 끓는 현상을 보여 현지에서는 지진이 일어난 것으로 추측하였다고 합니다. 이를 본 일부 선원은 정박 중인 어선을 항구 바깥으로 출항시키려고 하였으나, 이미 수심이 5m에 이르는 항내의 해수가 전부 빠져서 바닥이 드러났고, 선박 출입구에는 물이 산처럼 높이 치솟아 오르면서 항구 내 바닥의 모래까지도 끌려나가는 것 같았다고 합니다. 또 출항하던 선박이 전복되어 선원이 실종되었으며, 항구 바깥으로 나갔던 물이 약 5분 후 갑자기 들이닥치면서 선창에 고정시켜 둔 어선 및 여객선 터미널 등을 강타하였고, 부두에서 약 10m 떨어진 곳까지 약 5분 동안 침수되었습니다. 이때의 수위는 정상수위보다 34m 높았습니다.

 

● 1993년에 일본 북해도 남서부에서 발생한 지진은 리히터 규모 7.6의 강진으로, 이날 일본 북해도 남서부에서 지진이 발생한 후 90~120분만에 강원도 동해안에 지진해일이 도달하였습니다. 우리나라에서는 다행히 인명 피해가 없었으며 어선 33척만이 피해를 입었습니다. 이는 많은 어선이 오징어를 잡기 위해 야간에 먼 바다로 나갔기 때문이었습니다.

 

 

지진해일의 예보

폭풍 해일과 지진 해일은 조석과 같은 주기적 현상이 아니므로 예측하기가 매우 어렵습니다. 그러나 어느 정도 정확한 예보 또는 경보를 내림으로써 피해를 최소화할 수 있습니다. 폭풍 해일의 경우는 태풍의 진로와 관련하여 예보가 가능하며, 지진 해일은 지진 관측과 동시에 경보를 내려 어선과 주민들을 대피시킬 수 있습니다.

 

지진의 예측은 어렵지만 먼 거리에서 발생한 지진해일의 도착시각 및 해일파고는 예측할 수 있습니다. 가령 동해 북동부 해역(일본 북서근해)에서 발생한 지진해일은 우리나라 동해안에 1시간∼1시간 30분 후에 도달하므로 적절한 지진해일경보를 발령함으로써 30분에서 1시간 정도의 대피시간을 확보할 수 있다고 합니다. 기상청은 동해·서해·남해를 포함한 한반도 주변해역에서 발생한 지진해일의 우리나라 내습 여부 및 해안 주요지역별 지진해일 예상 도착시각과 해일파고를 예측하기 위해 지진해일 DB를 구축·운영하고 있습니다. 만약, 한반도 주변해역에서 대규모 지진발생 시 지진의 발생위치 및 규모를 지진해일 DB에 입력하면 우리나라 해안의 주요지역별 지진해일 예상 도착시각과 해일파고를 산출할 수 있다고 합니다.

 

다음은 기상청에서 운영하고 있는 [ 지진해일 예측체계]입니다. 

 

지진해일예측체계 (이미지출처 : 기상청 홈페이지  https://www.kma.go.kr/)