진주만의 해양학적 연구 = Oceanographic Studies in Chinju Bay

국문 초록 (Abstract)

진주만과 그 부근 해역의 해양학적 제 현상을 구명하기 위하여, 1968년 11월 부터 1970년 12월까지 해양 관측을 실시하였다. 이 관측 자료를 사용하여 해황과 그 변동에 관하여 검토한 결과를 요약하면 아래와 같다.
1. 진주만 중앙부에는 "ㄱ"자 모양의 긴 해저 둑이 형성되어 불룩하게 솟아났으며, 이 둑이 만을 거의 동서로 양분하고 있다. 이 둑의 수심은 대체로 5m 미만이며, 그 폭은 약 1.2mile 내외이다. 둑 상부는 비교적 평탄한 모양을 하고 있다. 이를 "진주만 중앙 해저 둑"이라 부르기로 한다. 둑의 동, 서방에 둑과 거의 나란히 좁고 긴골이 파여 있다. 이 깊은 골은 삼천포수도 및 노량수도를 통하여 흐르는 강한 조류의 영향으로 인하여 해저의 사니가 교란, 유실당하고, 육지로부터 반입된 니토 혹은 생물의 유해 등의 침전이 방해당하는 것이 주원인의 하나라 생각된다. 둑 서방의 최심부는 약 30m이고, 동방의 최심부는 약 23m로 관측되었다.
2. 노량수도는 해안에서 조금만 멀어지면 경사가 급해져서 수심은 20m를 넘는다. 해저 지형은 비교적 단조로우며 최심부는 약 33m이다. 삼천포수도는 해저 지형이 대단히 복잡하고 서수도쪽이 깊으며, 최심부는 약 32m이다.
3. 진주만의 저질은 암회색 내지 암갈색 연니이며, 하구 부근에는 사니질이고 패각이 혼합된 곳도 있다. 노량수도의 저질은 주로 암석으로 되어 있다. 사천만은 일반적으로 5 m미만의 얕은 곳이며, 총면적 44.9m²중 약 24.4km²가 간석지이다. 진주만 내 간석지 총 면적은 약 44.8km²이다.
4. 평균 기온은 1월이 가장 낮고 8월에 가장 높으며, 월 최저 및 최고 기온의 평균 값은 -8.4∼12.4℃이고, 8월에는 19.8∼32.2℃이다. 빙점 이하되는 날이 연 평균 55일이며, 30℃ 이상인 날은 연 15일 있다. 평균 해면 기압은 12월이 가장 높아 약 1,023.9 mb이고, 7월이 가장 낮아 약 1,007.9 mb이다.
5. 평균 연 강수량은 1,313.7㎜이고, 7월에 가장 많아 평균 262.7㎜이다. 10㎜이상의 강수량이 있은 날은 연 평균 33일이며 7월에 가장 많아 7일이다. 연 평균 강설 일수는 12일이다. 7월에는 장마 전선이 북상하여 호우가 있다. 연 평균 증발량은
약 1,451.6㎜이다. 8월이 최고이며(약 166㎜), 12월이 최저이다(약 86㎜). 7월에는 강수량이 증발량보다 평균 약 130㎜ 더 많다.
6. 월 평균 풍속은 2월이 5.2m/sec로 가장 세고, 7월에는 3.2m/sec로 최저이다. 10월에서 3월까지는 북서계절풍이 불고 여름에는(5∼8월) 남동 내지 남서풍이 탁월하다.
7. 만내 해수 유동은 주로 조류에 의하여 좌우된다. 그러나 북서 계절풍이 강한 겨울에는 취송류가 발달하여 피류는 남동 내지 동남동으로 흐른다. 삼천포수도에서는 조류의 유속이 강하기 때문에, 강한 북서 계절풍에도 불구하고 조류가 우세한 편이다.
8. 진주만과 그 부근 해역의 반 일주조에 의한 동경 135˚기준의 등조시는 약 9시 수분 전이다. 조금때의 조차는 105∼128㎝이지만 사리때는 약 3m전후에 달한다. 일반적으로 남해안 부근 해역에서는 서쪽으로 갈수록 조차가 커지며, 외해로 부터 해안선에 가까워 질수록 조차가 커지는 경향이 있다. 이 해역의 조석 형태는 0.19∼0.21로서 일조부등이 작은 반일주조의 성격이 뚜렷하다. 조시차는 기준항인 여수에 비하여 조금 빠르고, 저조시에는 노량에서 조금 빠르다.
9. 진주만 중앙 해저 둑과 동, 서방에 길게 움퍽 파인 깊은 골은 만내 해수의 유동에 큰 영향을 미친다. 삼천포수도와 노량수도를 통하여 유입되는 밀물이나, 유출하는 썰물의 유축은 대체로 이 깊은 골을 따라 흐르는 경향이 있다.
10. 사천만의 썰물은 남향류로서, 만구 부근에 도달하면 서측은 진주만 중앙부로 향하여 계속 흘러, 만 중앙 해저 둑을 따라 남하하지만, 동측은 삼분갑을 지나면 왼편으로 돌아 삼천포수도를 통해 만 외로 유출된다. 사천만으로부터 흘러 나오는 썰물의 최우단은 비토도 부근에서 조그마한 소용돌이를 이룬다. 진주만 남부 해역의 해수는 썰물때 북방으로 흐른다. 중앙 해저 둑 동방 해역의 썰물은 반 시계 방향의 환류를 이루면서 해저 둑 동방의 깊은 골을 따라 삼천포수도 쪽으로 흘러 나가지만, 중앙 해저 둑 서방 해역의 썰물은 둑 서방의 깊은 골을 따라 북방으로 흘러 노량수도 방면으로 향한다.
11. 삼천포수도의 서수도를 통하여 만내에 유입하는 밀물은 진주만 중앙부와 남부로 향하여 흐른다. 한편 동수도인 대방수도를 통하여 유입된 부분은 주로 오른 편으로 돌아 사천만으로 흘러 들어간다.
12. 만 내의 유속은 대체로 1 ㏏미만이다. 삼분갑 부근에서 차츰 빨라지고 대방수도에서 현저히 빨라져 3 ㏏이상이 되며, 사리때 최고 6 ㏏이상에 달한다. 밀물보다 썰물이 빠른 속도로 흐른다.
13. 진교만의 썰물은 남향류로서, 노량수도 부근에서 서서히 오른쪽으로 돌아, 중앙 해저 둑 서방으로부터 북류하는 해수와 합류되면서 노량수도로 향한다. 노량수도의 유속은 약 3 ㏏이상을 기록하였고, 사리때는 그 이상에 달한다. 광양만 동부 해역의 밀물은 노량수도를 향하여 흐르고, 대도 남동방 관음포 부근에서 반류 또는 조그마한 지형성 소용돌이가 발달한다. 노량수도를 통과한 밀물은 동으로 흘러 중앙 해저 둑 위에 흐르고, 일부는 서서히 오른 편으로 돌아, 진주만 중앙 해저 둑 서방의 깊은 골을 따라 남으로 향한다. 나머지 부분은 왼편으로 돌아 진교만으로 흘러 들어 간다.
14. 창선수도의 썰물은 동류이고 밀물은 서류이다. 수도 동쪽 입구에서는 1 ㏏ 내외이지만 가상 폭이 좁은 지족 부근에서는 사리때 최고 약 3 ㏏에 달할 것이다.
15. 진주만 서단인 노량수도 안쪽 해역과, 동단인 삼천포수도 부근 해역의 전류시가 한 시간 반 내지 두 시간 반 정도 차가 있다. 따라서 중앙 해저 둑 동, 서쪽의 해수가 조류에 의해 둑을 횡단하여 흐르기 때문에 조금 이외의 시기에는 해수의 혼합이 비교적 왕성하다.
16. 사천만구에서는 2중조가 형성되는 일이 있으며, 6∼7 m층을 경계로 하여 윗물은 표층 부근에서 유속이 가장 빨라 밀물때 약 1 ㏏로 북류하나, 아랫물은 약 0.4㏏로 남류한다. 육수 유입이 많을 때는 밀물때에 표층에 약 0.2 ㏏의 남향류가 존재하여 하구 현상이 일어난다. 장마 전선과 관련된 강수량의 급증과 일조 등이 2중조 형성의 원인이라 생각된다. 노량수도 부근의 2중조는 윗물이 7m층에서 약 0.7 ㏏로 관측되었고, 아랫물은 25m층 혹은 그 이하에 유속 최대값을 보이고 약 0.8 ㏏로 관측되었다.
17. 삼천포수도 북단인 대방수도와 진주만과의 경계 해역 부근에는 육수 유입량이 많을 경우에 조경이 형성되고, 그 부근에는 잔 물결이 일어 열을 지우고 소용돌이가 발달한다. 물거품, 해초, 목편 등의 부유물이 조경 부근에 집결되었다.
18. 만내 수온은 2월에 가장 낮아 약 5.0℃(표면) 및 4.5℃(10m층)였고 8월에 가장 높아져 표면과 10 m층이 각각 약 26.5℃ 및 20℃로서, 연 교차는 각각 약 21.5℃ 및 20℃이다. 만 외 연 교차보다 약 4.5℃ 더 큰 것은 기온의 영향을 더 많이 받는 것이 큰 원인이라 볼 수 있다. 대기와 해양간의 열 교환은 대체로 여름에는(5∼9월) 정(＋)이지만 겨울에는(10∼4월) 부(-)의 경향을 보인다. 여름철 진주만 동단의 수온 일 최저 값은 0시와 1시에, 최고값은 12∼13시 경에 나타났으며, 일 교차는 약 3.5℃로 비교적 높다. 이 교차는 이류에 의한 요인이 상당히 크게 작용한 것이라 생각된다.
19. 7, 8월을 중심한 여름에는 조류나 바람에 의한 요란에도 불구하고 수온 약층이 형성되는 것은 밀도의 연직경도 때문이다. 겨울에는 육지에 가까운 해역의 수온이 낮고 여름에는 이와 반대이며, 중앙 해저 둑을 경계로 수온 분포가 다른 경향을 보인다.
20. 만내 염분이 1월에 가장 높아 표면괴 10m층 모두 약 34.1 ‰이고 여름에(7∼9월) 최저값을 보인다. 만내 표층이 7월에 최저가 되는 것은 장마 전선에 의한 강수량과 육수 유입의 영향을 직접 받기 때문이다. 육수 유입량이 많아 층중될 경우에는 썰물때 낮아졌다가 밀물때 높아지는 경향이 있으며, 고조시 혹은 그 직전에 급격히 강하하는 현상이 일어난다.
21. 남강댐 방수로를 통한 담수의 방수는 만 내 염분을 현저히 저하시키며, 진주만 동단인 늑도 부근의 염분을 4.6 ‰까지 저하시켰다. 빠른 조류는 만내외 해수의 교환을 활발하게 하며, 반 조석 주기동안에 4.6‰에서 약 30 ‰까지 상승시킨다. 댐 방수량이 많은 경우에는, 사천만에는 현저한 염분약층이 형성되고 염수 쐐기 현상이 일어난다. 일반적으로 육수 유입이 많은 해역의 염분이 낮다. 노량수도 부근의 저염분수와 삼천포수도 부근의 고염분수가 중앙 해저 둑을 경계로 접하고 있는 경향이 있다.
22. 만내 해수는 연직 혼합이 잘 되어 있다. 7 8월에는 밀도 약층이 형성되며, 7월에 가장 안정된 층중 상태를 보인다. 수온 보다도 염분의 저하가 밀도 분포 및 층중에 크게 관계된다.
23. 용존산소는 7,8월에 최저값을 보여 표층이 약 4.6ml/L, 저층은 약 4.2ml/L이다. 겨울에 약 7.6ml/L로서 최고값을 보인다. 수색은 비교적 맑지 못한 편이며 봄과 가을에 혼탁해지고 7∼10에 이른다. 이 때 투명도는 2∼3.5 m로 낮아진다. plankton의 대량 발생이 주원인이라 생각된다. 7,8월에는 혼탁한 육수 유입으로 수색이 혼탁해진다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

Chinju Bay is an enclosed bay surrounded by land and Namhae Island in the middle part of the southern coastal waters of Korea. A series of oceanographical observations and echo-soundings were carried out in waters adjacent to and in the bay from November 1968 to December 1970. The drift bottle experiments and the current drogue observations as well as the tidal current measurements by current meters were implied in the observations.
A long, shallow, flat-topped submarine bank which is shallower than five meters runs in a north-south direction at the central part of the bay dividing it into two parts. The deepest soundings observed in the bay were at 30 m in the western part, and 23 m in the eastern part. Narrow, long depressions deeper than 20 m in water depth are formed at both sides of the bank, corresponding to the relatively rapid flow of the tidal current. Steep scarps are located near both coasts of Noryang Channel, in which the deepest sounding was observed to be
33 m. The bottom topography of Samchonpo Channel is complicated.
The tidal range in the bay at spring tide is around three meters, while it ranges 105-123 ㎝ at neap tide. The type of tide in the bay, 0.19-0.21, indicates the semidiurnal tide of little diurnal inequality.
The tidal currents in Chinju Bay are influenced remarkably by the central submarine bank in the bay as well as by the narrow, long depressions which lie east and west of the bank. The tidal current axis in the bay seems to coincide closely with these depressions.
The ebb current in Sachon Bay flows southward. The eastern branch of the ebb current turns smoothly to the left in the vicinity of Cape Sambun, flowing out to the southern sea by way of the Samchonpo Channel. The western branch of the ebb current, however, continues to flow south toward the central part of Chinju Bay along the eastern side of the the central submarine bank, Sea water in the southern part of Chinju Bay moves northward from flood tide to ebb tide. The ebb current east of the central submarine bank in Chinju Bay flows northeast toward Samchonpo Channel through the eastern depression of the bank contributing to form a cyclonic eddy, while the ebb current west of the bank flows northward toward Noryang Channel through the western depression of the bank. The ebb current near the southernmost part of Chinju Bay flows eastward toward Chijok Channel. The western branch of the flood current of Samchonpo Channel flows into the central and southern Chinju Bay, while the eastern branch flows into the Sachon Bay turning smoothly to the right. The speed of the tidal current in the bay was observed to be, in general, less than one knot. It becomes faster approaching channels connected to the bay. It runs at a speed of about three knots or more at the northwestern Samchonpo Channel, and it is deduced that it would flow at a maximum speed of more than six knots at the spring tide. The ebb current usually flows faster than the flood current.
It is natural to say that ebb current of Chin-gyo Bay flows southward. Turning smoothly to the right, it flows into the Noryang Channel together with the ebb current flowing northward through the western depression of the bank. The tidal current speed in the channel is relatively high and was observed to be approximately three knots. It is supposed to amount to a higher speed than five knots at spring tide near the bottle neck of the channel.
The main stream of the flood current in Noryang Channel flows eastward. Turning to the right, the southern branch of the flood current flows southwad through the depression and along the isobaths at the western margin of the central submarine bank, while the northern branch, turning to left, flows into Chin-gyo Bay. Flood current in the eastern Kwang-yang Inlet runs northeastward toward Noryang Channel. A small eddy develops near Kwanumpo of Namhae Island. The time differences of turn of tide or slack water between the eastern and western Chinju Bay are 1.5-2.5 hours.
Ebb current in the Changson Channel streams eastward and opposite is the case at flood tide. Though the current speed is around one knot at eastern entrance of the channel, it is estimated to reach, at spring tide, approximately three knots near the bottle neck of the channel, or Chijok Channel.
Sometimes, in the northeastern Chinju Bay, a southward surface flow of approximately 0.2 knot stratifies above the flood current which flows north or north-northwest. The insolation, a sudden increase of freshwater inflow and the discharge from Namgang Dam are responsible for the formation of the stratified current. Freshwater fronts are developed in the northeastern Chinju Bay and in the northwestern Samchonpo Channel after a sudden increase of run-off. Wavelets, air bubbles, and a number of eddies were formed, and seaweeds and many other flotsams were gathered in the vicinity of the front.
The sea surface temperature in the bay is lowest in February(5℃) and highest in August(26.5℃). A thermocline develops in summer, while the bay waters are homogenous due to the convective stirring in the winter season. The diurnal range of temperature was as high as about 3.5℃, which indicates that the water temperatures are influenced significantly by the motion of the sea water. The daily maximum water temperature was observed after the noon from 12 to 13 hours.
The salinity of sea water is highest in January (about 34.1‰), and lowest in summer from July to September when the effects of the heaviest precipitation and the run-off are remarkable. A salt wedge estuary or a two-layer flow is developed when the freshwater inflow is increased suddenly. The salinity of sea water at the marginal area of Chinju Bay was then reduced to 4.6‰ which was replaced by the saline coastal sea water of 30% within a half tidal cycle. The salinities are influenced remarkably by the tidal current and the submarine topography. It is low at ebb tide and high at flood tide.
A sharp pycnocline is formed and sustained in association with the two-layer flow and the halocline in summer. Thermosteric anomaly in summer is 600 -650 cl/Ton while it ranges
150~180 cl/Ton in winter (January to March).
Dissolved oxygen in the sea water indicates its minimum value in August(4.2 - 4.6 ml/L) and maximum in winter (7.6 ml/L). Sea waters are turbid in spring and autumn when the water transparency falls to 2 -3m, and this is probably due to the plankton blooming in the bay.