내부파 (internal wave)
쉽게 풀면
우리 눈에 보이는 표면파는 공기와 물의 경계에서 만들어지지만, 내부파는 밀도가 다른 물과 물 사이의 경계, 예를 들면 수온약층 부근에서 만들어지는 파동입니다. 밀도 차이가 표면(공기-물)보다 훨씬 작기 때문에 내부파의 진폭은 수십 미터에 이를 정도로 표면파보다 훨씬 크게 나타날 수 있지만, 주기는 훨씬 길고 눈으로는 거의 관찰되지 않습니다. 내부파가 부서지면 강한 난류혼합을 일으켜 해양 심층 순환에 필요한 에너지를 공급하는 중요한 역할을 합니다.
왜 중요한가
내부파는 표층에서는 거의 관측되지 않지만 해양 내부의 열과 물질, 운동량 수송에 상당한 역할을 하는 물리 현상으로, 잠수함 항행이나 해양 혼합 과정을 이해하는 데 실무적·학술적으로 중요하게 다뤄지는 개념입니다. 해저 지형과 상호작용해 국지적으로 강한 혼합과 난류를 일으켜 심층 영양염을 표층으로 끌어올리는 데 기여하므로, 해양 생태계의 생산성과 잠수함 운용의 음향 환경에도 실질적인 영향을 미친다.
논문에서는 이렇게 쓰입니다
인공위성 레이더 영상에 미세하게 나타나는 표면 무늬를 이용해 바닷속 깊은 곳에서 일어나는 큰 내부파를 찾아냈다는 뜻입니다.
바닷속 파동이 해저의 경사나 해구 같은 지형을 만나면 부서지면서 위아래 물을 섞는 작용을 한다는 것을 관측으로 확인했다는 뜻입니다.
조금 더 깊게 보면
내부파는 표층파보다 진폭이 훨씬 크게 나타날 수 있는데, 이는 성층화된 유체 내부에서의 복원력이 자유 표면에서보다 훨씬 약하기 때문이며, 이러한 큰 진폭의 내부파가 해저 지형과 상호작용하며 쇄파를 일으키는 과정이 해양 혼합의 중요한 에너지원으로 다뤄집니다. 내부파는 조석과 해저 지형(해령, 해구)이 상호작용해 만들어지는 내부조석의 형태로도 나타나며, 이는 해양 전체 조석 에너지 소산의 상당 부분을 차지하는 것으로 추정됩니다. 밀도가 다른 해수층의 경계면(수온약층 등)에서 발생하며, 표면파에 비해 파고는 수십 미터에 달할 수 있지만 주기가 훨씬 길고 육안으로는 거의 관측되지 않아 위성 원격탐사나 음향 장비로 주로 확인됩니다.
주의할 점
내부파는 표면에서 거의 보이지 않아 육안 관측이 어려우며, 선박이나 해양 구조물에는 예상치 못한 강한 유속 변화를 일으켜 실질적인 위험 요소가 될 수 있습니다.
가로스-먼크 스펙트럼은 대양 내부파의 에너지가 주파수와 연직파수에 따라 특정한 통계적 형태로 분포한다는 경험적 모델로, 실제 관측이 이 스펙트럼에서 크게 벗어나는 해역은 국지적으로 강한 내부파원이 있다는 신호로 해석됩니다.