포텐셜수온 (potential temperature)
쉽게 풀면
물도 공기와 마찬가지로 압축되면 온도가 약간 오르는 단열승온 효과가 있어서, 깊은 곳에서 측정한 현장수온은 실제 물 덩어리가 원래 가진 '순수한' 온도보다 압력 때문에 살짝 높게 나타날 수 있습니다. 이 압력 효과를 제거하기 위해 모든 물을 해수면 압력까지 가상으로 끌어올렸다고 가정하고 계산한 온도가 포텐셜수온입니다. 심해로 갈수록 현장수온과 포텐셜수온의 차이가 커지기 때문에, 심층수를 비교할 때는 반드시 포텐셜수온을 사용해야 합니다.
왜 중요한가
해수가 깊은 곳에서 얕은 곳으로 이동할 때 압력 감소만으로도 단열팽창에 의해 온도가 약간 변하는데, 이 효과를 제거해야 서로 다른 수심에서 관측된 수온을 비교하며 수괴의 기원을 추적할 수 있습니다. 특히 심해 순환 연구에서 관측 수온 대신 포텐셜수온을 표준적으로 사용합니다. 심해에서는 단열승온 효과가 수심 1000미터당 대략 0.1도 안팎으로 누적될 수 있어, 이를 보정하지 않으면 심층수의 실제 열적 특성을 왜곡해서 해석하게 됩니다.
논문에서는 이렇게 쓰입니다
깊은 바다에서 측정한 실제 온도와 압력을 보정한 온도의 차이를 계산해 압력 때문에 온도가 얼마나 높게 측정되는지 확인했다는 뜻입니다.
포텐셜수온이 개별 논문 하나에 국한되지 않고 해양학 분야 전반의 연구에서 공통적으로 참조되는 개념임을 보여주는 예이다.
조금 더 깊게 보면
수심이 얕은 해역에서는 관측 수온과 포텐셜수온의 차이가 미미해 무시되는 경우가 많지만, 심해에서는 그 차이가 무시할 수 없는 수준이 됩니다. 포텐셜수온은 실측값이 아니라 계산된 값이라는 점에서 실제 온도계로 잰 수온과 구분해야 합니다. TEOS-10 체계에서는 포텐셜수온 대신 포텐셜엔탈피를 고정 비열(약 3991.87 J/kg/K)로 나눈 보존수온을 표준으로 사용하는데, 수온과 염분에 따른 비열 변화를 반영하므로 혼합 과정에서 열량이 포텐셜수온보다 훨씬 잘 보존됩니다.
주의할 점
표층 근처에서는 현장수온과 포텐셜수온의 차이가 거의 없지만, 심해에서는 그 차이가 무시할 수 없을 만큼 커지므로 깊은 수심 자료를 다룰 때 반드시 구분해야 합니다.