세이시 (Seiche)
한 줄 정의: 항만·만·호수처럼 닫히거나 반쯤 닫힌 수역에서 물이 고유 주기로 앞뒤로 출렁이는 정상파 진동입니다.
쉽게 풀면
욕조 물을 한쪽으로 밀었다 놓으면 물이 양 끝을 오가며 출렁입니다. 항만이나 만에서도 바람, 기압 변화, 외해에서 들어온 긴 파도가 이런 출렁임을 일으킬 수 있는데, 이를 세이시라고 합니다. 수역의 길이와 수심이 정해지면 출렁이는 주기도 거의 정해집니다.
왜 중요한가
세이시는 항만 안에서 수위를 크게 오르내리게 하고 강한 흐름을 만들어 선박 계류와 하역을 방해할 수 있습니다. 그래서 항만 설계, 연안 재해 분석, 조위 관측자료 해석에서 조석과 구분해 다뤄야 하는 현상입니다.
논문에서는 이렇게 쓰입니다
"조위 관측자료를 스펙트럼 분석한 결과, 조석 성분 외에 약 20분 주기의 뚜렷한 세이시 에너지가 항만 내부에서 확인되었다."
조석이 아닌 항만 고유의 출렁임이 수위 자료에 섞여 있다는 뜻입니다.
조금 더 깊게 보면
길이가 L, 수심이 h인 닫힌 수조의 기본 진동 주기는 메리안 공식 T = 2L/√(gh)로 근사합니다. 한쪽이 바다로 열린 만은 대략 T = 4L/√(gh)가 됩니다. 외부에서 들어오는 파동의 주기가 이 고유 주기와 맞으면 공명으로 진폭이 크게 증폭되며, 항만에서는 이를 항만 공진이라고도 부릅니다.
주의할 점
세이시는 규칙적으로 오르내린다는 점에서 조석과 비슷해 보이지만, 천체 인력이 아니라 수역의 모양이 주기를 결정합니다. 기존 항목 조석공명(tidal-resonance)은 조석 주기와 해역 고유 주기가 맞아 조석이 커지는 경우이므로, 주기가 대개 수분~수시간인 세이시와 구분해야 합니다.