천수변형 (wave shoaling)
쉽게 풀면
파도가 갖고 있는 에너지의 흐름은 대체로 일정하게 유지되어야 하는데, 얕은 물로 갈수록 전파 속도가 느려지면서 파장이 짧아지기 때문에 같은 에너지를 유지하려면 파고가 높아져야 합니다. 이런 현상을 천수변형이라 부르며, 해안에 다가올수록 파도가 점점 더 높고 가팔라지는 것을 실제로 체감할 수 있습니다. 이 변형이 극단적으로 진행되면 결국 파도의 형태가 무너지는 쇄파로 이어지게 됩니다.
왜 중요한가
천수변형은 파도가 얕은 물로 이동하며 에너지가 좁은 수층에 압축되어 파고가 커지는 과정을 설명하며, 해안 근처에서 갑자기 파도가 높아지는 현상과 해안 재해 위험도를 예측하는 데 필요한 개념입니다. 파군(파랑의 무리)에 묶인 장주기 파가 천수 구간에서 증폭되고 쇄파 후 풀려나면, 해안 수위가 수십 초에서 수 분 주기로 오르내리는 서프비트가 나타납니다.
논문에서는 이렇게 쓰입니다
컴퓨터 시뮬레이션으로 파도가 대륙붕을 지나 해안으로 다가오면서 높이가 어떻게 변해가는지 재현했다는 의미입니다.
이 문장은 천수변형이 파도가 해안으로 접근하며 쇄파에 이르는 과정의 앞 단계임을 보여준다.
조금 더 깊게 보면
천수변형은 굴절이나 쇄파와 함께 동시에 일어나는 경우가 많아, 실제 해안에서 관측되는 파고 변화를 이 세 과정 중 하나만으로 설명하려 하면 정확한 예측이 어렵습니다.
주의할 점
천수변형은 파도의 파고만 변화시키는 것이 아니라 파장과 전파 속도도 함께 바꾸므로, 파고 변화만 따로 떼어 계산하면 오차가 생길 수 있습니다. 천수변형은 파도의 파고만 변화시키는 것이 아니라 파장과 전파 속도도 함께 바꾸므로, 파고 변화만 따로 떼어 계산하면 오차가 생길 수 있습니다. 천수계수는 심해 군속도와 현재 군속도의 비의 제곱근으로 정의되는데, 수심이 얕아지는 초기에는 1보다 약간 작아졌다가(최소 약 0.91) 더 얕아지면 1보다 커집니다. 천수변형 이론은 에너지 플럭스 보존을 가정하므로, 해저 마찰로 에너지가 손실되는 넓고 얕은 대륙붕에서는 실제 파고 증가가 이론값보다 작게 나타날 수 있습니다.