태풍 ‘곤파스’의 상처가 아물기도 전에 태풍 ‘말로’가 북상 중이란 소식에 가슴을 졸인 사람들이 많을 것이다. 하지만 다행히도 말로는 한반도를 관통하지 않고 남해를 거쳐 동해안으로 물러가면서 지난 8일 오전 9시에 소멸됐다. 하지만 말로가 지나간 제주도와 남해안 지역은 태풍에 의한 피해를 입어 익사사고와 정전사태 등의 피해가 잇따랐다. 또한 태풍을 피해 어업을 중단하고 많은 선박들이 정박해 있기도 했다.

태풍이 올 때 배를 타고 바다에 나가지 않는 가장 큰 이유는 바로 강한 바람으로 만들어지는 높은 파도 때문이다. 보통 파도라고 하면 해수욕장에서의 낭만적인 흰 파도를 생각하기 쉬운데, 종종 인류를 위협하는 쓰나미 같은 해일도 파도의 한 종류다.

강풍이나 지진 등에 의해 비정상적으로 파고(파도의 높이)가 높아진 파도를 해일성 파도라고 하거나 그냥 해일이라고도 한다. 이런 해일이 발생했을 경우 해안가를 비롯해 규모가 큰 것은 해안 안쪽까지도 큰 피해를 줄 수 있기 때문에 엄청난 위협이 될 수 있다.

그 중에서도 지진으로 인해 일어나는 해일인 쓰나미는 규모가 매우 크고 실제 인명피해와 피해면적이 엄청나기 때문에 공포의 대상이 된다.

파도를 일으키는 주된 원인은 바람

이런 파도가 발생하는 이유는 무엇일까. 파도는 일종의 파동현상이다. 바다를 이루고 있는 물질들이 매질이 돼 어떤 계기로 진동이 일어나 일정한 방향으로 파동이 진행하게 되는 것이다. 지진해일처럼 지진으로 인한 진동이나 달과 태양으로 인한 조석간만의 차 등의 원인으로 발생하기도 하지만 일반적인 파도의 가장 큰 원인은 바로 바람이다.

파도가 발생하기 위해선 일정한 방향으로 지속적인 바람이 불어야 한다. 약한 바람이라도 계속해서 바닷물에 에너지를 전달해 준다면 그것들이 중첩돼 매우 큰 파도를 만들 수도 있다.

처음에 바람이 불게 되면 파도의 속도는 바람의 속도에 비해 느리다. 하지만 계속해서 바람이 불 경우 그 에너지가 점점 커지며 파도로 발달하게 되는 것이다.

바람으로 발생하는 ‘풍랑’ 과 그 여파인 ‘너울’

바람으로 인해 발생하는 파도를 보통 풍랑이라고 한다. 바람이 지속적으로 불면서 발생하기 때문에 풍랑은 높이가 비교적 높고 파도 간의 간격인 파장은 좁으며 파도의 끝부분이 뾰족하다. 이는 평상시엔 주로 먼 해상에서 발생하게 된다. 단, 태풍과 같은 기상 현상으로 인해 해안가에 강풍이 불 경우 해안에서도 풍랑이 일게 되며 해안가에 큰 피해를 입힐 수 있다.

하지만 바람이 불지 않을 때도 바다에는 비교적 파장이 긴 물결이 치게 된다. 이는 멀리서 발생한 풍랑이 바람이 그친 후 그 강도가 감쇠되면서 완만하게 형성된 파도로 ‘너울’이라 한다. 풍랑과는 다르게 파장이 길고 파도 끝부분이 완만하며 진행할수록 약해지는 파도이기 때문에 점점 파고는 낮아지게 된다. 즉, 풍랑은 바람을 계속 받으며 점점 강해지고 발달하는 파도라면 너울은 그 여파로 진행되며 감쇠하고 있는 파도라고 할 수 있다. 규모로 비교하자면 풍랑은 주기가 2~8초 정도로 짧고 파장도 수~수십m 정도로 짧은 편임에 비해 너울은 주기가 5~15초, 파장은 수백m에 달할 정도로 매우 완만하고 긴 파도다.

해안가의 부서지는 흰 파도는 ‘연안쇄파’

그렇다면 우리가 파도를 떠올렸을 때 가장 흔히 생각하는, 해안가의 부서지는 하얀 파도는 무엇일까. 말 그대로 이 부서지는 파도는 ‘연안쇄파’라 한다. 풍랑이나 너울 같은 파도가 해안에 다다라서 그 구조가 흐트러지며 일어나는 현상이다.

수심이 얕아지면 파도를 일으키는 파동이 해저의 영향을 받게 된다. 바닥의 저항을 받아 파도의 속도가 느려지면서 파장은 짧아지게 된다. 그래서 너울과 같은 긴 파장의 파도도 해안에 다다르면 파장이 짧아져 눈에 띄는 파도가 되는 것이다.

또한 파장이 짧아진만큼 물이 몰리기 때문에 파도의 높이는 높아지게 된다. 그런데 여기서 파도의 밑 부분은 저항을 받아 계속 느려지지만 마루(파동의 꼭대기)부분은 속력을 유지하기 때문에 위쪽이 앞으로 쏠리면서 무너지게 된다. 이것을 연안쇄파라 하며 파도가 부서지는 원리다.

이 부서지는 파도의 색깔이 흰 이유는 화분에 물을 주는 스프레이를 생각해 보면 알 수 있다. 물은 무색투명하지만 스프레이를 뿌릴 땐 흰색을 띄게 되는데 이는 작은 물 입자가 빛을 산란시키기 때문이다. 물장구를 치거나 파도가 부서질 때 흰색을 띄는 이유도 이와 같다.

‘쓰나미’ 같은 해일도 파도의 일종

감쇠하던 너울이 해안가로 오면서 이런 원리로 부서지는 하얀 파도가 된다. 아름답고 낭만적인 모습일 수 있지만 기상조건이나 바람의 세기에 따라서 파도의 규모는 천차만별이 될 수 있다. 태풍이나 저기압에 의해 폭풍이 몰아칠 때는 비정상적으로 파고가 매우 높아지며 해일이라고 부른다. 이렇게 바람으로 인해 발생되는 해일을 폭풍해일 또는 저기압해일이라고도 한다.

반면에 지각변동으로 인한 지진의 진파가 원인이 돼 일어나는 해일을 지진해일, 일명 ‘쓰나미’라고도 한다. 앞서 말했듯이 지진해일은 그 규모가 매우 크며 먼 지역까지 전파될 수 있기 때문에 해상에서 큰 지진이 발생했을 시 주변 국가들이 모두 공포에 떨 정도다. 이 외에도 해저 화산폭발에 의해서 해일이 발생할 수도 있다.

파도를 청정 에너지원으로, 파력 발전

이런 해일과 같은 파도들은 자칫 엄청난 인명피해와 국가적 손실을 가져오기도 하는 등 상상을 초월한 피해를 주지만 적당한 파도는 우리에게 도움을 주기도 한다. 바다를 더 아름답게 보이게 하거나 물놀이를 더 재밌게 해주고 파도타기와 같은 스포츠를 가능하게 해주는 등의 이로움도 있지만 가장 큰 이점은 바로 파도를 에너지원으로 하는 파력발전일 것이다. 풍력, 조력 발전 등에 비해 조금은 생소할 수 있지만 다른 청정에너지원들처럼 공해를 거의 발생시키지 않으며 조력발전에 비해 비용도 저렴해 대체에너지로 매우 각광받고 있다.

파력발전은 파도로 인해 발생하는 상하운동으로부터 에너지를 얻는 것으로 현재 프랑스, 스코틀랜드 등에서 사용 중이다. 우리나라도 제주시 한경면 용수리 앞 해상에 시험용 파력발전소를 건설할 계획을 세운 상태다. 이는 500kW급의 발전소로 건설완료 예정인 내년부터 시범운영에 들어갈 계획이다.