해수의 염분 변화 요인: 증발·강수·빙하
해수 염분이란?
해수 염분(Salinity)이란 바닷물 속에 녹아 있는 모든 용질(주로 염류)의 총량을 의미하며, 일반적으로 1kg의 해수에 녹아 있는 염류의 그램 수(‰ 또는 PSU)로 표시합니다. 지구 평균 해수 염분은 약 35‰(PSU)이며, 이는 바닷물 1kg에 약 35g의 염류가 녹아 있음을 뜻합니다. 해수 염분의 주성분은 염화나트륨(NaCl)이지만, 황산마그네슘(MgSO₄), 염화칼륨(KCl), 탄산칼슘(CaCO₃) 등 다양한 무기염이 포함됩니다.
해수 염분은 단순히 바다의 맛을 결정하는 요소를 넘어, 해수의 밀도, 해양 순환, 기후 조절 등 지구 환경에 중요한 영향을 미칩니다. 따라서 해수 염분이 어떻게 변하는지 이해하는 것은 해양학과 기후 과학에서 매우 중요한 주제입니다.
증발과 염분 증가
증발(Evaporation)은 바닷물 표면에서 물 분자가 대기로 이동하는 과정입니다. 이때 물 분자만 기체로 전환되어 대기로 빠져나가고, 소금과 같은 용질은 남기 때문에 표층 해수의 염분 농도가 상승합니다. 증발이 활발한 지역은 주로 아열대 고압대 부근(위도 약 20°~30°)이며, 대표적으로 지중해, 홍해, 페르시아만 등이 있습니다. 이들 해역은 연중 강한 일사와 낮은 강수량 때문에 해수 염분이 37~40‰까지 높아집니다.
특히 홍해의 경우, 폐쇄적인 지형과 강한 증발로 인해 해수 염분이 평균 40‰에 달하며, 이는 전 세계 해양에서 가장 높은 수치 중 하나입니다. 이처럼 증발은 바닷물의 염분 농도를 빠르게 높이는 주요 메커니즘입니다.
강수와 염분 감소
강수(Precipitation)는 비나 눈이 바다 표면에 떨어지는 현상으로, 담수가 표층 해수에 섞이면서 염분 농도를 낮춥니다. 열대 수렴대(ITCZ) 부근에서는 적도 부근의 강한 상승 기류와 빈번한 폭우로 인해 해수 염분이 33‰ 이하로 낮아지는 경우도 있습니다. 대표적으로 적도 태평양과 인도양의 일부 해역은 연중 강수량이 매우 높아 표층 해수 염분이 주변보다 낮습니다.
또한 강수는 계절적으로도 염분 변화를 일으킵니다. 예를 들어, 인도양에서는 몬순 우기 동안 담수 유입이 증가해 해수 염분이 눈에 띄게 감소합니다.
빙하와 해빙의 영향
빙하(Glacier)와 해빙(Sea ice)은 해수 염분 변화에 복합적인 영향을 미칩니다. 빙하가 녹으면 담수가 바다에 유입되어 염분을 낮추지만, 해빙이 형성될 때는 반대 현상이 나타납니다. 해빙이 형성되면 얼음 속에는 대부분의 소금이 포함되지 못하고 배제되므로, 주변 해수의 염분 농도가 상승합니다. 이 과정은 극지방의 밀도류 형성에 중요한 역할을 합니다.
예를 들어, 남극 주변 해역에서는 겨울철 해빙이 넓게 형성되며, 이때 방출된 고염분 해수가 가라앉아 심층수를 형성합니다. 반대로, 빙하가 여름에 녹아 들어오는 해역에서는 표층의 염분이 낮아지고, 밀도가 감소해 해수 혼합이 약해질 수 있습니다.
기타 요인과 지역별 차이
증발, 강수, 빙하 외에도 하천 유입, 바닷물 혼합, 해류의 이동, 해저 화산 활동 등도 염분 변화에 영향을 줍니다. 대형 하천인 아마존강, 콩고강, 갠지스강은 대량의 담수를 해양에 공급하여 하구 주변의 염분을 크게 낮춥니다. 반대로 해류가 고염분 해수를 운반하면 멀리 떨어진 지역의 염분에도 영향을 줄 수 있습니다.
지역별로 보면, 대서양은 태평양보다 평균 염분이 높습니다. 이는 대서양 주변의 증발량이 높고 강수량이 적으며, 담수 유입이 상대적으로 적기 때문입니다. 반대로 태평양은 열대 강수와 하천 유입이 많아 평균 염분이 낮은 편입니다.
기후 변화와 염분 패턴
최근 연구에 따르면, 기후 변화로 인한 수문 순환 강화로 해수 염분 패턴이 더욱 극단화되고 있습니다. 증발이 우세한 지역은 더 건조해져 염분이 높아지고, 강수가 많은 지역은 강수량이 증가해 염분이 더 낮아지는 경향이 나타납니다. 이러한 변화는 해양 밀도 차이를 심화시켜 해양 순환과 기후 시스템 전반에 영향을 미칠 수 있습니다.
예를 들어, 북대서양의 고염분 해수는 북대서양 심층수(NADW)를 형성하는 데 중요한 역할을 하지만, 북극 빙하 융해와 강수 증가로 염분이 낮아질 경우 해양 순환이 약화될 가능성이 제기되고 있습니다.
정리
- 증발: 물 분자만 대기로 빠져나가 염분 농도 상승, 아열대 고염분 해역 형성
- 강수: 담수 유입으로 염분 농도 감소, 적도 부근에서 두드러짐
- 빙하·해빙: 빙하 융해 시 염분 감소, 해빙 형성 시 주변 해수 염분 증가
- 기타 요인: 하천 유입, 해류, 지형, 계절 변화 등
- 기후 변화: 증발 지역은 더 짜지고, 강수 지역은 더 옅어지는 경향 강화
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✅ 해수 염분 측정 방법
- 전기 전도도 측정: 염분이 높을수록 전기 전도도가 커짐
- 위성 원격탐사: 해수 표면의 염분을 전 지구적으로 관측
- ARGO 부이: 해양 각 깊이에서 온도·염분·압력 동시 측정