캘리포니아 해류
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1. 개요
캘리포니아 해류는 알래스카에서 남쪽으로 흐르는 한류로, 캘리포니아 연안의 기온을 낮추고 용승 현상을 일으켜 풍부한 영양분을 공급하여 어업에 기여한다. 이 해류는 에크만 효과에 의해 용승을 유발하며, 이로 인해 차가운 해안 안개가 발생하고, 남부 캘리포니아 만과 같은 지역에는 소용돌이가 형성된다. 2016년 영화 《도리를 찾아서》에서는 물고기들이 이동하는 데 사용되는 경로로 묘사되었다.
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| 캘리포니아 해류 | |
|---|---|
| 지도 정보 | |
| 해류 정보 | |
| 위치 | 태평양 북동부 |
| 발원지 | 북태평양 해류 |
| 종착지 | 적도 반류 |
| 방향 | 남쪽 |
| 속도 | 0.25-0.5 m/s (약 0.5-1 노트) |
| 폭 | 600-800 km |
| 수심 | 표면에서 1,000m까지 |
| 특징 | 차가운 해류, 영양분이 풍부함, 용승 현상 |
| 해양 생태계 | |
| 주요 생물 | 플랑크톤 해조류 어류 해양 포유류 해양 조류 |
| 중요 지역 | 몬터레이 만 |
| 보호 노력 | 유네스코 세계유산 잠정 목록 등재 추진 |
| 영향 | |
| 기후 | 캘리포니아 연안 기후에 영향 |
| 어업 | 주요 어장 형성 |
| 해양 환경 | 해양 생태계 유지에 중요한 역할 |
| 관련 정보 | |
| 다른 이름 | 캘리포니아 해류 (영어) |
2. 물리적 특성
알래스카와 북쪽 해류가 캘리포니아 서해안을 따라 남쪽으로 이동하면서, 카리브해와 열대 대서양에서 해류가 유입되는 미국 동해안과 같은 위도에 비해 훨씬 더 차가운 해수 온도를 나타낸다. 서해안을 따라 흐르는 차가운 해류는 동해안에 비해 서해안의 여름 기온을 더 서늘하게 만든다. 예를 들어, 북위 37도에 위치한 하프 문 베이는 평균 최고 기온이 약 19.4°C를 넘는 달이 없으며, 샌프란시스코는 여름에도 약 21.1°C 이하를 유지하는 경우가 많다. 반면, 거의 같은 위도에 있는 버지니아 비치는 여름철 최고 기온이 약 26.7°C를 넘는다.
태평양 연안의 파도 온도는 대서양 연안보다 훨씬 더 차갑다. 예를 들어, 뉴욕시 (북위 40.7도)의 7월 평균 해수면 온도는 약 22.8°C인 반면, 같은 위도의 유레카는 약 13.9°C이다. 따라서 캘리포니아 남부 해안에서는 여름철 파도 온도가 약 21.1°C를 넘는 경우가 거의 없지만, 노스캐롤라이나 남쪽의 동해안에서는 약 26.7°C를 넘는 경우가 많다.[3]
"바쿤 용승 지수"는 1970년대 이후 캘리포니아 해안의 여러 지역에 대한 월 평균 에크만 수송의 20년 평균을 기반으로 한다. 이 지수는 300 입방미터/초(해안에서 멀어지는 방향)에서 -212 입방미터/초(해안을 향하는 방향)까지 다양하다. 남부 캘리포니아 해안에서는 연중 용승이 발생하지만 여름철에 가장 강하다. 오리건주와 워싱턴주 해안에서는 겨울철에 강한 침강이 발생하며, 이 지역의 용승은 4월부터 9월까지로 제한된다.[5] 이 중요한 해수 시스템에 대해 다른 측정 방법도 제안되었지만, 일부는 더 짧은 데이터 계열에 의존한다. 예를 들어, 1988년부터 사용 가능한 데이터 계열을 사용하여 연안 용승 수송 지수와 생물학적으로 효과적인 용승 수송 지수는 수직 수송 및 수직 질산염 플럭스의 개선된 추정치를 제공한다.[6]
캘리포니아 해류와 관련된 측정은 1946년부터 계측기로만 이루어졌다. 이 이전에는 수역의 과정, 특히 영양 상태를 역사적 데이터 소스에서 추론해야 했다. 한 가지 예는 대형 해조류의 질소 동위원소 비율이다.[7]
2. 1. 용승 현상
지배적인 북서풍은 에크만 효과를 통해 캘리포니아 해안에서 광범위한 용승 현상을 일으킨다. 바람은 표면수를 바람 흐름의 오른쪽(해안에서 먼 쪽)으로 이동시키는데, 이는 아래에서 물을 끌어올려 표면수를 대체하는 원리이다. 용승은 이미 차가운 캘리포니아 해류를 더욱 냉각시키며, 이는 캘리포니아 해안의 특징적인 안개와 차가운 해수를 만들어내는 주요 원인이다.[3]
용승은 영양이 풍부한 퇴적물을 표면으로 가져와 고래, 해조류 및 어업을 지탱한다. 밀도약층 아래에 있는 영양이 풍부한 물이 표면에 비교적 가까이 있기 때문에 용승이 쉽게 일어나 이 지역의 식물 플랑크톤 생산량이 극적으로 증가한다.[3]
스크립스 해양학 연구소는 2011년에 스크립스 부두의 평균 수온이 1950년 이후 거의 약 1.7°C 상승했다고 밝혔다.[4]
아한대 해류가 서경 150도 부근에서 두 갈래로 나뉘어 남쪽으로 향하는 해류는 캘리포니아 연안을 남남동쪽으로 흐르는 캘리포니아 해류가 된다. 이 해류는 남태평양의 훔볼트 해류와 마찬가지로 한류의 특징을 나타내어 캘리포니아 연안의 수온과 염분은 비교적 낮다. 해류의 중심은 해안에서 약 700km 떨어진 곳에 있으며, 폭은 넓지만 유속은 느려 약 0.5노트 정도이다. 유량은 초당 1000만 톤 정도이다. 북위 25도 부근부터 서쪽으로 흐르기 시작하여 북적도 해류로 이어진다. 이 과정에서 대기로부터의 가열과 서쪽의 고온수와의 혼합에 의해 수온이 높아지는 동시에 활발한 증발로 염분도 높아진다. 이 해역에서 가장 현저한 현상은 연안 지역에서의 저층수 용승이다. 저층의 영양염류가 풍부한 물이 표층으로 올라오므로 플랑크톤이 대량으로 발생하여 청어, 대구, 게 등의 좋은 어장이 된다. 특히 봄부터 여름에 걸쳐서는 해상의 고기압과 대륙 상의 저기압이 발달하기 때문에 캘리포니아 연안에는 북북서풍이 불어 연안 지역의 표층수는 외해 쪽으로 밀려나고 저층수의 용승이 현저해진다. 용승은 남부에서는 4, 5월경에 활발하며 북쪽으로 갈수록 늦어져 오리건주 연안에서는 8월이 최성기이다. 연안 지역의 200m보다 아래층에는 이 해류와 반대로 북쪽으로 흐르는 데이비드슨 해류라고 하는 역류가 있으며, 북쪽의 바람이 약한 가을부터 겨울에 걸쳐서는 표면까지 그 영향이 나타난다.
2. 1. 1. 측정 및 연구
알래스카와 북쪽 해류가 서해안을 따라 남쪽으로 이동하면서, 미국 동해안과 같은 위도에 비해 훨씬 더 차가운 해수 온도를 나타낸다. 미국 동해안에서는 카리브해와 열대 대서양에서 해류가 유입되기 때문이다. 서해안을 따라 흐르는 차가운 해류는 동해안에 비해 서해안의 여름 기온을 더 서늘하게 만든다. 예를 들어, 북위 37도에 위치한 하프 문 베이는 평균 최고 기온이 약 19.4°C를 넘는 달이 없으며, 샌프란시스코는 여름에도 약 21.1°C 이하를 유지하는 경우가 많다. 반면, 거의 같은 위도에 있는 버지니아 비치, VA는 여름철 최고 기온이 약 26.7°C를 넘는다.또한, 지배적인 북서풍이 에크만 효과를 통해 작용하여 더 차가운 지하수의 광범위한 용승이 발생한다. 바람은 표면수를 바람 흐름의 오른쪽, 즉 해안에서 멀리 이동시키는데, 이는 아래에서 물을 끌어올려 표면수를 대체한다. 용승은 이미 차가운 캘리포니아 해류를 더욱 식힌다. 이것이 캘리포니아의 특징적인 해안 안개와 차가운 해수를 만들어내는 메커니즘이다. 그 결과, 태평양 연안의 파도 온도는 대서양 연안보다 훨씬 더 차갑다. 예를 들어, 북위 40.7도에 있는 뉴욕시의 7월 평균 해수면 온도는 약 22.8°C인 반면, 같은 위도의 유레카, CA는 약 13.9°C이다. 따라서 캘리포니아 남부 해안에서는 여름철 파도 온도가 약 21.1°C를 넘는 경우가 거의 없지만, 노스캐롤라이나 남쪽의 동해안에서는 약 26.7°C를 넘는 경우가 많다.[3]
용승으로 인해 차가운 물은 매우 생산적이다. 용승은 영양이 풍부한 퇴적물을 표면으로 가져와 많은 수의 고래, 해조류 및 중요한 어업을 지탱한다. 용승을 유도하는 적절한 방향과 강도의 바람은 캘리포니아 해류와 같은 동쪽 경계류가 존재할 때 더 흔하다.[3] 밀도약층 아래에 있는 영양이 풍부한 물이 표면에 비교적 가까이 있기 때문에 용승이 쉽게 일어나 이 지역의 식물 플랑크톤 생산량이 극적으로 증가한다.[3] 스크립스 해양학 연구소의 과학자들은 2011년에 스크립스 부두의 평균 수온이 1950년 이후 거의 3도 상승했다고 밝혔다.[4]
"바쿤 용승 지수"는 1970년대 이후 캘리포니아 해안의 여러 지역에 대한 월 평균 에크만 수송의 20년 평균을 기반으로 한다. 이 지수는 300 입방미터/초(해안에서 멀어지는 방향)에서 -212 입방미터/초(해안을 향하는 방향, 또는 해안 방향)까지 다양하다. 남부 캘리포니아 해안에서는 연중 용승이 발생하지만 여름철에 가장 강하다. 오리건주와 워싱턴주 해안에서는 겨울철에 강한 침강이 발생하며, 이 지역의 용승은 4월부터 9월까지로 제한된다.[5] 이 중요한 해수 시스템에 대해 다른 측정 방법도 제안되었지만, 일부는 더 짧은 데이터 계열에 의존한다. 예를 들어, 1988년부터 사용 가능한 데이터 계열을 사용하여 연안 용승 수송 지수와 생물학적으로 효과적인 용승 수송 지수는 수직 수송 및 수직 질산염 플럭스의 개선된 추정치를 제공한다.[6]
이 해류와 관련된 측정은 1946년부터 계측기로만 이루어졌다. 이 이전에는 수역의 과정, 특히 영양 상태를 역사적 데이터 소스에서 추론해야 했다. 한 가지 예는 대형 해조류의 질소 동위원소 비율이다.[7]
3. 생물학적 특성
캘리포니아 해류의 생물학적 특성은 1차 생산과 밀접하게 연관되어 있다. 이 해역에서는 저층수 용승 현상이 두드러지게 나타난다. 이로 인해 저층의 영양염류가 풍부한 물이 표층으로 올라와 플랑크톤이 대량으로 번식하게 된다. 이는 청어, 대구, 게 등 다양한 어종에게 풍부한 먹이를 제공하여 좋은 어장을 형성하는 기반이 된다.
특히 봄부터 여름철에는 해상 고기압과 대륙 저기압의 영향으로 캘리포니아 연안에 북북서풍이 불면서 연안 표층수가 외해로 밀려나 저층수 용승이 더욱 활발해진다. 용승은 남부에서 4~5월경에 시작하여 북쪽으로 갈수록 늦어져 오리건주 연안에서는 8월에 가장 활발하다. 연안에서 200m보다 깊은 곳에는 캘리포니아 해류와 반대 방향으로 북상하는 데이비드슨 해류라는 역류가 존재하는데, 바람이 약한 가을과 겨울에는 이 역류의 영향이 표층까지 나타나기도 한다.
3. 1. 1차 생산성과 먹이 사슬
캘리포니아 해류를 연구하는 사람들에게 1차 생산은 중요한 주제이다. 헤이워드(Hayward)와 벤릭(Venrick)의 1982년 연구에 따르면 캘리포니아 해류의 식물 플랑크톤 생물량과 생산성 모두 큰 변동성을 보이는 것으로 나타났다. 헤이워드와 벤릭이 관찰한 탄소 고정 속도의 차이(0.2~2.0 g C/(m²·일))는 수평이동된 물과 용승된 물이 혼합된 캘리포니아 해류의 이질적인 특성을 보여준다.[3]몇몇 연구에서는 1차 생산에서 캘리포니아 해류에 의존하는 중층대 어류 자원으로의 탄소 흐름을 조사했다. 래스커(Lasker)는 1988년 캘리포니아주 북부와 중부 해역에서 강력한 "제트류와 분출류"를 설명했다. 이러한 '제트류와 분출류'는 많은 양의 차갑고 영양이 풍부한 해수를 연안에서 외해로 이동시킨다. 그런 다음 이 해수는 남쪽으로 향하는 캘리포니아 해류에 의해 운반되어 정어리 개체군의 1차 생산에 상당한 영향을 미친다.[3]
아한대 해류가 서경 150도 부근에서 두 갈래로 나뉘어 남쪽으로 향하는 해류는 캘리포니아 연안을 남남동쪽으로 흐르는 캘리포니아 해류가 된다. 따라서 이 해류는 남태평양의 훔볼트 해류와 마찬가지로 한류의 특징을 나타내어 캘리포니아 연안의 수온과 염분은 비교적 낮다. 해류의 중심은 해안에서 약 700km 떨어진 곳에 있으며, 폭은 넓지만 유속은 느려 약 0.5노트 정도이다. 유량은 초당 1000만 톤 정도이다. 북위 25도 부근부터 서쪽으로 흐르기 시작하여 북적도 해류로 이어진다.
이 해역에서 가장 현저한 현상은 연안 지역에서의 저층수 용승이다. 이 때문에 저층의 영양염류가 풍부한 물이 표층으로 올라오므로 플랑크톤이 대량으로 발생하여 청어, 대구, 게 등의 좋은 어장이 된다. 특히 봄부터 여름에 걸쳐서는 해상의 고기압과 대륙 상의 저기압이 발달하기 때문에 캘리포니아 연안에는 북북서풍이 불어 연안 지역의 표층수는 외해 쪽으로 밀려나고 저층수의 용승이 현저해진다. 용승이 활발한 것은 남부에서는 4, 5월경이며 북쪽으로 갈수록 늦어져 오리건주 연안에서는 8월이 최성기이다. 연안 지역의 200m보다 아래층에는 이 해류와 반대로 북쪽으로 흐르는 데이비드슨 해류라고 하는 역류가 있으며, 북쪽의 바람이 약한 가을부터 겨울에 걸쳐서는 표면까지 그 영향이 나타난다.
3. 2. 관련 해류
아한대 해류가 서경 150도 부근에서 두 갈래로 나뉘는데, 남쪽으로 향하는 해류는 캘리포니아 연안을 남남동쪽으로 흐르는 캘리포니아 해류가 된다. 이 해류는 남태평양의 훔볼트 해류와 마찬가지로 한류의 특징을 나타내어 캘리포니아 연안의 수온과 염분은 비교적 낮다. 해류의 중심은 해안에서 약 700km 떨어진 곳에 있으며, 폭은 넓지만 유속은 약 0.5노트 정도이다. 유량은 초당 1000만 톤 정도이다. 북위 25도 부근부터 서쪽으로 흐르기 시작하여 북적도 해류로 이어진다. 이 사이 대기로부터의 가열과 서쪽의 고온수와의 혼합에 의해 수온이 높아지는 동시에 활발한 증발과 더불어 염분도 높아진다.이 해역에서 가장 현저한 현상은 연안 지역에서의 저층수 용승이다. 이 때문에 저층의 영양염류가 풍부한 물이 표층으로 올라오므로 플랑크톤이 대량으로 발생하여 청어, 대구, 게 등의 좋은 어장이 된다. 특히 봄부터 여름에 걸쳐서는 해상의 고기압과 대륙 상의 저기압이 발달하기 때문에 캘리포니아 연안에는 북북서풍이 불어 연안 지역의 표층수는 외해 쪽으로 밀려나고 저층수의 용승이 현저해진다. 용승이 활발한 것은 남부에서는 4, 5월경이며 북쪽으로 갈수록 늦어져 오리건주 연안에서는 8월이 최성기이다. 연안 지역의 200m보다 아래층에는 이 해류와 반대로 북쪽으로 흐르는 데이비드슨 해류라고 하는 역류가 있으며, 북쪽의 바람이 약한 가을부터 겨울에 걸쳐서는 표면까지 그 영향이 나타난다.
엘니뇨 현상 동안에는 캘리포니아 해류가 교란되어 식물 플랑크톤이 감소하고, 어업 감소, 바닷새 번식 실패, 해양 포유류 사망과 같은 먹이 사슬 전체에 걸쳐 연쇄적인 영향을 미친다.[3] 2005년에는 엘니뇨와 관련이 없는 예측 가능한 용승 현상의 실패로 해류 내 크릴이 붕괴되어 유사한 영향을 미쳤다.[3]
3. 2. 1. 남부 캘리포니아 만
남부 캘리포니아 만은 캘리포니아 해류의 하위 지역으로 고유한 물리적 특성을 가지고 있다. 남부 캘리포니아 만에서는 용승이 상당히 약하며, Smith와 Eppley (1982)는 16년 평균 1차 생산량이 0.402 g C/(m²·일) 또는 약 150 g C/(m²·년)이라고 밝혔다.[3] Smith와 Eppley (1982)는 일일 최대 온도 강하율이 최대 용승량과 상관관계가 있다는 것도 발견했다.[3] Digiacomo와 Holt (2001)는 위성 이미지를 사용하여 남부 캘리포니아 만의 중규모 및 아중규모 소용돌이를 연구했는데, 모든 소용돌이의 지름은 50km 미만이었고, 측정된 소용돌이의 70%는 10km 미만이었다.[3] 소용돌이는 주로 지형(특히 섬), 바람 및 해류의 불안정성에 의해 발생하는 것으로 나타났다.[3] 이러한 소용돌이는 주로 적도 방향으로 흐르는 캘리포니아 해류와 해안선 사이에 위치해 있었으며,[3] 대부분 저기압성이었으며, 영양이 풍부한 물의 용승을 유발할 수 있었다. 곶과 같은 소규모 지형적 특징은 저서성 무척추동물의 개체군 역학에 상당한 영향을 미치는 것으로 나타났으며, 게와 성게의 정착 패턴 변화와 같은 영향을 미쳤다.[3]4. 대중문화 속 캘리포니아 해류
2016년 월트 디즈니 픽처스/픽사 애니메이션 영화 《도리를 찾아서》에서 캘리포니아 해류는 물고기와 바다거북이 캘리포니아로 이동하는 데 사용하는 고속도로로 묘사된다. 마린(알버트 브룩스), 니모(헤이든 롤렌스), 도리(엘렌 드제너러스)는 크러쉬(앤드류 스탠튼), 스퀴트(베넷 다만)와 아기 바다거북, 어른 바다거북 무리를 따라 캘리포니아 해류를 이용하여 부모인 제니와 찰리를 찾기 위해 캘리포니아주 모로 베이로 여행한다.
참조
[1]
웹사이트
California Current Conservation Complex
https://whc.unesco.o[...]
2023-04-13
[2]
웹사이트
Monterey Bay nominated to be UNESCO World Heritage site.
https://www.monterey[...]
2023-04-13
[3]
서적
Dynamics of Marine Ecosystems: Biological-Physical Interactions in the Oceans
Blackwell Publishing
2006
[4]
뉴스
Is global warming changing California Current?
http://www.signonsan[...]
2011-06-20
[5]
서적
Coastal Upwelling Indices, West Coast of North America, 1946–71
https://books.google[...]
National Marine Fisheries Service
1973
[6]
학술지
Coastal Upwelling Revisited: Ekman, Bakun, and Improved Upwelling Indices for the U.S. West Coast
https://repository.l[...]
2018
[7]
학술지
Herbaria macroalgae as a proxy for historical upwelling trends in Central California
2020
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