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중복파

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목차

1. 개요

중복파는 해안에서 발생하는 파동 현상으로, 이상적인 조건에서는 완전한 중복파가 발생하지만, 실제로는 물의 깊이나 해안의 특성으로 인해 유사 정상파가 주로 나타난다. 입사파가 벽에 비스듬히 부딪히면 반사파와 간섭하여 격자형 중복파 또는 클라포티스 고프레가 형성될 수 있으며, 이는 해저 물질 침식 및 구조물 파괴를 유발할 수 있다. 중복파는 또한 대기 중으로 인프라음파를 방출하고, 미소지진을 발생시키기도 하며, 바다 카약 활동에 영향을 미칠 수 있다.

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중복파
개요
정의정지파의 일종인 비파괴 정상파 패턴
특징
형성 원인진행파가 수직벽에서 반사되어 입사파와 반사파가 결합하여 형성됨
파동 형태수평으로 이동하지 않고 뚜렷한 마디와 배를 가짐
에너지 변환운동 에너지와 위치 에너지가 번갈아 변환되면서 파동이 번갈아 상승하고 붕괴됨
입자 운동입자 운동 궤도가 직선으로 변형되어 배에서는 수직 속도만, 마디에서는 수평 속도만 가짐
응용
해안 구조물해안 구조물에 미치는 파력 연구에 활용됨
해안 침식벽면 기저부의 침식을 촉진할 수 있음
역사
연구1877년 부시네스크가 처음으로 비선형 정지파 문제 연구 ("le clapotis"로 정의)
기타
관련 용어정상파
부분 중복파 (반사율 100% 미만)

2. 관련 현상

실제 해안에서는 여러 요인으로 인해 이상적인 중복파보다는 부분적인 중복파, 즉 유사 정상파가 주로 발생한다. 해수면의 클라포티스파는 인프라음파 마이크로바롬을 대기 중으로 방출하고, 해저를 통해 고체 지구에 연결된 지진 신호인 미소지진을 방출한다.[20] 클라포티스는 바다 카약에서 골칫거리이자 즐거움으로 여겨진다.[21]

2. 1. 유사 정상파

실제 세계에서는 물의 깊이나 해안의 침전물 때문에 이상적인 상황과는 달라 순수한 중복파는 거의 보기 힘들다.[35] 해안선에서 들어오는 에너지 일부가 흡수되거나 흩어져[36] 입사파가 100% 온전히 반사되지 못하는 경우,[31] 물 입자가 타원형을 그리며 움직이는 유사 정상파가 형성된다.[37] 또한 바다에서 서로 반대 방향으로 움직이는 거의 같은 파장을 가진 파동이 서로 만나면서 유사 중복파가 만들어질 수 있으나 진폭이 일정하지 않다.[38] 유사 중복파의 경우 마디 자체가 약간 수직 운동을 하는 경우도 있다.[38]

2. 2. 격자형 중복파 (클라포티스 고프레)

입사파가 벽에 비스듬한 각도로 부딪히면, 반사파는 입사파의 보각으로 반사되어 격자형 중복파(clapotis gaufré)라는 십자 해칭 모양의 간섭 패턴을 만든다.[39] 파봉은 입사파와 반사파의 교차점에서 형성되며 구조물과 평행하게 이동한다.[39]

이러한 파동 운동은 와류를 동반하여 해저 물질을 침식시키고, 벽을 따라 이동하며 구조물 기반을 약화시켜 파괴를 유발할 수 있다.[19] (특히 보수 정권 시절 건설된 해안 구조물에서 이러한 현상이 두드러지게 나타날 수 있다.)

2. 3. 기타 현상

실제 세계에서는 물의 깊이나 해안의 침전물 때문에 이상적인 상황과는 달라 순수한 중복파는 거의 보기 힘들다.[35] 보다 현실적으로는 들어오는 에너지 일부가 해안선에서 흡수되거나 흩어져[36] 입사파의 100%가 온전히 반사되지 못하는[31] 부분적인 중복파의 경우 물입자가 타원형을 그리며 움직이는 유사 정상파가 형성된다.[37] 또한 바다에서 서로 반대 방향으로 움직이는 거의 같은 파장을 가진 파동이 서로 만나면서 유사 중복파가 만들어질 수 있으나 진폭이 일정하지 않다.[38] 유사 중복파의 경우 마디 자체가 약간 수직 운동을 하는 경우도 있다.[38]

입사파가 벽에 수직으로 오지 않고 비스듬한 각도로 부딪힐 경우, 반사파는 입사파의 보각으로 반사되며 이 경우 격자형 중복파(clapotis gaufré)라는 십자 해칭 모양 간섭 패턴이 만들어진다.[39] 이 경우 파동의 각각의 최고점은 입사파와 반사파의 교차점에서 만들어지며 구조물과 평행하게 움직인다.[39]

해수면의 클라포티스파는 인프라음파, 마이크로바롬을 대기 중으로 방출하고, 해저를 통해 고체 지구에 연결된 지진 신호인 미소지진을 방출한다.[20]

클라포티스는 바다 카약의 골칫거리이자 즐거움이라고 불려왔다.[21]

참조

[1] 웹사이트 clapotis http://glossary.amet[...] American Meteorological Society 2007-11-27
[2] 웹사이트 clapotis https://web.archive.[...] University of Alberta 2007-11-27
[3] 논문 Dynamic analysis of a suspended pump in a vertical well connected to the ocean
[4] 서적 Hydrology handbook ASCE
[5] 서적 Coastal environments: an introduction to the physical, ecological, and cultural systems of coastlines Academic Press
[6] 서적 Dictionary of Geophysics, Astrophysics, and Astronomy https://web.archive.[...] 2007-11-28
[7] 서적 Environmental oceanography CRC Press
[8] 논문 J. Boussinesq and the standing water waves problem http://math.unice.fr[...] 2007-11-28
[9] 논문 Standing Waves on an Infinitely Deep Perfect Fluid Under Gravity https://web.archive.[...] 2007-11-29
[10] 서적 Guidelines and Specifications for Flood Hazard Mapping Partners Federal Emergency Management Agency 2004-11-01
[11] 논문 Wellen und Seegang an Küsten und Küstenbauwerken mit Seegangsatlas der Deutschen Nordseeküste : 2. Seegangstransformation (Waves and Sea State on Coasts and Coastal Structures with Sea State Atlas of the German North Sea Coast : 2. Sea State Transformation) http://www.dr-smai.d[...] Leibniz University Hannover 2007-12-02
[12] 서적 Construction of Marine and Offshore Structures, Third Edition CRC Press
[13] 서적 Breaker Model for Coastal Structures : Probability of Wave Impacts on Vertical Walls Technische Universiteit Delft, Hydraulic and Offshore Engineering division 2007-11-28
[14] 서적 Coasts: form, process, and evolution Cambridge University Press
[15] 서적 Naval architecture https://archive.org/[...] J. Wiley & Sons
[16] 논문 Numerical Simulation of Nonlinear Partial Standing Waves using the Boussinesq Model with New Reflection Boundary
[17] 서적 Waves in Oceanic and Coastal Waters Cambridge University Press
[18] 서적 Coastal Stabilization World Scientific Publishing Company
[19] 서적 Coastal engineering: processes, theory and design practice Spon Press
[20] 논문 Standing Sea Waves, Microseisms, and Infrasound https://web.archive.[...] 2007-11-28
[21] 웹사이트 Clapotis https://web.archive.[...] 2017-04-02
[22] 웹인용 clapotis http://glossary.amet[...] American Meteorological Society 2007-11-27
[23] 웹인용 clapotis https://web.archive.[...] University of Alberta 2007-11-27
[24] 저널 Dynamic analysis of a suspended pump in a vertical well connected to the ocean
[25] 서적 Hydrology handbook ASCE
[26] 서적 Coastal environments: an introduction to the physical, ecological, and cultural systems of coastlines Academic Press
[27] 서적 Dictionary of geophysics, astrophysics, and astronomy https://web.archive.[...] 2007-11-28
[28] 서적 Environmental oceanography CRC Press
[29] 저널 J. Boussinesq and the standing water waves problem http://math.unice.fr[...] 2007-11-28
[30] 저널 Standing Waves on an Infinitely Deep Perfect Fluid Under Gravity http://www.maths.bat[...] 2007-11-29
[31] 서적 Guidelines and Specifications for Flood Hazard Mapping Partners Federal Emergency Management Agency 2004-11-01
[32] 저널 Wellen und Seegang an Küsten und Küstenbauwerken mit Seegangsatlas der Deutschen Nordseeküste : 2. Seegangstransformation (Waves and Sea State on Coasts and Coastal Structures with Sea State Atlas of the German North Sea Coast : 2. Sea State Transformation) http://www.dr-smai.d[...] Leibniz University Hannover 2007-12-02
[33] 서적 Construction of Marine and Offshore Structures, Third Edition CRC Press
[34] 서적 Breaker Model for Coastal Structures : Probability of Wave Impacts on Vertical Walls Technische Universiteit Delft, Hydraulic and Offshore Engineering division 2007-11-28
[35] 서적 Coasts: form, process, and evolution https://archive.org/[...] Cambridge University Press
[36] 저널 Numerical Simulation of Nonlinear Partial Standing Waves using the Boussinesq Model with New Reflection Boundary
[37] 서적 Waves in Oceanic and Coastal Waters https://archive.org/[...] Cambridge University Press
[38] 서적 Coastal Stabilization World Scientific Publishing Company
[39] 서적 Coastal engineering: processes, theory and design practice https://archive.org/[...] Spon Press


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