일본 대지진 발생 시 일어난 지진 해일

 

■ 해파의 발생

(1) 해파 : 해수면의 주기적인 상하 운동으로 인해 나타나는 파동
(2) 해파는 해수면 위를 부는 바람에 의해 주로 발생하며, 해저 지진 등에 의해서도 발생한다.
(3) 해파의 요소
 - 마루 : 해파에서 수면이 가장 높은 곳
 - 골 : 해파에서 수면이 가장 낮은 곳
 - 파장 : 마루에서 마루, 또는 골에서 골까지의 수평거리
 - 파고 : 골에서 마루까지의 높이
 - 주기 : 수면 위의 어떤 지점을 마루가 지나간 후 다음 마루가 지나갈 때까지 걸린 시간
 - 전파 속도 : 파장이 길수록 빨라진다.

■ 해파의 분류

(1) 풍랑 : 바람에 의해 발생한 해파로, 마루가 삼각형으로 뾰족하고 파장과 주기가 짧다.
(2) 너울 : 풍랑이 발생지로부터 멀리 전파되어 온 해파로, 마루가 둥글고 파고는 낮으며, 풍랑에 비해 파장과 주기가 짧다.
(3) 연안 쇄파 : 수심이 얕은 해안에 너울이 도달하여 해저와의 마찰로 전파 속도가 느려지고 파장이 짧아지며 파고가 높아져서 파의 봉우리가 해안 쪽으로 넘어지면서 부서지는 해파이다.
(4) 심해파(표면파) : 수심이 파장의 1/2보다 깊은 곳에서 진행하는 해파
(5) 천해파(장파) : 수심이 파장의 1/20보다 얕은 곳에서 진행하는 해파

■ 해일

해일은 해저 지진, 태풍, 해저 화산 폭발 등 여러 가지 원인으로 해수면이 상승하여 바닷물이 육지로 밀려드는 현상이다. 그중에서 지진과 태풍에 의한 해일은 비교적 자주 발생하며 그 피해의 규모도 크므로 해일이 자주 발생하는 지역에서는 대처 방안을 마련하여 큰 피해가 발생하지 않도록 해야 한다. 

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■ 지진 해일

해저에서 지진이나 화산 폭발 등으로 해수면의 높이가 급격히 변하면 파장이 매우 긴 파동이 형성되어 전파되는 해일이 발생하는데, 이를 지진 해일이라고 한다. 지진 해일은 해저 지진 때문에 발생하는 경우가 대부분이다. 지진 해일은 수심이 수 km에 이르는 깊은 바다에서는 파고가 1m 정도이지만, 파장이 수백 km 이상으로 매우 길어서 수심이 파장의 절반에 미치지 못하여 천해파의 성질을 띤다. 따라서 지진 해일의 전파 속도는 수심에 따라 달라지며, 깊은 바다에서 빠르고 수심이 얕아질수록 점점 느려진다. 지진 해일이 수심이 얕은 바다에 도달하면 파장이 짧아지고, 파고가 수 m ~ 수십 m까지 높아지므로 바닷물이 내륙까지 밀려 들어와 큰 피해가 발생한다. 지진해일은 발생지로부터 동글게 퍼져나가는데, 가장 큰 파동의 전후로 에너지 일부가 작은 파의 형태로 퍼져나간다. 따라서 지진 해일의 큰 파동이 도달하기 전이나 후에 15분~20분 정도의 주기로 작은 해일이 나타날 수 있다. 이에 지진 해일이 지나갔다고 생각하여 해안으로 갔다가 큰 지진 해일이 덮쳐 사고를 당하는 경우가 있다. 지진 해일의 피해를 줄이기 위해 태평양의 여러 나라에서는 지진 해일의 발생을 예측하여 신속하게 경고할 수 있는 지진 해일 조기 경보 체제를 운영하고 있다.

■ 폭풍 해일

태풍이나 온대 저기압 등이 해안으로 접근해 올 때 낮은 중심 기압으로 해수면이 상승하고 강풍으로 인해 바닷물이 내륙으로 밀려오는 현상을 폭풍 해일이라고 한다. 강한 저기압의 중심은 가입이 낮으므로 해수면이 부풀어 오르는데, 해안으로 다가올수록 파고는 점점 더 높아진다. 여기에 강풍으로 큰 파도가 형성되기 때문에 바닷물이 내륙까지 밀려 들어와 큰 피해를 준다. 특히 저기압으로 생기 해수면의 상승이 만조와 겹치는 시기에는 해일의 피해가 더 커진다. 또, 강풍이 불고 있는 만이나 수심이 급격하게 얕아지는 곳에서 해일의 위력은 훨씬 더 강력해진다. 우리나라는 여름이면 북태평양에서 발생한 태풍이 이동해 오면서 남해안을 중심으로 폭풍 해일의 피해가 자주 발생한다. 이러한 폭풍 해일의 피해를 줄이려면 해안에 방파제를 설치하여 해일에 대비해야 한다. 태풍은 진로 예보가 가능하므로 해일 발생 경보가 발령되면 안전한 지역으로 빠르게 대피해야 한다.

■ 일본 대지진과 지진 해일의 피해

2011년 3월 11일 일본 미야기현 센다이 동쪽 179 km 해역에서 규모 9.0의 초대형 해저 지진이 발생하였다. 이 지진으로 미야기현을 중심으로 한 태평양 연안의 도시에 최대 높이 약 40m에 이르는 지진 해일이 10 km 내륙까지 밀려 들어와 매우 큰 피해가 발생하였다. 지진과 지진 해일로 발생한 사망자는 16000여 명에 이르고 3500여명이 실종되었으며 6000여 명이 다쳤다. 무엇보다도 해일이 후쿠시마현에 있는 원자력 발전소를 덮쳐 원자력 발전소가 파괴되고 방사능이 유출되는 사고가 발생하였다. 지진 발생 50분 후 높이 약 15m의 지진 해일이 5.7m의 지진 해일 방호벽을 넘어 원자력 발전소를 덮쳐 외부 전력이 차단되었고, 비상용 디젤 발전기마저 침수로 정지되어 원자로 냉각을 위한 냉각수 펌프 가동이 중단되었다. 원자로 온도가 높아져 냉각수가 증발하여 원자로 내부 온도 및 압력이 상승하였고, 원전 1~3호기의 냉각수가 모두 증발하여 노심 온도가 1200℃까지 상승하였다. 결국 방호벽이 녹아 구멍이 뚫리면서 누출된 핵연료가 공기와 반응하여 수소를 방출하였다. 그리고 노심 온도가 최대 2800℃까지 올라가 노심 용융이 일어났고 누적된 수소가 폭발하면서 방사능이 대기에 유출되었다. 이후 냉각수 유출 및 지하수 오염 등으로 방사능이 누출되었다. 후쿠시마 원전 사고는 국제 원자력 사고 최고 등급인 7등급으로, 반경 20 km 안에는 사람이 들어갈 수 없으며 원자력 발전소 안의 상황은 아무도 알지 못하는 통제권 밖의 영역으로 남아 있다.