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문제 정의
- 이 연구에서는 처음으로 전남 울돌목에서 장기 관측한 해수유동자료와 조석관측자료를 조화분해(harmonic analysis)하여 울돌목의 조류와 조석의 특성을 살펴보았다. 분석된 조화분해 결과를 이용하여 명량해전 당시 울돌목의 조류와 조석을 추산하였으며, 그 결과를 이전 연구결과들과 비교하고 그 차이점에 관해 논의하였다.
- 이러한 해전 당일의 물리해양환경에 대한 이해를 바탕으로 난중일기에 기록된 명량해전의 전개 양상을 재구성해 보았다. 일본 수군은 오전 6시 30분경 창조류를 이용해 어란진을 출발하여 우수영 쪽으로 진격했으며, 11시쯤 본격적이 해전이 시작되어 정오를 전후로 창조류에서 낙조류로 바뀌면서 해수의 흐름이 조선 수군에게 유리해졌다는 것을 알 수 있다.
제안 방법
- 또한 관측지점이 협수로이므로 해수흐름은 거의 직선왕복운동에 가까우므로(Fig. 2(a)), 설명의 편의상 해수유동자료의 좌표축 변환을 통해 수로를 따르는 주 흐름방향을 북쪽으로하는 유속자료로 변환시켰다. 이렇게 함으로써 벡터(vector)인 조류(u, v)를 스칼라(scala)인 조석처럼 취급할 수 있어서 조석조화분해와 같은 방법으로 조화분해하고 그 결과로부터 조류를 추산하였다.
- T-tide[10] 프로그램을 사용하여 명량해전 시기(1597년 음력 9월 16일)의 울돌목 조석ㆍ조류를 추산하였다. 1801년부터 2099년까지만 조화분해와 추산ㆍ예측이 가능한 Task-2000 package[12]와 달리, 임의 시각의 천문변수값 계산에 그레고리력을 바탕으로 0000년 1월 1일 자정을 기준으로 누적된 연속일자를 사용하는 T-tide(즉, IOS tidal package)는 임진왜란 이전 시기에 대해서도 조석ㆍ조류의 추산이 가능하다[13].
- 이때 녹도만호(鹿島萬戶) 송여종(宋汝悰)과 평산포대장(平山浦代將) 정응두(丁應斗) 의 배가 잇달아 와서 협력하여 접전 중이던 적을 전부 쏘아 죽였다. 그리고 항복해 온 왜인 준사(俊沙)가 안골진에 있던 적장(敵將) 마다시(馬多時)를 지목하자, 그 시체를 건져 참수(斬首)하여 적의 기세를 꺾었다.
- 분석된 조화분해 결과를 이용하여 명량해전 당시 울돌목의 조류와 조석을 추산하였으며, 그 결과를 이전 연구결과들과 비교하고 그 차이점에 관해 논의하였다. 끝으로 추산된 결과를 바탕으로 이순신 장군의 난중일기에 기록된 명량해전 전개과정을 재구성하였다.
- 이 연구에서는 처음으로 전남 울돌목에서 장기 관측한 해수유동자료와 조석관측자료를 조화분해(harmonic analysis)하여 울돌목의 조류와 조석의 특성을 살펴보았다. 분석된 조화분해 결과를 이용하여 명량해전 당시 울돌목의 조류와 조석을 추산하였으며, 그 결과를 이전 연구결과들과 비교하고 그 차이점에 관해 논의하였다. 끝으로 추산된 결과를 바탕으로 이순신 장군의 난중일기에 기록된 명량해전 전개과정을 재구성하였다.
- 앞장에서 추산한 명량해전 당시 울돌목의 해양물리환경정보(조류, 조석)를 바탕으로 난중일기[2]에 기록된 명량해전 당일의 해전전개 양상을 재구성해 보았다.
- 울돌목에서 관측한 해면자료(1년)와 북서방향의 주수로 방향으로 좌표축이 변환된 해수유동자료(6개월)의 조화분해 결과로부터 울돌목의 조류와 조석 특성을 살펴보았다. Table 1에 조화분해한 조석과 조류에 대한 주요 8개 분조(M2, S2, N2, K2, K1, O1, M4, MS4)의 진폭과 지각에 대한 결과를 제시하였다.
- 이 연구는 명량해전(1597년 음력 9월 16일)의 전개 양상을 이해하기 위한 다학제간 연구의 시도로, 먼저 조화분해법을 사용하여 울돌목의 조석ㆍ조류 특성을 파악하고 당시의 조류와 조석을 재현하였다. 전라남도 진도 울돌목 해역에서 최초로 장기 관측된 조류와 더불어 조석의 조화분해결과, 이 해역은 조류비대칭에 기여하는 천해분조의 발달로 창조류가 낙조류보다 강한 창조우세 해역이며, 조류 M2와 S2분조의 진폭차가 작아 소조기에도 평균 최강유속은 약 2m/s로 빠른 특성을 보인다.
- 수평 셀(cell)간 거리는 5m로 설정하였고, 장비가 조석에 의해 노출되지 않도록 평균해수면 아래 약 4m에 설치하였다. 이 연구에선 2009년 11월 3일부터 2010년 5월 4일까지 6개 월(183일)간 10분 간격으로 관측된 전체 45개의 cell 중 결측률이 낮고 상대적으로 큰 유속 값을 보인 15번째 cell의 유속자료에 대한 분석결과만을 제시하였다. 분석에 앞서 관측유속자료의 이상값은 제거하고 결측으로 처리하였으며, 그 결과 결측률은 전체자료의 0.
- 조류분석과 더불어 조석분석도 실시하였다. 한국해양연구원이 울돌목(34.
- 조류와 조석의 조화분해 결과로부터 명량해전이 일어난 당일(1597년 양력 10월 25일)을 포함한 10월 한달 동안 조류와 조석을 추산하였다(Fig. 3). 명량해전이 일어난 음력 일(9월 16일)로부터 예상할 수 있듯이 해전 당일은 대조기로 6시 32분경 정조 후 북서방향으로 흐르는 창조류(밀물)가 시작되어, 3시간 40분이 지난 10시 12분경에 최강 조류속(4.
- 조석에 이어, 육지(진도)로부터 약 80m 떨어진 울돌목 조류의 특성을 살펴보았다. 대ㆍ소조기의 조류를 만드는 M2분조와 S2분조의 진폭(#, #)이 각각 2.
- 1m/s 정도 더 크다. 천해분조에 의한 조류의 비대칭 정도를 M2분조에 대한 M4분조의 진폭 비(#/#)와 (M2+S2)와 (M4+MS4)의 진폭 비[(#+#)/(#+#)]로부터 간단히 살펴보았다[16]. 이들에 대한 진폭 비는 각각 13%와 19.
대상 데이터
- 2(c)). 최강 창ㆍ낙조류는 추산된 조류자료로부터 구하였다. 또한 관측지점이 협수로이므로 해수흐름은 거의 직선왕복운동에 가까우므로(Fig.
- 한국해양연구원이 울돌목(34.5722°N, 126.3072°E)에서 2003년 11월 1일부터 2004년 10월 31일까지 1년간 관측한 1시간 간격의 장기 해수면 관측자료를 제공받아 조석분석에 사용하였다(Fig. 1).
데이터처리
- 이와 같이 분석된 명량해전 당일의 조류정보를 다른 방법으로 추산된 기존 연구결과와 비교하였다(Table 3). 최[18]는 조[3]가 제시한 해군대학에서 1965년에 연구한 명량해전 당일의 창ㆍ낙조류 흐름방향에 대한 오류를 발견하였으며, 수로국(현 국립해양조사원)에서 발간한 6년간 조석표(1965년, 1969년, 1973년, 1977년, 1981년, 1985년)에 수록된 음력 9월 16일 명량수도 전류시각을 평균하여 전류시각, 최강 창ㆍ낙조류 시각과 그 세기를 추산하였다.
- 2(b)). 평균류는 관측 유속 u와 v성분을 각각 평균하여 구하였다. 불규측한 변동성을 보이는 잔차류는 관측 유속에서 추산한 조류성분과 평균유속을 빼서 구하였다(Fig.
이론/모형
- 1). 조석과 조류 조화분해에 IOS tidal package[8,9]의 MATLAB 버전인 T-tide[10]를 사용하였다.
성능/효과
- 최[18]와 박 등[5]이 사용한 조 류 예보값은 25시간 이내의 조류관측 분석결과를 바탕으로 추산되었다는 점에서 이 연구결과보다 상대적으로 정확도가 떨어진다. 그 결과 이들 방법으로 계산된 창조류와 낙조류의 지속시간은 각각 6시간 10～12분과 6시간 15～22분으로 10분 이내의 차이를 보여, 이 연구에서 보여 준 창조류 지속 시간이 낙조류 지속시간보다 1시간가량 더 짧고 창조류가 더 강한 울돌목의 조류 비대칭 현상을 잘 반영하지 못하고 있다. 제[6]가 제시한 전류시각이 이 연구 결과와 가장 가깝지만, 최강 창ㆍ낙조류 시각 특히, 최강 창조류 시각에서 1시간 20분 이상 큰 차이를 보인다.
- 최[18]는 조[3]가 제시한 해군대학에서 1965년에 연구한 명량해전 당일의 창ㆍ낙조류 흐름방향에 대한 오류를 발견하였으며, 수로국(현 국립해양조사원)에서 발간한 6년간 조석표(1965년, 1969년, 1973년, 1977년, 1981년, 1985년)에 수록된 음력 9월 16일 명량수도 전류시각을 평균하여 전류시각, 최강 창ㆍ낙조류 시각과 그 세기를 추산하였다. 또한 명량해전 일과 음ㆍ양력이 같은 1988년의 조석표에 수록된 조류정보도 제시하여 6년 평균값과 큰 차이가 없음을 보여주었다. 전류시각은 이 연구에서 추산된 결과에 비하여 45～64분 정도 늦지만, 최강 창조류 시각은 2～10분내에서 아주 비슷하다.
- Table 1에 조화분해한 조석과 조류에 대한 주요 8개 분조(M2, S2, N2, K2, K1, O1, M4, MS4)의 진폭과 지각에 대한 결과를 제시하였다. 먼저, 분석된 울돌목의 조석조화분해 결과를 바탕으로 비조화상수(nonharmonic constant)를 계산한 결과, 평균 대조차와 평균 소조차가 각각 3.02m와 1.46 m이고, 평균 조차는 2.24m이었다.
- 울돌목 부근의 해저 지형 변화가 거의 없고 과거와 현재의 조석 특성이 같다고 가정하면, 최근에 관측한 해수유동과 해수면 자료의 조화분해 결과로부터 지금으로부터 약 400여년 전 명량해전 시기의 조류(조석)는 추산이 가능하다. 먼저 조류의 경우, 유속 u와 v성분을 각각 조화분해한 결과를 아래 식 (1-1)과 식 (1-2)을 사용하여 임의 시각(t)의 u와 v방향의 조류성분(Uu, Uv)을 구한 후 이들을 벡터 합성하면 조류를 추산할수 있다.
- 전라남도 진도 울돌목 해역에서 최초로 장기 관측된 조류와 더불어 조석의 조화분해결과, 이 해역은 조류비대칭에 기여하는 천해분조의 발달로 창조류가 낙조류보다 강한 창조우세 해역이며, 조류 M2와 S2분조의 진폭차가 작아 소조기에도 평균 최강유속은 약 2m/s로 빠른 특성을 보인다. 조석은 반일주조가 우세한 혼합조 형태를 보이며, 조류는 고저와 저조 때 유속이 가장 약한 정상파(standing wave) 형태의 흐름특성을 보이지만 천해분조에 의해 최강 창ㆍ낙조류는 고조와 저조 가운데에서 일어나지 않는다.
- 조화분해결과로부터 산출한 명량해전 당일의 전류 시각과 최강 창ㆍ낙조류 시각 및 그 세기를 이전 연구자들이 조석표 등 다른 방법으로 추정한 결과와 비교한 결과, 창ㆍ낙조류 지속시간 및 최강 창ㆍ낙조류 발생 시각 등에 있어서 큰 차이를 보였다. 그 이유는 기존 연구에선 조류 비대칭 현상을 잘 재현하지 못했기 때문이다.
후속연구
- 앞으로 울돌목을 포함된 진도 부근에 대한 조석예측모듈이 고려된 상세 수치모델을 구축하여 명량해전 당시의 조류 흐름장을 재현할 계획이다. 끝으로, 우리나라 연안에서 벌어진 역사적 해전의 전개 양상을 보다 정확하게 이해하기 위해선 당시의 물리해양환경 등에 대한 정보는 필수이므로 역사학과 물리해양학 등이 결합한 다학제간에 활발한 연구가 요구된다.
- 앞으로 울돌목을 포함된 진도 부근에 대한 조석예측모듈이 고려된 상세 수치모델을 구축하여 명량해전 당시의 조류 흐름장을 재현할 계획이다. 끝으로, 우리나라 연안에서 벌어진 역사적 해전의 전개 양상을 보다 정확하게 이해하기 위해선 당시의 물리해양환경 등에 대한 정보는 필수이므로 역사학과 물리해양학 등이 결합한 다학제간에 활발한 연구가 요구된다.
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