밀물과 썰물이 생기는 원리: 하루 두 번인 이유와 사리·조금

밀물과 썰물은 주로 달의 중력 때문에 생깁니다. 정확히는 중력 그 자체가 아니라 지구 곳곳이 받는 달 중력의 차이가 원인입니다. 달은 자신을 마주 보는 쪽 바다를 지구 중심보다 세게, 지구 중심을 반대편 바다보다 세게 당기므로 바닷물이 달 쪽과 그 반대쪽 두 곳으로 불룩해집니다. 지구가 자전하면서 이 두 불룩한 곳을 차례로 지나기 때문에, 대부분의 해안에서는 24시간 50분 동안 만조(밀물이 가장 높이 들어온 때)가 약 12시간 25분 간격으로 두 번 찾아옵니다.

밀물과 썰물의 진짜 원인: 중력이 아니라 중력의 ‘차이’

달이 지구의 모든 부분을 똑같이 당긴다면 바다와 단단한 지구가 함께 움직일 뿐, 물이 한곳에 쌓일 일은 없습니다. 조석(潮汐) 현상이 생기는 것은 중력이 거리에 따라 약해지는데 지구의 지름이 약 12,700 km나 되기 때문입니다. 그래서 달이 당기는 힘이 지구의 한쪽 끝과 반대쪽 끝에서 눈에 띄게 달라지고, 이 힘의 차이를 기조력(起潮力)이라고 합니다.

• 달을 마주 보는 쪽: 물이 지구 중심보다 달 쪽으로 더 세게 끌려가서 달을 향해 불룩하게 쌓입니다.
• 반대쪽: 물이 지구 중심보다 약하게 당겨집니다. 지구 본체가 이 물보다 달 쪽으로 더 끌려가는 셈이어서, 이쪽 바닷물은 뒤에 남겨져 두 번째 불룩한 곳이 됩니다.
• 그 사이: 물이 두 불룩한 곳으로 빠져나가므로, 지구를 4분의 1바퀴 돈 곳(달과 직각을 이루는 곳)은 간조가 됩니다.

미국 해양대기청(NOAA)은 같은 결과를 중력과 관성의 균형으로 설명합니다. 달 쪽에서는 중력이, 반대쪽에서는 관성이 이긴다는 뜻입니다. 어느 쪽으로 설명하든 달이 물을 ‘밀어내는’ 것은 아니며, 실제 불룩함은 그림에서 보는 것보다 훨씬 완만합니다. 지구 자전의 원심력 때문에 반대쪽이 부푼다는 설명은 흔한 오해입니다.

조석은 왜 태양보다 달의 영향이 클까

보통의 중력은 거리의 제곱에 반비례해 약해지지만, 지구 양쪽의 당김 차이인 기조력은 거리의 세제곱에 반비례해 약해집니다. 이 규칙이 달과 태양의 승부를 가릅니다.

계산은 간단합니다. 태양의 질량 우위(약 2,700만 배)를 거리 비의 세제곱(389³ ≈ 5,900만)으로 나누면 약 0.46이 나옵니다. 태양은 지구 전체를 달보다 약 179배 세게 당기지만, 조석을 일으키는 힘은 달의 약 46%, NOAA의 표현으로는 ‘대략 절반’에 그칩니다. 46%는 기조력의 비율이지 태양이 지구를 당기는 전체 중력의 비율이 아닙니다.

하루 두 번, 날마다 50분씩 늦어지는 이유

지구가 두 불룩한 곳 아래에서 자전하므로 한 해안은 불룩한 곳, 골, 반대편 불룩한 곳, 또 하나의 골을 차례로 지납니다. 그런데 달도 지구가 자전하는 방향으로 궤도를 따라 움직이기 때문에, 같은 지점이 다시 달 아래로 오려면 시간이 조금 더 걸립니다.

1. 지구의 한 지점이 다시 달 바로 아래로 돌아오는 시간인 태음일은 24시간 50분입니다.
2. 태음일 하루에 불룩한 곳을 두 번 지나므로 만조는 약 12시간 25분 간격으로 찾아옵니다.
3. 만조에서 간조로, 또는 간조에서 만조로 바뀌는 데는 약 6시간 12분 30초(12시간 25분의 절반)가 걸립니다.
4. 그래서 같은 조석은 달력상 하루가 지날 때마다 약 50분씩 늦게 찾아옵니다.

50분은 직접 계산해 볼 수도 있습니다. 달이 태양에 대해 같은 위치로 돌아오는 데(달의 위상이 한 바퀴 도는 데) 29.53일이 걸리므로, 태음일은 24시간 × 29.53 ÷ 28.53 ≈ 24.84시간, 곧 24시간 50분입니다.

사리와 조금의 차이: 한 달에 두 번씩 조차가 커지고 작아지는 이유

태양도 달보다 작은 한 쌍의 불룩한 곳을 만듭니다. 이 둘이 달의 조석과 합쳐지는 방식은 달의 위상에 따라 달라지고, 그래서 조차(조수 간만의 차)는 약 2주를 주기로 커졌다 작아졌다 합니다.

삭과 망 모두 사리가 되는 것은 천체가 저마다 자기 쪽과 그 반대쪽으로 바다를 함께 늘이기 때문입니다. 사리는 계절과 무관하게 일 년 내내 한 달에 두 번 나타나며, 조금은 사리 약 7일 뒤에 찾아옵니다. 단순한 모형에서는 사리의 효과가 조금의 약 2.7배(1.46 ÷ 0.54)지만, 실제 해안은 이 비율을 저마다 키우거나 줄입니다. 달이 지구에 가장 가까운 근지점 근처에서도 조차가 커지며, ‘킹 타이드(king tide)’는 이렇게 유난히 높은 만조를 가리키는 비공식 표현입니다.

해안마다 조차가 크게 다른 이유: 펀디만에서 우리나라 서해안까지

두 불룩한 곳 모형은 깊고 고른 바다가 지구를 덮고 있다는 가정에서 나온 그림입니다. 실제로는 대륙이 불룩한 곳의 이동을 가로막기 때문에 조석이 바다 분지마다 매우 긴 파동처럼 돌아다니며 저마다 다른 양상을 만듭니다. 그래서 고조와 저조의 높이 차이인 조차가 장소마다 크게 다릅니다.

• 공명: 캐나다 펀디만에서는 펀디만–메인만 전체가 달의 주된 조석과 비슷한 고유 주기로 출렁입니다. 이곳 미나스 분지에서는 여러 요인이 겹치면 조차가 16 m에 이를 수 있습니다.
• 해안선 모양: NOAA에 따르면 미국 알래스카 앵커리지 부근의 평균 조차는 약 30피트(약 9 m)이지만, 케이프코드에서 플로리다 키스까지는 5~8피트(약 1.5~2.4 m)에 그칩니다.
• 달의 궤도: 조차는 근지점 근처에서 커지고 원지점 근처에서 작아집니다.
• 날씨: 바람과 기압 때문에 수위가 예측값보다 높거나 낮은 채 유지될 수 있습니다.

우리나라 바다의 조차는 얼마나 다를까

우리나라 안에서도 차이가 큽니다. 한국민족문화대백과사전에 정리된 평균 대조차(사리 때의 평균 조차)를 보면 서해안의 아산만이 가장 크고 동해안이 가장 작습니다.

이 값은 대표치라서 관측 지점과 시기에 따라 조금씩 다를 수 있습니다. 서해(황해)는 수심이 비교적 얕고 태평양에 열린 큰 만 같은 바다여서 대양에서 밀려오는 조석파의 영향을 크게 받습니다. 반대로 동해는 수심이 깊고 일본 열도로 둘러싸여 조차가 매우 작습니다. 조차가 큰 인천항에는 배를 대기 위한 갑문이, 군산항에는 부교가 설치되어 있습니다.

하루에 만조가 한 번뿐인 곳도 있다: 반일주조·혼합조·일주조

모든 해안이 하루 두 번의 리듬을 따르는 것은 아닙니다. 달이 한 달 동안 적도의 북쪽과 남쪽을 오가면 불룩한 곳의 축이 지구 자전축에 대해 기울어져, 한 해안이 한쪽 불룩함의 두꺼운 부분은 지나도 다른 쪽은 가장자리만 스치게 됩니다. NOAA는 이렇게 생기는 하루 두 조석의 높이 차이를 일조부등이라 부르며, 여기에 바다 분지마다의 반응이 더해져 크게 세 유형이 나타납니다.

• 반일주조: 태음일 하루에 만조 두 번, 간조 두 번이 거의 같은 높이로 나타납니다. 미국 동해안이 대표적입니다.
• 혼합조: 만조와 간조가 두 번씩 나타나지만 높이가 뚜렷이 다릅니다. 미국 서해안에서 흔히 볼 수 있습니다.
• 일주조: 하루에 만조와 간조가 한 번씩만 나타납니다. 멕시코만의 많은 해역에서 볼 수 있습니다.

한국민족문화대백과사전에 따르면 우리나라 해안에서는 만조와 간조가 하루에 두 번씩 나타납니다. 낚시나 갯벌 체험 전에는 달의 모양으로 짐작하지 말고, 이 모든 효과가 반영된 국립해양조사원 등의 가까운 관측소 조석 예보를 확인하는 것이 좋습니다.

자주 묻는 질문

태양도 조석을 일으키나요?

네. 태양의 조석은 달의 약 46% 세기입니다. 태양만 있다면 12시간 간격으로 만조가 오겠지만, 달의 조석과 합쳐져 약 2주 주기의 사리와 조금이 만들어집니다.

호수에도 조석이 있나요?

원리상으로는 있지만 아주 작습니다. NOAA에 따르면 오대호의 사리 때 조석은 5 cm에도 못 미치고, 바람과 기압이 만드는 훨씬 큰 수위 변화에 묻힙니다.

달이 머리 위에 떠 있을 때 만조가 되지 않는 이유는 무엇인가요?

조석이 바다 분지마다 파동처럼 돌아다니며 해안선과 해저 지형의 영향을 받기 때문입니다. 그래서 만조는 달이 가장 높이 뜬 시각보다 몇 시간 앞서거나 늦는 일이 많습니다.

사리와 조금은 음력으로 언제인가요?

한국민족문화대백과사전에는 삭·망 직후인 음력 2~4일과 17~19일 무렵에 사리가, 상현·하현 직후인 음력 8~10일과 23~25일 무렵에 조금이 나타난다고 소개되어 있습니다.

참고 자료: NOAA 해양서비스: 조석은 왜 생길까; NOAA 해양서비스: 조석 주기의 종류와 원인; NASA JPL: 펀디만; 한국민족문화대백과사전: 조석

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