[일본] 해안에 산호가 있는 지역에서 파랑재해의 위험을 재평가할 필요성
도호쿠대학 재해과학국제연구소(IRIDeS) 연구팀은 초대형 태풍에서 지진해일과 같은 파괴력을 가진 파도가 왜, 어떻게 발생하는가를 분석하고, 그 결과 이 현상이 “서프비트(Surfbeat)”로 명쾌하게 설명될 수 있다는 것을 해명하였다. 에르나니(Hernani)는 필리핀 동사마르(Samar)섬에 있는 어촌이다. 여기에는 종래 연안부에 존재하는 산호가 태평양에서 발생하는 높은 파도로부터 마을을 지키는 역할을 하였다. 그러나 2013년 11월, 필리핀 관측사상 최대급의 태풍인 “태풍 하이엔”이 습격하였을 때, 지진해일과 같은 파괴력을 가진 예상치 못한 파도가 발생하여 마을이 침수되었다.
이 파도의 주기는 수분 및 통상적인 고파(수초~20여초)보다 상당히 길다는 것을 알았다. 이 때, 지진 및 지반 미끄러짐이 발생한 관측기록은 없었기 때문에 실제로 지진해일이 발생했다고 생각하지 않는다. 에르나니 마을 연안은 수심이 급격히 깊어지는 지형이기 때문에 이 지진해일과 같은 파도가 기상 지진해일 및 높은 파랑이 원인이 되어 발생할 가능성도 부정하였다.
실제 산호초 지형과 폭 등을 변화시킨 가상 산호초 지형을 이용하여 BOSZ 시뮬레이션으로 해석한 결과, 에르나니 마을의 서프비트와 산호초 지형은 공조하지 않았다는 것을 알았다. 이것은 종래 연구와 다른 결과이다. 에르나니 마을의 경우, 서프비트는 입사하는 높은 파도군의 주기에 의해 상하로 진동하였지만, 이 주기는 산호호 지형의 공조주기와 다른 것으로 판명되었다. 에르나니 마을의 경우는 산호초 사면의 해저지형이 급한 구배이기 때문에 서프비트가 확대되었다고 생각된다.
이 이유는 파랑이 감쇠하지 않고 산호초에 접근하여 급격하게 쇄파(砕波)되면, 강한 서프비트가 발생하기 때문이라고 생각된다. 지형조건을 변화시켜 다양한 조건을 시뮬레이션한 결과, 에르나니 마을의 산호초 폭이 실제 반 정도의 조건 하에서 강한 공조가 발생하고, 보다 파괴적인 서프비트가 발생한다는 것을 알았다. 즉 조건에 따라서 더욱 파괴적인 피해가 발생할 가능성이 있다고 판명되었다.
시뮬레이션으로 태풍 하이엔의 규모를 변화시킨 결과, 예상 외의 결과가 얻어졌다. 태풍 하이엔의 최대 풍속 및 기준 대기압과 최저기압의 차이가 모두 절반 이하이었던 경우, 산호초는 마을의 피해를 경감시키는 역할을 하였다. 그러나 이것이 태풍 하이엔의 반 이상인 경우, 산호초의 존재에 의해 마을의 피해는 오히려 악화된다는 것을 알았다. 이것은 산호초 사면의 급구배 해저지형이 서프비트 에너지를 증대시키기 때문이다.
본 연구는 태풍이 올 때, 근해에 산호초가 있는 지역이라도 파랑 피해가 오히려 악화되는 경우도 있다는 것을 밝혀내었다. 현재 해저드 맵의 작성을 위해 세계에서 범용적으로 사용하고 있는 “파랑 위상 평균 시뮬레이션”은 평균적인 파랑만을 기초로 하고 있으며, 본 연구가 제시한 “지진해일 형태의 서프비트”는 고려하지 않는다. 예를 들면, 오키나와 및 하와이 등 산호초가 존재하는 해안 또는 산호초가 없더라도 해안측의 구배가 급한 곳에 대해 파랑 피해의 위험성을 정확하게 예상하기 위해서는 본 연구에서 사용한 고도의 수치계산방법 “파랑 위상 재현가능 시뮬레이션”을 이용할 필요가 있다.
(그림 1) (a) 사마르섬 위치, (b) 에르나니 마을의 위치 및 주위 수심, (c) 에르나니 마을의 지형, 수심 측량점, (d) 산호초 지형 측량점
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