정답
\( \displaystyle ㉠ = 15\ \text{시간},\quad ㉡ = 600\ \text{km} \)
출제 의도
풍속이 일정할 때 해파의 파고가 바람의 지속 시간과 취송 거리에 의해 어떻게 결정되는지, 그리고 ‘다 자란 풍랑’의 조건을 그래프에서 읽어 내어 정량적으로 해석하는 능력을 평가한다.
풀이 과정
주어진 그래프는 풍속 \(15\ \text{m s}^{-1}\) 에서 다 자란 풍랑(fully developed sea)의 유의 파고가 바람의 지속 시간과 취송 거리의 함수로 어떻게 변하는지를 나타낸 것이다. 굵은 곡선이 다 자란 풍랑의 상태이고, 곡선 위의 각 점에 적힌 시간이 그 파고에 도달하기 위한 최소 지속 시간이다.
먼저 취송 거리가 \(200\ \text{km}\) 인 해역을 본다. \(x=200\ \text{km}\) 에서 곡선이 \(H=4.5\ \text{m}\) 와 만나는 점에 표시된 지속 시간이 약 \(15\ \text{h}\) 이므로, 이 해역에서 바람이 최소 15시간 이상 불어야 유의 파고가 4.5 m인 다 자란 풍랑이 된다. 따라서 \(㉠ = 15\) 시간이다.
다음으로 바람이 40시간 동안 지속될 때 유의 파고가 5 m인 다 자란 풍랑이 되려면 필요한 취송 거리를 찾는다. 그래프에서 \(H=5\ \text{m}\) 의 수평선이 굵은 곡선과 만나는 지점을 읽으면 취송 거리가 약 \(600\ \text{km}\) 이다. 이 점에 표시된 최소 지속 시간은 30시간이므로, 실제 지속 시간이 40시간이라면 이보다 충분히 길어 다 자란 풍랑 조건을 만족한다. 따라서 필요한 취송 거리는 \(㉡ = 600\ \text{km}\) 이다.
<풀이가 부정확할 수 있으니 반드시 교차검증 확인 바랍니다.>