- 목 차 -
1. 악천후 항해 시 사전 조치 사항
2. 악천후 항해 시 주의 사항
3. 악천후 항해 시 육해상 간 업무 중 본선조치
4. 악천후 항해 후 조치 사항
5. 선체운동 및 황천시의 위험 현상
6. 황천 돌파시의 선박 조종
7. 태풍(가항반원과 위험반원)과 중심 피항법
1. 악천 후 항해 시 사전 조치 사항
예정된 항해를 개시하기 전 또는 항해 중에 수반된 기상도 등에 의해 악천후 항해가 예고 되는 경 우 당직항해사는 ‘CHECKLIST FOR NAVIGATION UNDER BAD(STORMY) WEATHER CONDITION’ 을 작성하고 이에 따른 조치를 취해야 한다.
1) 최근 기상도 수신 및 기상방송 청취하여 정확한 기상 상태 파악
- **기상 관련 참고 할 만한 인터넷 주소**
- http://forecasts.surfingmagazine.com (파고도)
- http://www.oceanweather.com (기상도 및 파고도)
- http://passageweather.com (풍향 풍속, 파고도)
- http://typ.kma.go.kr/TYPHOON/index.jsp (기상청 국가 태풍 센터)
- http://www.weather.gov.hk/wxinfo/currwx/tc_gis_e.htm (홍콩 태풍 정보)
2) 저기압/태풍의 진행방향 및 풍력/풍향 파악하여 본선 항로와의 관계 확인 및 악천후 조우시 이로(DEVIATION), 피항(SHELTERING) 가능성에 대한 사전 대비
3) 적재화물 및 각 창고, DECK의 이동물 고박 상태 확인
겨울철 및 태풍철에는 BAY NO.1에는 2단 화물 선적과 양쪽 끝단부 화물 선적을 지양한다(화물 손상 가능성 있음)
4) HATCH COVER TIGHTENING 상태 확인
5) 선수 창고 및 HOLD MAN HOLE 폐쇄
6) 외부로 통하는 DOOR 폐쇄
7) 선교, 기관실, 통신실, 주방, STORE, 침실 등 거주 구역내의 이동물 고박 상태 확인
8) BILGE SOUNDING 실시 후 적의 조치하고 LOG BOOK에 기재
2. 악천후 항해 시 주의사항
1) 선장은 주어진 스케쥴을 준수하기 위한 무리한 항해를 자제하고 상황에 따라 RPM 조정, 이로(DEVIATION) 또는 피항(SHELTERING)을 실시하여 인명/선박/화물의 안전 확보에 최우선권을 두어야 한다.
l 인명/선박/화물의 안전확보는 선장의 최종 권한이며 책임임을 인지하고 선장의 판단에 따라 본선의 SPEED 조정 및 이로, 피항 등을 실시한다.
l 악천후로 인하여 차항 ETA 변경이 예상될 경우에는 해당 사항을 운항팀, 안전팀 및 차항 대리점에 즉시 보고한다.
l 악천후로 인하여 본선이 이로 또는 피항 중인 경우 상황이 종료될 때까지 선장은 ‘악천후 항해 시 육해∙상 간 업무의 본선 조치’ 에 따라 관련팀에 보고한다.
l 상황이 호전되어 정상운항을 재개한 경우에는 변경된 차항 ETA를 운항팀, 안전팀 및 차항 대리점에 보고한다.
2) 당직 항해사는 필요 시 선장의 직접 조선을 요청한다.
3) 선장은 상황에 따라 직접 조선하거나 항해 당직을 조정하여 안전항해를 확보하여야 한다.
l 견시원 및 조타원 추가 배치
l 수동조타 실시
l 위급 상황 이외의 경우에는 급격한 전타를 하지 않도록 조타원에게 지시
4) 예정된 침로에 허용치를 준 상태에서 빈번한 타 사용을 자제하도록 조타원에게 지시
5) 기관장과 협의하여 기관상용 준비 및 RPM을 적절히 조정한다.
6) 최신의 기상도를 계속 수신하고 VHF 및 기상방송을 통하여 기상 상태를 계속 청취한다.
7) 선장의 판단 하에 상황이 허락되는 한도 내에서 DECK 순찰을 실시하여 화물 및 이동물의 고박 상태를 재확인 한다.
l 순찰은 반드시 2인 1조로 실시한다.
l 순찰조는 선교와의 COMMUNICATION CHANNEL을 확보한 후 순찰을 실시한다.
l 선장은 순찰조에게 무리한 행동을 하지 않도록 사전에 충분히 교육 후 순찰을 실시하도록 하여야 한다.
3. 악천후 항해 시 육해∙상 간 업무 중 본선 조치
선장은 태풍의 내습이나 기상이변으로 인한 악천후 조우 시에는 악천후에 관련된 기상정보를 신속히 제공받고 관련팀에 본선의 기상자료를 적기에 제공함으로써 안전운항을 위해 상호 협력 체제를 유지하여야 하며 본선 조치 사항으로 아래와 같다.
1) 선박 감항성 유지
2) 황천항해 전/후 및 필요 시 화물 및 고박 장비 및 선체 장비 점검 및 조치
3) 황천항해 전/후 및 필요 시 홀드 빌지 등 각종 탱크 측심 및 조치
4) 피항조치 검토
5) 피항/이로 시 운항팀에 유선 보고 후 아래 내용을 E-MAIL / FAX / TELEX 등으로 통보
(참조로 해무팀과 안전팀에도 송부)
l 초기 통보
피항 및 이로 시 해당 선박의 선장은 피항 및 이로 시점에 피항/이로 계획, 본선 평균속력, ETA, 태풍 최근접 거리 및 예상 시각 등의 정보와 함께 본선 현재 기압, 천후, 풍향, 풍속, 해상 상태 등을 운항팀에 통보
l 중간 통보
피항 및 이로 진행 중 매 6시간 간격으로 상기 초기보고 항목에 대해 운항팀에 통보
l 종결 통보
태풍 영향권을 벗어난 경우 향후 계획 및 현재 기상 상태를 간략하게 운항팀에 통보
4. 악천후 항해 후 조치 사항
1) 선체 및 화물의 상태 확인
l HOLD 및 갑판상 화물 손상여부 확인
l 화물 고박 상태 확인 점검
l 선체 손상 여부 확인
l 각 TANK 측심 및 BILGE 상태 점검
2) 각 기기의 작동 상태 정비/점검
l 갑판상 기기의 GREASING 상태 점검 및 주유
l 각종 기기의 작동 상태 점검(WINDLASS & WINCH, GANGWAY, GRANE 등)
3) 안전 설비 점검
4) 각 밀폐 장소 통풍 및 각 장비와 비품 상태 점검
*** 악천후 항해 중 인명 / 본선 / 화물에 중대사고 발생 시 비상 대책 절차서에 따른다. ***
5. 선체 운동 및 황천시의 위험 현상
1) 선체 운동(SHIP’S MOVEMENT)
일반적으로 선체는 항해 중 여러 방향에서 파도를 받으면 무게중심(Center of gravity)을 통하는 선수미방향(X축), 정횡방향(Y축) 그리고 상하의 수직방향(Z축)으로 하는 직교 축에서 파랑에 의한 강제운동, 즉 3가지 회전운동과 3가지 이동운동의 총 6가지 강제운동을 하게 되는데 그의 운동 명칭은 다음과 같다.
l 3가지 회전운동 (Three rotational movements)
ü 선수미방향 : 선수미의 일방향운동은 횡경사(Heel), 왕복운동은 횡요(Rolling)
ü 정횡방향 : 정횡의 일방향운동은 종경사(Trim), 왕복운동은 종요(Pitching)
ü 상하방향 : 상하의 수직일방향운동은 선회(Trun), 왕복운동은 선수요(Yawing)
l 3가지 이동운동(three translational movements)
ü 선수미방향 : 일방향운동은 전진, 후진(Ahead, Astern), 왕복운동은 전후요(Surging)
ü 정횡방향 : 일방향운동은 횡표류(Drifting), 왕복운동은 좌우요(Swaying)
ü 상하방향 : 일방향운동은 부상, 침하(floating, Sinking), 왕복운동은 상하요(Heaving)
2) 선체 횡요(Rolling)의 감쇠(Damping) 설비
선체의 강제운동에 복원성을 고려하여 횡방향 회전왕복운동인 횡요를 감쇠(제동)시키는 장치(Anti-rolling device)를 설치하는데 현재까지 선박에 장착돼 사용되는 안정화 장치로는 Bilge Keel, 질량 이동형 장치(Moving weight stabilizer), 감요탱크(Anti-Rolling Tank), Fin Stabilizer, Rudder Roll Stabilizer 등이 있다.
3) 황천시의 위험 현상
l Slamming=Pounding
황천 중 선박이 선수파를 받고 고속으로 항주 할 때 Pitching 중에 선수 선저부에 강한 선수파의 충격을 받아 급격한 선체진동을 수반하여 이로 인한 과도한 응력을 받아 선수 선저 등에 손상을 초래하는데 이와 같은 현상을 Slamming이라 한다. 선체손상은 주로 선수선저의 전반부에 발생하며 Rivet의 이완, 외판 Beam의 균열, 선저외판의 오목볼록 (Concavo-convex) 현상, Center girder의 변형 등이다. 선수파를 받을 때는 Hogging 및 Sagging 현상도 일어나므로 가능하다면 파도를 정선수가 아닌 선수 좌현 또는 우현의 Bow쪽으로 입사각을 크게 하여 파도를 넓게 받도록 하고 기관 공회전(Propeller racing)현상이 일어나지 않도록 하여야 한다.
l Pooping-down & Broaching-to
선박이 선미 방향으로부터 추종파(Running before the ship)를 받고 항주할 때는 선수파에 비하여 파의 충격력은 작으나 선박과 파의 상대속력차가 적으므로 파가 선체를 통과하는 시간이 길어짐으로써 Poop deck에 해수가 침입할 기회가 많아 위험하다. 이와 같이 선속보다 빠른 추종파의 파저(Trough)에 선미가 들어가게 되면 Poop deck에 엄청난 해수가 침입하여 매우 위험한 상태가 되는 것을 Pooping-down이라 하며, 또한 이 순간 선수부의 좌우현의 급격한 Yawing 현상과 타효 상실 등으로 선체가 완전히 선미파에 가로 눕게 되어 대각도 선체의 횡경사 현상이 발생하는데 이를 Broaching-to라 한다. 이 때에는 파도가 갑판을 덮치고 큰 각도의 선체 횡경사가 유발되어 전복될 위험이 있다. 그러므로 배의 길이가 파장과 거의 같고, 비교적 속력이 빠른 소형 선박이나 컨테이너선은 선미파를 받지 않도록 침로를 유지하고, 속력을 감속하여 조종해야 한다.
l Lurching
선체가 횡동요 중에 옆에서 돌풍을 받든가 또는 파랑중에서 대각도 조타를 하면 선체는 갑자기 큰 각도로 경사하게 되는데 이러한 현상을 Lurching이라고 한다. Lurching으로 인하여 갑판상에는 다량의 해수가 덮치게 되고, 이로 인하여 화물의 이동이 일어날 수 있고 또한 선체의 손상을 일으킬 수 있다.
l Screw propeller의 공전
종요 및 상하동을 격심하게 하여 선미부가 공기 중에 노출되어 Screw propeller에 Load가 급감하여 Propeller는 진동을 일으키면서 급회전을 일으킨다. 이것을 Racing이라 한다. 이러한 현상은 Propeller blade의 손상, Propeller shaft 및 engine에 좋지 않는 영향을 주게 된다. 이러한 현상은 공선의 경우가 특히 심한데 최선의 예방책은 Draft를 증가시키고, Pitching을 덜게 하는 침로를 잡고 회전수를 충분히 떨어뜨리는 것이다. Scudding이 Heave to 보다 잦은 Racing이 생긴다.
4) 황천이란 일반적으로,
l Slamming현상이 1회/10분 즉, 6회/시간 이상
l Rolling이 좌우현 22.5도 이상
l Pitching이 선수선미 7.5도 이상
l Engine Slip이 25% 초과할 때이다.
6. 황천 돌파시의 선박 조종
태풍(Typhoon)이나 강력한 폭풍성 저기압의 황천 피항 조선 시 선교 조선자는 선박의 안전 항해에 위험을 줄 수 있는 대각도 Pitching과 Rolling 운동에 의한 Slamming과 Broaching to, Lurching 현상들을 효과적으로 대처하면서 황천을 안전하게 돌파하여야 하는데, 이러한 조선법으로 Heave to, Scudding, lie to 등이 있다.
1) Heave to
선수를 풍랑에 향하게 하여 타효를 가질 수 있는 최소의 속력을 가지고 전진하는 방법이다.
풍랑을 정선수로부터 2~3점 정도의 사방향으로 받는 자세가 좋다. 이 방식은
l 파랑에 대한 자세를 취하기 쉽다
l 풍하측으로 표류가 적고 파에 의한 선수의 충격이 덜어진다
l 파를 향하여 항주하므로 선수의 파에 의한 충격작용을 완전히 피할 수 없고, 해수의 갑판상 침입을 완전히 막을 수 없다. heave to는 선체의 길이가 길고 선수루가 높은 선박에서 유리한 방식이다.
l 너무 감속하면 보침이 곤란하고 beam sea(정횡으로 파를 받는 상태)가 될 위험이 있다.
2) Scudding
풍랑을 선미 Quarter 방향에서 받으며 파에 쫓기는 자세로 항주하는 방법이다. 이 방식은
l 선체가 받는 파의 충격작용이 현저히 줄어든다. 따라서 heave to를 하더라도 선수충격 작용이 심하면 이 방법을 사용한다.
l 상당한 속력을 유지하여도 좋으므로 적극적으로 태풍권에서 탈출하는데 유리할 수 있다.
l 반면 pooping down 에 의한 위험을 초래할 수 있다.
l 보침성이 저하되고 yawing이 심해져 broaching to 되어 beam sea가 되기 쉬우므로 조심하여야 한다.
3) Lie to
황천속에서 기관을 정지시키고 선체를 풍랑하로 그대로 표류시키며, 풍랑에 거슬리지 않는 방법이다. 거의 사용하지 않는다.
7. 태풍(가항반원과 위험반원)과 중심 피항법
1) 가항반원과 위험반원
해상에 있어서의 태풍역 내에서는 풍속이 육상에 있어서 보다 강하고 또 격심한 풍랑으로 인하여 항해하는 선박에 대하여는 극히 위험하다. 태풍역내의 풍속분포에 있어서 주의해야 할 점은 그것의 비대칭성이다. 즉, 북반구에서 태풍역내의 우측반원은 좌측반원보다 바람과 파도가 심하다. 그리하여 축선(중심의 진로를 향한 선)에 대하여 좌측반원을 가항반원 (navigable semicircle)이라 하고, 우측반원을 위험반원(dangerous semicircle)이라고 부른다.
l 우측반원은 좌측반원에 비하여 풍파가 심하고 폭풍우와 악시정 등 악천후를 보이며 또 지속시간도 길다. 이것은태풍 자신의 중심에 대한 대칭적인 바람과 일반류가 합성된 것이 실측되는 풍속이라고 보면 이해가 된다. 따라서 태풍의 이동이 느리면 풍속분포는 대칭적으로 되고, 이동이 빠르면 비대칭적인 경향이 커진다.
l 우측반원 중에서도 전반부에 최강풍대가 있고 또 선박이 바람에 압류 되어 중심의 진로 상으로 휩쓸려 들어갈 가능성이 크다. 그러므로 이상한을 위험사분원이라고 부르기도 한다. 그러나 태풍의 이동속도가 빠르면 우측반원의 후반부에 상대적으로 높은 파고가 나타난다. 좌측반원에서는 상대적으로 바람도 약하고 또 선박이 바람에 압류되어도 태풍의 후면으로 빠지므로 비교적 위험이 적다.
l 중심에서 약 50Km 이내에는 삼각파가 심하므로 특히 소형선은 조선이 곤란하다. 특히,우측반원의 후반부에 삼각파의 범위가 넓고 또 대파가 있다.
2) 태풍중심과 선박의 위치 관계
선박이 태풍역내에 들어갔을 때 선박의 기압계와 풍향의 변화에 의하여 태풍중심과 선박의 위치 관계를 판단하는 방법은 다음과 같다.
l 풍향이 변하지 않고 폭풍우가 강해지며 기압이 점점 하강하면 선박은 태풍의 진로 상 (축선 상)에 위치한다. 태풍눈을 통과하면 풍향은 반대로 바뀐다.
l 풍향이 순전(NE->E->SE->S)하면 선박은 축선의 우측 즉, 위험반원에 위치한다.
l 풍향이 반전(NE->N->NW->W)하면 선박은 축선의 좌측 즉, 가항반원에 위치한다.
l 기압이 하강하고 풍속이 증가하는 동안은 태풍중심의 전방에서 중심으로 접근하는 중이며, 기압이 최저이고 풍속이 최대에 달할 때 선박은 태풍의 정횡방향에 위치한다. 그 후 태풍중심의 후방에서는 기압이 상승하고 바람이 약해진다.
3) Dove의 법칙과 황천조선법
태풍의 영향을 받고 있는 경우, 태풍 진로의 우측에서는 풍향이 순전(veering)하고, 좌측 에서는 반전(backing)한다. 이와 같은 현상을 Dove의 법칙 또는 풍향변위의 법칙이라고 한다. 이 법칙은 온대저기압에도 해당되면 buys-ballot의 법칙과 함께 해상에서 유용하게 쓰인다.
l R.R.R 법칙
북반구에서 풍향이 우전(Right, 순전, 시계방향)하면 선박은 우측반원(Right)에 위치한다. 이때는 바람을 우현선수(Right)로 받으면서(예:heave to) 조선하여 태풍중심에서 멀어진다. 단, 남반구에서는 좌측반원이므로 풍랑을 좌현 선수 비스듬히 받으면서 피항하여야 한다.
l L.L.S 법칙
북반구에서 풍향이 좌전(Left, 반전, 반시계방향)하면 선박은 좌측반원(Left)에 위치한다. 이때는 바람을 우현선미(Starboard quarter)로 받으면서(예:scudding) 항행하여 중심을 피한다. 단, 남반구에서는 우측반원이 가항반원이므로 좌현 선미로 비스듬히 풍랑을 받아 항행하도록 한다.
l 태풍중심의 진로 상에 선박이 있는 경우의 조선법
풍향이 변하지 않으면서 폭풍우가 점점 심하게 되고 기압이 하강하면 선박은 태풍중심의 진로상에 있을 확률이 높다. 북반구의 경우, 이때는 풍랑을 우현선미로 받으면서 가항 반원으로 옮기도록 한다. 만약, 태풍의 눈에 들어갔을 때에는 방향이 다른 바람이 불고 삼각파가 심하다. 곧 불어올 심한 바람에 주의하고 강한 바람을 정횡으로 받지 않도록 조선 한다.
4) 황천피항에 있어서의 고려 사항
태풍역내에서의 황천 항해 시 이대로 속항할 것인가, 회항할 것인가, 아니면 가까운 항구로 피난할 것인가는 다음 사항을 고려하여 판단한다.
l 태풍의 규모와 진로, 풍랑의 발달 상태
l 태풍중심과 본선과의 거리, 위험반원인가 가항반원인가, 태풍진로와 선박 침로와의 교차 유무
l 태풍의 접근으로 기압강하가 매시 1hPa 이상이면 요주의, 매시 2hPa 이상이면 상황에 따라 침로를 바꾸고 피항한다.
l 피항항의 유무, 현재 선위에서의 도달 시간
l 선박의 내항성 등
경우에 따라서는 우측반원에 위치한 선박이 태풍의 예상진로를 가로질러 좌측반원으로 이동하는 것이 안전할 때가 있다. 그러나 이때는 선박이 태풍의 예상진로에서 가깝고 또 태풍중심에서 약 200마일 이상 떨어져 있어야 한다. 무리한 조치로 오히려 중심권에 들어갈 위험이 있으므로 좌측반원으로의 피항이 곤란할 것 같으면 될 수 있는 한, 중심에서 멀어지도록 항행하는 것이 안전하다.
5) 태풍중심 위치의 결정
기본적으로 태풍의 중심위치는 일기도에서 구할 수 있으며, 너울이 오는 방향에 태풍의 중심이 있으므로 여러 곳에서 거의 같은 시각에 너울의 방향이 관측되었으면 그 교차점을 구하여 태풍의 중심위치를 구할 수 있다. 또한,Buys-ballot의 법칙에 의하여 태풍의 중심 방향을 알 수 있다. 즉, 북반구의 저기압역내에서 관측자가 바람을 등으로 받고 양팔을 수평으로 올리면 왼팔의 약간 전방(15~30도)에 저기압의 중심이 있다. 남반구에서는 오른팔의 약간 전방(15~30)에 저기압의 중심이 있다. 이 사실은 네덜란드의 왕립기상연구소장이었던 Buys ballot가 1857년에 제창한 풍향과 기압(폭풍중심)의 관계에 관한 법칙이다.
Buys-ballot의 법칙을 사용할 때에 주의해야 할 점은 중심에 아주 접근하여 있는 선박의 경우에 있어서는 바람을 등에 받았을 때 왼팔의 연장선상에 태풍의 중심이 있다고 판단해야 한다.
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