津軽暖流の流量について
(青画交流プロジェクト)
松原
久
(函館水試:西田芳則・鹿又一良、北海道中央水試:田中伊織)
1. 目 的
津軽暖流の絶対流量の測流手法を確立し、津軽暖流の流量変動の実体(季節、経年変動)を把握す
る
。
2
.背 景
日本海は、対馬海峡、関門海峡、津軽海峡、宗
谷海峡、間宮海峡の 5海峡だけで外海と連絡して
おり(図 1)、対馬暖流のほぼ全流量は対馬海峡
から流入し、そのほとんどが津軽海峡と宗谷海峡
から流出する。従って、 3海峡の流況が、日本海
を出入りする魚類等に与える影響は、小さくない
と推測される。
しかしながら、海峡を挟む両岸は、対馬海峡・
宗谷海峡では国が異なるため、調査は容易ではな
い。これに対し、津軽海峡は道県の違いはあるも
のの両岸とも本邦であるため支障がない。
一方船舶が航行しながら流向流速を実測する
ADCPと呼ばれる測機が近年開発された。水産
庁では海況情報収集迅速化システム開発試験で、
図 1 日本海全容図
各県の調査船に A D C Pの設置を奨励し、流況
データの収集に努めてきた。しかしながら多くの
場合 ADCPのデータは、解析・応用に到ってい
ない。
以上の状況の中で、青函交流プロジェク卜の共
同研究テーマとして、
i
ADCPによる津軽暖流
の流量調査」が提案された。
3
.方 法
津軽暖流の流速の測定は金星丸(函館水試)と
図2 観 測 定 線 図
東奥丸の ADCPを使用した。視J
I
流定線は海峡西
nL
。
向
口の ADCPの対地モードがとれる海峡(図 2)
T，
940322152350，
A，
N35.23.16
，
O，
BI39.38.47，
O，
L，
N35.
2
2
.
4
6，
O，
BI39.38.47，
0，
G，
N35.24.265，
0，
BI40.03.178，
0
F，
+ 12.3，
1
8
2
.
9，
1
8
5
.
1
B，
1
5
2
3
.
8，
t
，
+21
.1，
W，
N，
0
5
.
1，
1
5
3
.
7，
0
I，
150，
+0.28，
1
2
3
.
2，
N，
0，
C，
C，
2，
250，
+0.16，
2
9
9
.
4，
N，
0，
C，
3，
300，
+03.2，
1
4
1
.
0，
N，
0，
a， ，
1
2
3
4
5
.
6， ，
6
5
4
3
2
.
1，
+
4
5
.
3
・
，12.5，
c
，，
12345.6， ~65432.1 ， +45.3 ，・ 12.5 ，
C/R LF
:年月日時分秒各 2桁
:ロラン A 測位データ
:ロラン C測位データ
:GPS測位データ
:船速・針路
.，
水
深
:水温
:風向風速
:第 1属施向流速
:第 2眉流向流通
:第 3層流向流速
:ロラン A 時間差
:ロラン C 時間差
図 3 ADCPから得られるデータの項目とその形式
S
t
.
7
S
t
.
8
S
t
.
5
S
t
.
4
S
t
.
3
S
t
.
2
S
t
.
1
0.0
2
0
.
0
4
0
.
0
6
0
.
0
水
8
0
.
0
深
・100.0
(m)
-120.0
-140.0
-160.0
図4 定 線 断 面 図
に設定した。定線の方向は 1
7
0度とした。
) の定線直角方向 (
8
0
度)成分から
津軽暖流の流量は、 ADCPから得られた流向流速データ(図 3
潮流成分を除去した平均流速と、定線断面積(図 4) との積とした。
なお、定線直角方向成分の求め方を図 5に示した。
潮流成分の除去は、定線上を 2
4時間 5
0
分で 4往復(表 1)し、各横断(計 8回)から得られた各位置
における流速値を平均することでおこなった。
定線上の任意の測点を通過する 8回の観測時刻は、半日 02
時間 2
5
分)あるいは 1日 (
2
4時間 5
0
分)
の朝汐周期で互いに相殺する位相となるように計画した。
。
司
。
司
N
方向
w
E
S
図 6 流向示直ベクトルの 8
00 方向成分変換
仮に aを流れのベクトルとし、これを流量計算に必要な定線直角方向成分 (b) と
流量計算に不要な定線方向成分(c)とに分解し、 bの流速 bを求める。 A D C Pか
ら得られるデータは、 aの流向
(
(
n と流速値(ノット)である。
0度傾いているため、 bの方向は 8
0度である。
定線方向は南北方向から反時計回りに 1
従って aと bの方向差は (
8
0-e) 度となり、流量計算に必要な bの流速 bは次の
式によって求められる。
b=a cos (
8
0-e
)
なお、方向は北を規準として時計方向に回る度分秒で示した。また、 aは aの流速値。
4
.結 果
1 ) 流 向 流 速 ( 図 5・図 6
)
データは 1
0・5
0・90m水深で， 1分間隔で収録した。このうち 5分毎のデータを抜粋し、流向流速を
)。
ベクトル表示として対応する観測位置にプロットした(図 5
流速は概ね、第 1横断から第 4横断まで弱勢化傾向に推移し、第 5横断から強勢化傾向に転じて、
4時間 5
0分の潮汐に基づ
第 7横断をピークに、第 8横断には再び弱勢化に転じた。この流速の推移は 2
くものと考えられる。奇数番目の横断は北上、偶数番目の横断は南下しており、 1横断には 2時間を
費やしている。北上する第 5横断では、徐々に流速の速くなる様子がうかがえる。最高流速は 90m水
.0ノットだった。
深で観測された 3
度(以後、方向は北を基準として時計方向に回る度分秒で示す)の範囲内にあ
流向は、ほほ 0-90
り、表層に近いほど北寄り、底層に近いほど東寄りの傾向であった。
一 1
3
4-
41.4
41.2
・ ‘
41
.1
t 0.15
40.2 140.25
10m..肉.遺ベクトル図
41
.4
.
.
、
.
w
.
、
.
、
→
.
.
A
a
，・
4
••
41
.2
・
4
1
.
1
140.15 140.2 140.2
50m..肉.遮ベクトル箇
.
.
，
.
.
.
-hp.
a
zap
.
.
.
.
1
降
•
.
・
4
‘
41，1
1'0.11
140.1
・
・
.
.
90m層減肉.遮ベクトルB
図 6 8回の横断で観測された津軽暖流の流向流速
ー
ー
中
一
・・-
FD
。
向
2
) 定点別流速の経時変化
定線に直交する方向に絞った流速の変
化を定点別に図 7に示した。流速の変化
;;「・ゐど三三
は
、 S
t
.4-6で大きく S
t
.1・S
t
.2は
小さかった。流速の変化は、どの定点で
も 1日
(
2
4時間 5
0
分)周期の潮汐の影響
1
.
5
を示しており、位相はどの定点ともほぼ
ょ
=
一
一
・
、
￨阿司
、
区
一致していた。
二~、.z.._.
d
一一一《一九
二二
日匝3.
、
』h ' f
St.6・St.7の表層では急激な流速の
/
.
o
c
:
:
:
:
:
:
:
:
.
変化がみられた。これは、観測船を旋回
させる前後に起こった変化であるため、
一般的には ADCPの音波送受信機の取
り付け誤差が疑われる所であるが、
50m
層で同時に観測している流速に急激な変
化がみられない。このことから、ここで
みられた表層における短時間での急激な
よ
15
流
翌日￨函回、/¥ぺ
ノ
0
.
5
ツ
ト
、
.
.
.
"
流速変化は、むしろ実際の流速変化と考
0
.
5
1
.
えられる。
岡2-kd
竺
デ
ア
3
) 潮流成分の除去
m
w
粉を除いたいわゆる海流の揖謎は、
潮
各定点においてそれぞれ 8回測定された
流速を平均することによって求められる。
1:: 円←←〆ミ~
また、観測運航で各定点聞に費やした
時間は、
3
0分間であり、 1分間毎に収録
されたデータによると、各定点聞におけ
る2
9点の位置は、 8回の横断で誤差が小
図 7 定点別流速の経時変化図
さかった。そこで、これらの点も定点と
みなしてこれらの定点で 8回観測した流
速の平均流を求め、各緯度における各層の平均流として図 8に示した。
潮流成分を除いた平均流は、海峡の両岸に近いほど表層を流れていたが、中央部では表層よりも低
層で多く流れていた。(以後、この平均流の速度を流速と呼ぶことにする。)
1
.
6
1
.
4
流
速 1
.
2
ハ 1
.
0
ノ 0.8
一
一
・-10m周
-50m.
--{ト
ツ
ト 0.6
-90m届
- 令 ー
'
" 0.4
0.2
0.0
4唱.100・
4唱.唱 50・
4市.200・
41.250・
4唱.
3
0
0
.
4唱.350・
図 8 各緯度における潮流成分を除いた平均流速
-136-
41.400・
4
) 流量計算
定点間断面の水深別平均流速を求め、断面積との積により流量とする。
①
層別定点間平均流速(表 1)
表 1 層別定点間平均流速と定点間距離
各定点聞の平均流速は、流速を定点間で層別
距離 (
k
m
)
に平均して算出し、表 lに示した。流速は、 1
ノットを 1
852m/hとして、
1-2
2-3
3-4
4-5
5-6
6-7
cm/secに換算し
た
。
これによると、 S
t
.4~5 の 90m 層の平均流速
が最も速く
7
6
.52cm/s
e
c、S
t
. 1~ 2の50m層
の平均流速が最も遅く
4
.
5
5
4
.
7
0
4
.
5
2
4
.
5
5
4
.
5
5
4
.
8
9
平均流速 (
c
m/sec)
水深 (
m)
10m層
7
9
.
4
1
0
6
.
9
1
3
2
.
8
1
3
8
.
9
1
31
.0
8
0
.
4
50m層
2
6
.
8
2
3
3
.
9
9
4
9
.
4
7
4
8
.
0
9
4
5
.
9
0
3
8
.
3
5
4
8
.
0
9
5
6
.
7
2
5
4
.
8
2
3
9
.
8
6
5
3
.
7
0
.9
9
61
90m層
3
0
.
6
6
4
7
.
2
4
7
6
.
5
2
.6
2
61
2
6
.8
2
c
m
/
s
e
cであった。
なお、表 3の定点間距離は、球面三角法により算出した。
②
水深別流速の推定
水深毎の流速は、観測した 3層の流速から直線補間(図 9) することにより算出した。定点間平
均流速から算出した水深別流速は表 2に示し、その鉛直断面における分布は図 1
0に示した。
定線断面における津軽暖流の流速は、海峡中央の最深部で速く、両岸の底層で遅い結果となった。
。
(m)
流
速
2
0
4
0
10
ノ
'
j
(
60
深
80
1
0
0
水
1
2
0
1
4
0
4
1
.
4
深 50
4
1
.
3
4
1
.
2
(北緯)
図1
0 断面流速分布図
(m)
表 2 水深別平均流速・定点間断面平均流速
・定点間平均水深・定点間流量
5
1
5
2
5
3
5
4
5
5
5
6
5
7
5
8
5
9
5
1
0
5
1
1
5
1
2
5
1
3
5
図 9 流速補聞方法概念図
③
定点間鉛直断面平均流速
定点間鉛直断面の平均流速は、水深別流速を平
均することにより算出し、表 2に示した。定点間
鉛直断面平均流速は、 S
t
.4~ 5で最も速く
6
6
.8
c
m
/
s
e
c、S
t
. 1-2で最も遅く 3
2
.
1
c
m
/
s
e
cであ
m
m
m
皿
皿
m
m
m
皿
皿
皿
平均流速 (
c
皿/
s
)
水平距権 (
k
m
)
水
っf
こ
。
m
m
m
7-6 6-5 5-4 4-3
6
4
.
9 5
4
.
7 3
8
.
8 5
5
.
5
2
.
7 4
5
9
.
0 5
0
.
9 5
4
.
1
5
3
.
1 5
0
.
8 4
2
.
9 5
2
.
8
4
7
.
2 4
8
.
8 4
5
.
0 51
.5
41
.3 4
6
.
9 4
7
.1 5
0
.1
3
5
.
4 4
7
.
9 51
9
.
2
.6 4
2
9
.
5 51
.8 5
8
.
8 4
8
.
6
2
3
.
6 5
5
.
7 6
8
.
1
5
.
9 4
5
9
.
7 7
3
.
0 4
7
.
5
6
3
.
6 8
0
.
1 4
7
.
0
6
7
.
5 8
7
.
2 4
6
.
4
7
1
.4 9
4
.
3 4
5
.
8
7
5
.
4 1
01
.4 4
5
.
3
1
0
8
.
5
4
4
.
3
4
.
8
9
5
7
.
4
4
.
5
5
6
6
.
8
4
.
5
5
4
9
.
4
4
.
5
2
3-2 2-1
5
9
.
6 5
0
.
8
1
5
3
.
9 4
5
.
4
1
4
8
.
2 4
0
.1I
4
2
.
5 3
4
.
8
3
6
.
8 2
9
.
5
3
3
.
6 2
4
.
2
3
2
.
7 1
8
.
8
31
.9 1
3
.
5
31
.1
3
0
.
2
2
9
.
4
3
9
.
1
4
.
7
0
3
2
.1
4
.
5
5
深 (m)
3
8
.
9 1
0
6
.
9 7
9
.
4
.0 1
3
2
.
8 1
8
0
.
4 1
31
・
O
.1
7
(
区
S
v
:間
1
0r
r
f
流/
s
e
量
c
)
0
.
3
4
0
.
4
2
0
.
3
0
0
.
2
0
0
.
1
2
s
守
。
円
定点間平均水深の算出(表 4
)
④
定点聞の平均水深は、各位置において観測された 8個の水深データを平均し、算出された平均水
深を定点聞の 3
0
個ずつ平均して求め、表 2に示した。
定点聞の平均水深は、
勾，
年
成
平
年
EF
e3
3
t.4-5で最も多く、
定夜間流量はS
0
.
4
2
S
v、S
t
.1-2で最も少なく o
.1
2
s
vであ
流
。
2
。
津軽暖流の流量は、定点間流量の和と
5
s
vと算出された。 C
S
v:
W
n
f
/
s
e
c
)
して、1.5
ρ
量
1
(
S
v
)
0
•
0
0
8 ・只ム%。
8
，
t
•g
ぢ
。
察
。
コ
工
0
000
っf
こ
。
5
.考
成
として算出し、表 2に示した。
ω
速と定点間平均水深と定点間距離との積
年平“
元・・成
成﹀平年
平民・・元
0
定点間流量は、定点間鉛直断面平均流
.・水﹀成
﹀縁研平
静岡背水:
・本・目﹀年
央鎗(台
中国沼象鞠
︿︿量気昭
量ト・常:
涜ク﹀梅﹀
るエ一節館所
よジ学麗究
にロ湿(研
算プ大村象
品剛壇画弘酉気
擁交︿-︿
書胃萄石思竃
量
地膏カ岩四
流
・
ム
一
一
⑤
S
t
.4-5で最も深く、 1
3
8
.9
m
、S
t
.1-2で最も浅く 7
9
.
4
mであった。
12
1 2 3 4 5 6 7
月
1
) 青画試験場による流量結果の推移
図1
1 津軽暖流の流量
過去に ADCPで直接測流された津軽暖
流の流量値と、北海道中央水産試験場が青森県沖を北上する対馬暖流と北海道西岸沖を北上する対馬
暖流の傾圧地衡流量との差として求めた津軽暖流流量値と、育園プロジェクトで測定した青函あわせ
て 5回分の観測結果とをまとめて図 1
1に示した。
1
9
9
3
年1
1月から 1
9
9
5年 3月までに計 5回行った画館水試と青森水試による津軽暖流流量調査結果か
S
vと算出され、季節変動は小さいことが示唆された。
ら、津軽暖流の流量は平均1.3
この結果は過去 ADCPで観測・算出された結果にほぼ等しく、妥当な流量と考えられる。
また、 ADCPで算出されたこれらの流量は、青森県沖を北上する対馬暖流と北海道西岸沖を北上
する対馬暖流の傾圧地衡流量との差として求めた津軽暖流流量値にほぼ等しく、地衡流量差による津
軽暖流流量を裏付けた。
これらの結果は津軽暖流が
1-4Svで季節変動しているとした過去の知見とは大きく異なるもので
あった。
2
) 地衡流計算による流速
(m)
0
今回の観測終了時に同じ定線で行った海
10
20
洋観測結果から地衡流鉛直断面図を作成
2に示した。
し、図 1
潮流変動が大きく、海底付近でも流れの
認められた津軽海峡で、 1回の海洋観測結
果を元に、無流面の仮定が必要な地衡流計
30
40
水
深
50
60
70
80
90
100
41.4
4
13
目
41.2
図1
2 地衝流計算による流連断面図
算を行うのは無理がある。
2に示した地衡流計算によ
その結果、図 1
0に示した直接測流よる流速断面図と大きく異なった。
る流速断面図は、図 1
-138-
t北緯)
地衡流計算による流量算出に不適当な津軽海峡で、比較的簡便な流量観測方法が確立された意義は
大きい。
6
.ま
と
め
-津軽暖流は年間を通じてほぼ1.3
S
v
程度の流量を維持しており、季節変化は小さし、 0
・2
4時間 5
0分往復観測による流量算出法は、津軽暖流の流量観測法として利用できる。
7
.今 後 の 課 題
津軽暖流流量の季節変動は、太平洋側の津軽暖流流出形態などの海洋構造変動、漁況変動の根拠とさ
れてきた。また、日本海側艦作崎沖で観測している対馬暖流は季節変動しており、ここで観測される北
S
vを下回ることがある。これらのことは、津軽暖流の流量が1.3
S
v
前後で季節的には
上流量は時には1.O
大きく変動しないという結果からは説明し難いものであり、ここに整合性を求めていくことは今後の課
題となるだろう。
本報告で推測された津軽海峡最深部の速い流れは、実際に観測されたものではない。これは、東奥丸
の ADCPの測流層が 3層のみで、 3層以外の水深の流速は比較的強引な方法で補間したためであっ
た。結果的にはほぼ現実的な流量を算出できたが、津軽海峡最深部の速い流れを確認するため、開運丸
に搭載された多層観測が可能な ADCPで、今後この点を調査したいものである。
青森県では日本海と太平洋の定線で定期的に ADCPによる測流調査を海洋観測と共に行っている。
測流結果が潮流成分の小さい比較的恒常的なものであれば、データの意義は大きいが、定線観測時に収
録したデータによると必ずしも潮流成分が小さい場合ばかりとはいえないようであった。このことを確
4時間 5
0分 4往復観測を行って潮流成分の割合を確認する必要がある。
認するため、今後各定線でも 2
参考文献
西田芳則・鹿又一良 (
9
9
5
) :青函交流共同研究・函館水試成果報告会要旨
9
9
5
) :A DCPで測定された津軽海峡内の流れの構造と流量 CORIGINAL)
田中伊織 (
北海道中央水試、海洋ゼミ要旨
9
9
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) :青函共同研究で得られた津軽暖流の流
田中伊織・中多章文・鹿又一良・西田芳則・松原久 (
9
9
5
年大槌シンポジウム「親潮とその周辺海域の構造と力学」講演要旨
量
、 1
9
9
5
) :津軽暖流の流量変動、 1
9
9
5
年日本海洋学会秋季大会
西国芳則・鹿又一良・田中伊織・松原久 (
講演要旨
加藤
9
8
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) :超音波式潮流計による残差流の推定.西海区水産研究報告、 6
6、5
9-6
7
.
修 (
岩尾尊徳 (
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) :津軽海峡の流れについて (
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. 月刊海洋、 2
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(
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6-229
四竃信行 (
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) :海底設置型 ADCPにより実測された津軽海峡内の流量変動.月刊海洋、 2
6Q
.
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)
、 8
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1
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.
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9
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) :北海道西岸の対馬暖流北上流流量の変動と渦構造、 1
9
9
4年日本海洋学会
秋季大会講演要旨集、
2
0
5- 2
0
6
力石園男・長沼光亮 (
9
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) :津軽暖流と対馬暖流北上流の流量の分配機構.海と空、 6
8
(
2
)、67-78
TOBA Y，
TOMIZAWA and K
.HANAWA (
9
8
2
) :Seasonal and year t
oy
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.
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51
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