Home広岛湾における异常潮位発生の仕组みを解明！-16日周期の水温変动を発见-
大学院工学研究院 社会環境空間部門 （かねこ あらた）教授
に聞きました。（取材：広報グループ 2012.4.26）
はじめに
2012年4月10日、大学院工学研究院の金子新教授らの研究グループは、「広岛湾の异常潮位の原因を解明-16日周期の水温変动が関与-」と题した研究成果の记者発表を行いました。
台风が通り过ぎた后、风の弱い穏やかな日に発生する広岛湾の异常潮位は、2011年9月29日および2001年9月18日に観测されており、厳岛神社の回廊冠水を引き起こしたことはテレビや新闻でも大きく取り上げられました。
金子教授は、この异常潮位の主な原因が水温、台风、海岸地形にあることを突き止めました。
瀬戸内海の潮流に関する最新の研究成果と、日本の海洋学の今について、金子教授にお话を闻きました。
新技术、潮の流れを「音」で测定する
金子教授の研究分野は「海洋大気圏システム学」。主に、日本南岸を流れる黒潮が瀬戸内海の潮流や水温変动にもたらす影响について研究を进めています。
潮の流れを测定するには、海中にいくつもの计测器を设置し、各侧点の计测结果数値を元に、データを算出する必要があります。しかし、昔から渔业が盛んな瀬戸内海では、大がかりな计测器の设置が难しく、研究は停滞していました。
そこで、金子教授が导入したのが「音」で潮の流れや水温変动を计测することができる「沿岸音响トモグラフィー法」です。この方法は、计测したい海域を挟む両対岸に设置した计测器间で音波を双方向に送受信し、音波の到达时间差から潮の流速を、平均到达时间から水温を测定するものです。
従来の计测器よりもサイズが小さく、海岸沿いの防波堤などに装置を设置するため、渔业に支障を与えることなく测定を行うことができるのです。
この方法、海洋学の先锋であるアメリカで开発され、日本では太平洋の広域の海流计测などに使用実绩がありますが、沿岸の海流计测に応用したのは広岛大学が世界で初めてです。
现状では、世界でもまだ十分に普及していない、最先端の装置なのです。
研究室所属の学生が作った沿岸音响トモグラフィー装置。
海岸の防波堤に装置を设置します。
2011年7月には広岛県呉市と爱媛県今治市、12月には大分県佐伯市と爱媛県宇和岛市の海岸に计测器を设置し、それぞれ安芸滩海域および豊后水道の潮流と水温データを蓄积しています。
広岛湾で异常潮位発生！キーワードは「台风の8日后」？
そんな中、2011年9月29日、広岛湾で通常予测されている秋の大潮时の最大潮位よりも35肠尘海面が上昇するという异常潮位が観测されました。35肠尘と闻くとわずかな差のように感じられますが、大潮の満潮と重なると厳岛神社の回廊が冠水するなどの被害につながり、社会的影响は小さくありません。
金子教授は、この异常潮位の原因解明にあたり、以下の3点に着目しました。
【（１）水温の変化】
金子教授は、安芸滩海域に设置していた沿岸音响トモグラフィー装置の计测データから、瀬戸内海において16日周期の水温変动が存在することをつかんでいました。
これは、日光の影响による水温の変化が活発な表层の海水と、常に低い水温を保っている深层の海水が、その温度差のために2层に分离することによるもので、特に日差しの强い夏から秋口にかけて観测されます。风などの影响で波立ちやすい表层の海面とは异なり、表层と深层との境界面（内部界面）の変动は、対岸との间をゆったり行き来しています。この内部界面の変动が対岸との间を往復するのにかかる时间が「16日」。これにより、16日周期の水温変动が発生するのです。
今回の异常潮位発生の现场となった広岛湾においても同様の水温変动が発生していることが确认でき、金子教授はここに何らかの原因が隠されていると见込みました。
海水は表层と深层の2层に分かれています。
【（２）台风の発生】
高潮が発生する原因といえば、まず台风を思い浮かべるのではないでしょうか。実は、异常潮位が発生した2011年9月29日の8日前、台风15号が纪伊半岛の南东冲を通过していました。しかし、台风発生から8日もたって高潮が発生するという现象はこれまでの海洋学研究において取り上げられたことがなく、、今回の异常潮位は、台风とは関係ないと考えられていました。ところが、惊いたことに2001年9月18日に観测された异常潮位の际も、同じように异常潮位発生の8日前、台风が纪伊半岛冲を通过していたことが分かったのです。
【（３）大潮の発生】
过去2回観测されている広岛湾の异常潮位は、いずれも大潮発生时と重なっています。しかも、通常の大潮発生时よりも35肠尘程度潮位が上昇していることから、金子教授は、何らかの要因による海面の上昇と、大潮の発生が重なることが异常潮位発生の条件であると推测しました。
以上の観点から、金子教授は以下の结论を导き出しました。
１．まず、台风による强い北风により、表层の暖かい海水は北岸（広岛湾）から対岸に位置する南岸（屋代岛）へ向かって押し寄せます。
２．そのとき、少なくなった北岸の表层の海水を补うように、深层の海水が海面に上がってきます。これを涌昇（ゆうしょう）といいます。
３．台风の通过后、北岸に押し寄せていた深层の海水は北岸にぶつかった后、再び南岸に揺り戻されます。
４．同时に、南岸に押し寄せていた表层の海水は、南岸に揺り戻された深层の海水に押し上げられ、一気に北岸へと押し寄せます。
５．この揺り戻しの発生时がちょうど大潮の时期と重なったため、今回のような异常潮位の発生につながったのです。
台风通过时、一気に北侧に集められた深层の海水が南侧の対岸に揺り戻されるのにかかる时间は、深层の海水が対岸との间を往復するのにかかる16日の半分、8日间。异常潮位の起きた时期とぴったり一致するのです！
「台风の8日后というのは、重要なキーワードです。台风通过时に発生する高潮については、台风の影响だとすぐに分かる。しかし台风が通过し、忘れた顷に异常な内部界面変动で起こる高潮も、まさか台风の影响だとは谁も考えつかなかったのでしょうね。」と金子教授は语ります。
40年ごしの大きな进歩
この大きな発見のひとつのきっかけとなった深層の海水の動き、海洋学では「内部サージ」と呼ばれています。これらの現象については、1970年代に当時英国海洋研究所の新進の研究者であったS.A.ソープ氏により、イギリスのネス湖において存在が確認されており、「強風後に、細長い湖の深層で発生する大きな内部界面変動」として科学雑誌「Nature」に掲載されていました（現在、ソープ博士は英国王立学会会員（Fellow of Royal Society）で、この分野の世界的権威です！）。
そう言われてみれば、広岛湾は湖ではないものの、小さな岛々に囲まれ、まるで湖のような地形になっています。
しかし、この时点では水面上昇との関连には触れられず、「内部サージによる异常な水面変动」に関する研究は现在に至るまで滞っていました。また、海においてもこのような现象が见られるという报告もありませんでした。
今回の金子教授の発見は、40年ごしの大きな进歩といえます。
言われてみれば、湖状？
日本の海洋学は遅れている！
「はっきり言って、日本の海洋学は诸外国に遅れをとっています。」と金子教授は言います。
海洋学の最先端をゆくアメリカ?ウッズホール海洋研究所に客員研究員 として所属していたころ、このことを痛感したそうです。アメリカでは、海洋研究所の積極的な計測データ収集や、軍による衛星観測データの公開など、トップレベルの海洋学研究に見合った環境が整備されています。日本においても、気象庁や海上保安庁によるデータ公開はされていますが、これも限られたもの。圧倒的に研究材料が不足しているのです。
金子教授がこの分野に进もうと考えたのも、日本の海洋学の现状に危机感を持ったためです。
「日本国内で现在公开されているデータだけでも、”ある程度”の研究は可能です。しかし、”ある程度”を超えるためには自分でデータを取りに行かないと。机上にとどまっていては、研究は进まないのです。」
研究のこれから、日本の海洋学のこれから
広岛湾の异常潮位の研究に関しては、「狈补迟耻谤别」への投稿论文をほぼ书き终えたところです。今后は、台风の影响のみでなく、太田川から広岛湾へ流入する「甘い水」との関係性についても、流体力学の観点から検証を进めていくそうです。
日本の海洋学のこれからという意味では、「沿岸音响トモグラフィー法」の技术移転を行い、次の世代の海洋学研究者の育成に力を入れます。现在はインドネシアや中国などからの留学生を指导しているそうです。
『「沿岸音响トモグラフィー法」を使えば、これまでデータ収集が困难だった沿岸海域のデータを得ることが出来ます。日本の海洋学発展のため、この方法を国内に普及させていきたいです。』と今后の意気込みを语りました。
「少しでも日本の海洋学の発展に寄与したいですね」と金子教授
あとがき
厳岛神社の回廊冠水のニュース、「こういうこともあるんだなあ…不思议だなあ…」とテレビをぼんやり眺めていました。今回の金子教授の研究成果を闻いて、どんな现象もすみずみまで分析していけば、ちゃんと原因があって、説明がつくのだなあ…と実感しました。「やっぱり、ほしいデータは自分で取りに行かないとね！」と力强く语る先生の姿が印象に残っています。お话に出てきた「沿岸音响トモグラフィー法」、津波の発生予测にも役立つそうです。今后この方法が日本でも主流となり、さまざまな方面で活用される时代がくることを期待しています！(厂)
