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第 6 章 で は 海洋 を 学び ます。 地球表面 の 約 70 % を 占 め る 海 は、 気候 と 生命 を 支 え る 巨大 な システム です。
ポイント: 海 は 「ただ の 水 の 入れ 物」 で は あ り ま せん。 大気 と 熱・水蒸気・二酸化炭素 を や り と り し、 気候 を コントロール す る 地球 の エンジン で す。
海水 は 純水 (H₂O) に 多 く の 塩類 が 溶 け 込 ん だ 水溶液 で す。 平均 1 kg あ た り 約 35 g の 塩類 を 含 み、 こ の 値 を 塩分 と 呼 び ます。
| イオン | 重量比 (%) | 主 な 由来 |
|---|---|---|
| 塩化物 イオン (Cl⁻) | 約 55 | [[火山ガス |
| ナトリウム イオン (Na⁺) | 約 31 | [[岩石 |
| 硫酸 イオン (SO₄²⁻) | 約 8 | [[火山ガス |
| マグネシウム イオン (Mg²⁺) | 約 4 | [[岩石 |
| カルシウム イオン (Ca²⁺) | 約 1 | [[岩石 |
| カリウム イオン (K⁺) | 約 1 | [[岩石 |
ポイント: Cl⁻ と Na⁺ で 全体 の 約 86 % を 占 め、 い わ ゆ る 「食塩 (NaCl)」 が 海水 の 味 の 中心 で す。
塩分 は 古 く は 千分比 (‰、 パーミル) で 表 し、 平均約 35 ‰ で し た。 現在 は 実用塩分 や 絶対塩分 が 使 わ れ、 単位 な し で 約 35 と 表 す こ と が 多 い で す。
| 海域 | 塩分 の 目安 | 理由 | |---|---:|---| | 紅海 | 約 40 | 気温高 く 蒸発大、 降水少 | | 地中海 | 約 38 | 蒸発 > 降水 | | 大西洋 (中緯度) | 約 36 | 蒸発 や や 多 | | 太平洋 (中緯度) | 約 35 | 平均的 | | 北極海 | 約 30 | 降水 と 氷 の 融解 | | バルト 海 | 約 10 | 河川流入大 |
| 要因 | 塩分 へ の 影響 | |---|---| | 蒸発 | 増 や す (水 だ け が 抜 け 塩 が 残 る) | | 降水 | 減 ら す (淡水 が 加 わ る) | | 河川流入 | 減 ら す (淡水) | | 結氷・融解 | 結氷 で 増 え、 融解 で 減 る |
大事: 海水 の 塩 の 構成比 は 世界 の どこ で も ほ ぼ 一定 (=塩分構成一定の法則) で す。 場所 に よ っ て 変 わ る の は 総量 (= 塩分) だ け で、 塩 の 「比」 は 変 わ り ま せん。
外洋 の 海水 は 水温 に よ っ て 3 層 に 分 け ら れ ます。
| 層 | 深 さ | 特徴 |
|---|---|---|
| **[[表層混合層 | ひょうそうこんごうそう]]** | 0-100 m 程度 |
| **[[水温躍層 | すいおんやくそう]]** (サーモクライン) | 100-1000 m |
| **[[深層 | しんそう]]** | 1000 m 以下 |
太陽放射 は 表層 だ け を 暖 め、 風 で 混合 さ れ る 範囲 も 表層 に 限 ら れ ます。 そ の 下 は 暖 め ら れ ず 冷 た い ま ま 残 り、 「冷 た い 水 の 上 に 暖 か い 水」 と い う 安定 な 重 な り が で き ます。 こ の 境界 が 水温躍層 で す。
| 緯度 | 水温躍層 の 強 さ | |---|---| | 低緯度 (赤道付近) | 強 い (表層暖、 深層冷 の 差大) | | 中緯度 | 季節 で 変化 (夏強、 冬弱) | | 高緯度 | 弱 い ま た は 無 い (表層 も 冷 た い) |
| 海域 | 表層塩分 | 深層塩分 | |---|---|---| | 中緯度 (亜熱帯) | 高 い (蒸発大) | や や 低 い | | 高緯度 | 低 い (降水 と 融解) | や や 高 い | | 赤道 | や や 低 い (降水多) | 中間 |
海面 で は 偏西風 と 貿易風 が ふ き、 そ の 摩擦 で 海水 が 動 き 出 し ます。 こ れ が 風成循環 で す。
| 風系 | 緯度 | 海流 へ の 影響 |
|---|---|---|
| **[[貿易風 | ぼうえきふう]]** (東風) | 0-30° |
| **[[偏西風 | へんせいふう]]** (西風) | 30-60° |
各大洋 で は、 中緯度 に 亜熱帯環流 と 呼 ば れ る 大 き な 渦 が で き ます。
| 大洋 | 北半球 の 環流 (時計回 り) | 南半球 の 環流 (反時計回 り) |
|---|---|---|
| 太平洋 | [[黒潮 | くろしお]]・[[北太平洋海流 |
| 大西洋 | [[メキシコ湾流 | メキシコわんりゅう]]・[[北大西洋海流 |
| 海流 の 種類 | 流れ る 方向 | 水温 | 例 | |---|---|---|---| | 暖流 | 低緯度 → 高緯度 | 周囲 よ り 高 い | 黒潮、 メキシコ湾流 | | 寒流 | 高緯度 → 低緯度 | 周囲 よ り 低 い | 親潮、 カリフォルニア海流 |
各環流 の 西岸 (大陸 の 東側 = 海 か ら 見 て 西岸) で は、 流 れ が 細 く 速 く な り ます。 これ を 西岸強化 と い い、 黒潮 や メキシコ湾流 が 代表例 で す。
ポイント: 黒潮 の 流速 は 最大約 2-2.5 m/s (時速約 7-9 km) に 達 し、 「川 の よ う に 流 れ る 海」 と 呼 ば れ ます。 一方環流 の 東岸 は 幅広 く 遅 い 流 れ で す。
| 海流 | 種類 | 流 れ る 場所 |
|---|---|---|
| **[[黒潮 | くろしお]]** (日本海流) | [[暖流 |
| **[[親潮 | おやしお]]** (千島海流) | [[寒流 |
| **[[対馬海流 | つしまかいりゅう]]** | [[暖流 |
| **[[リマン海流 | リマンかいりゅう]]** | [[寒流 |
黒潮 と 親潮 が ぶ つ か る 三陸沖 は 潮目 (潮境) と 呼 ば れ、 暖流 に の る 魚 (カツオ・マグロ) と 寒流 に の る 魚 (サンマ・イワシ・サバ) が 集 ま る 世界有数 の 漁場 で す。
| 海域 | 主 な 魚 | 理由 |
|---|---|---|
| [[黒潮 | くろしお]]域 | カツオ、 マグロ、 サワラ |
| [[親潮 | おやしお]]域 | サンマ、 イワシ、 タラ |
| [[潮目 | しおめ]] | 多種多様 |
| 場所 | 海流 | 気候 へ の 影響 | |---|---|---| | 日本太平洋側 | 黒潮 | 冬 で も 比較的暖 か く 雨 が 多 い | | 三陸沖 | 親潮 | 夏 に 「やませ」 (冷涼 な 北東風) を も た ら す | | 西 ヨーロッパ | 北大西洋海流 (= メキシコ湾流延長) | 高緯度 で も 温暖、 ロンドン が 札幌 と 同緯度 な の に 雪少 |
風 が 動 か す 表層循環 と は 別 に、 海水 の 密度 の 差 で 駆動 さ れ る 循環 が あ り ます。 こ れ を 深層循環 ま た は 熱塩循環 と い い ます。 密度 は 水温 と 塩分 で 決 ま る た め こ の 名前 が つ き ます。
| 要因 | 密度 へ の 影響 |
|---|---|
| 水温 が 低 い | 密度大 (沈 む) |
| [[塩分 | えんぶん]] が 高 い |
| 水温 が 高 い | 密度小 (浮 く) |
| [[塩分 | えんぶん]] が 低 い |
冷 た く 塩分 の 高 い 海水 が 大量 に 沈 む 場所 は 限 ら れ て お り、 そ こ か ら 全海洋 を 巡 る 大循環 が 生 ま れ ます。 これ を グローバルコンベヤーベルト (世界 の 海 の ベルトコンベヤー) と 呼 ぶ こ と が あ り ます。
| 沈降海域 | 形成 さ れ る 水 |
|---|---|
| **グリーンランド沖・[[ラブラドル海 | ラブラドルうみ]]** |
| **[[南極 | なんきょく]][[ウェッデル海 |
形成 さ れ た 深層水 は 大西洋 → 南極周辺 → インド洋・太平洋 へ ゆ っ く り と 移動 し、 約 1000-2000 年 か け て 表層 に 戻 り ます。
| 役割 | 内容 |
|---|---|
| 熱[[輸送 | ゆそう]] |
| 酸素供給 | 表層 の 酸素 を 深層 へ |
| 二酸化炭素[[吸収 | きゅうしゅう]] |
| [[栄養塩 | えいようしお]][[輸送 |
大事: 深層循環 が 弱 ま る と、 大西洋沿岸 の 西 ヨーロッパ が 寒冷化 す る 可能性 が 指摘 さ れ て い ます。 気候変動 と 強 く 関 わ る 重要 な システム で す。
赤道太平洋 で は 貿易風 が 東 か ら 西 へ ふ き、 暖 か い 表層水 が 西側 (インドネシア 沖) に た ま り ます。 一方東側 (南米沖) で は 深層 か ら 冷 た い 水 が 湧 き 上 が る (湧昇)、 と い う バランス が で き て い ます。
| 海域 | 平年 の 状態 |
|---|---|
| 西太平洋 (インドネシア 沖) | 海面[[水温 |
| 東太平洋 (ペルー 沖) | [[湧昇 |
エルニーニョ は、 貿易風 が 弱 ま っ て 暖水 が 東 へ 広 が り、 東太平洋 の 湧昇 が 弱 ま っ て 東側 の 海面水温 が 平年 よ り 高 く な る 現象 で す。 数年 に 一度発生 し、 約半年 か ら 1 年半続 き ます。
| 場所 | エルニーニョ 時 の 変化 |
|---|---|
| ペルー 沖 | [[水温 |
| インドネシア・オーストラリア | [[水温 |
| 日本 (典型例) | 暖冬・冷夏傾向 |
ラニーニャ は エルニーニョ と 逆 で、 貿易風 が 強 ま り 東太平洋 の 水温 が 平年 よ り 低 く な る 現象 で す。
| 場所 | ラニーニャ 時 の 変化 |
|---|---|
| ペルー 沖 | [[水温 |
| インドネシア・オーストラリア | [[水温 |
| 日本 (典型例) | 寒冬・猛暑傾向 |
エルニーニョ や ラニーニャ は 太平洋 だ け で な く、 大気 の 波動 を 通 じ て 世界中 の 気候 に 影響 を 与 え ます。 こ れ を テレコネクション と 呼 び ます。
| 現象 | 世界各地 へ の 主 な 影響 |
|---|---|
| エルニーニョ | 北米西岸 で 大雨、 アフリカ 南部 で 干 ば つ、 アマゾン 干 ば つ |
| ラニーニャ | オーストラリア 北部大雨、 イン ド モンスーン 強化 |
| 方法 | 内容 |
|---|---|
| CTD ([[電気伝導度 | でんきでんどうど]]・[[水温 |
| Argo フロート | 自動 で 浮 き 沈 み し デ ー タ を 衛星 に 送信 (世界約 4000 機) |
| **[[人工衛星 | じんこうえいせい]]** |
| **[[海洋ブイ | かいようブイ]]** |
| **[[海洋観測船 | かいようかんそくせん]]** |
海 を 学 ぶ と き は 必 ず 安全配慮 を 守 り ます。
| 場面 | 注意 す る こ と |
|---|---|
| 海岸観察 | ライフジャケット 着用、 [[潮位 |
| 磯採集 | 滑 り や す い 岩、 ウニ・クラゲ・ヒョウモンダコ な ど 危険生物 に 注意 |
| [[津波 | つなみ]]危険時 |
| 海水温観測 | [[熱中症 |
| 強風 の 日 | 観察中止 を 判断 す る 勇気 を 持 つ |
大事: 離岸流 (海岸 か ら 沖 へ 流 れ る 速 い 帯状 の 流 れ) に 巻 き 込 ま れ た ら、 沖 へ 流 さ れ な が ら 岸 と 平行 に 泳 い で 抜 け 出 す の が 正解 で す。 岸 に 向 か っ て 泳 ぐ と 体力 が 尽 き ます。
この 章 で 学 ん だ こ と を ふ り か え り ま し ょ う。
次の 章: 第 7 章 で は 天気 と 季節 を 学 び ます。 海 が 大気 と どう や り と り す る か、 高気圧・低気圧・前線・台風 の 仕組 み、 そ し て 日本 の 四季 を つ く る 気団 を 知 り ます。