養魚施設内の微気象に関する研究
Ⅰ 夏期における安戸池養魚場の微気象要素について
上原勝樹，松田松二1河野隆幸
Ⅰ は し が き 近時，浅海養魚技術の確立をめざして，水産土木学的観点から，養魚施設が内包する経験的不確定要素に 対し科学的究明が積極的になされつつある“ 施設の生産性は対象魚の環境条件に大きく左右されることば言うまでもない一．従って，生産主体と環境条 件の相互関係を少なくとも悪循環とさせないだ桝ことどまらず，これを善循環とさせるところに工学的技術 の一・端がある．これら合目的々行為の一・出発点はまず諸環境条件を適確に把握することである‖ しかし，こ の分野における調査研究はいまだ少ないようである．． 環境条件といっても微気象，溶存酸素盈，水質など種々考えられるので，今回は施設内の微気象条件をと りあげ，主として，1965年夏期の観測結果にもとづき若干の考察を加えたのでここに報告する．なお，観測 と資料解析にあたっては本学井上裕雄助教授に多くの示唆をいただいた．．ここに記して謝意を表す．また本 研究は，文部省科学研究費（総合研究，代表者前川忠夫）によったものであり，当局に謝意を表する“ ⅠⅠ 観測施設の概要および観測方法 （1）観測施設の概要 観測施設ば高松市の東方的40kmにある香川県大川郡引田町の安戸池である．本施設は瀬戸内における 代表的養魚場であり，潟湖利用の築捉式干満潮差型養魚場の典型であって，その概要はfig，1に示してある．． Southwaterinlet Nor・thwaterinlet X。 0 40 80120100200m Fig1．Adoike鮎hfArm 他の南北約700m，束西約400m，堤防延長約480mである“この堤防に幅9うmの北水門と，幅11．6m の南水門が設けられ，これを通して干満潮差のみにより海水交流が行なわれる．．平均水深は5∼6m，最大水139 第19巻第2号（1968） 面積は約26haである小 観測当年には，この池内に約20万尾のハマチが放毒されていた．なお衡測点は図中 （×）印で示してある“ （2）観測方法 Ⅹ1点における観測項目は次に示す通りである．．すなわち（イ）短波放射量（ロ）短波反射屋±（バ純放射量 （⇒気温の経時変化およびその垂直分布（ホ）大気湿度の経時変化ト1水温の経時変化およぴその垂直分布（ト）水 面蒸発量の経時変化等で，短波放射量および短波反射盈の測定には共に農試電試塑放射計を用い，純放射量 の測定にはC，SJR0．Miniaturenetradiometerを使用した．気温，湿度，および水温の測定には径0・5mm のCu−Co熱電対を使用した．．気温の測定位置は高度10，50，および100cmであり，温度の測定は10および うOcmの高度で行なった．いずれも受感部の編射除桝こはクッキングホエ・−リレを利用したい なお，湿度の測 定にはアスマン通風乾湿計をこれと併用した‖ 水温 の測定位置は，水面と水面下5，10，20，50，150cm および地底等である．．ただし，水面は気層と液層の 界面であり，ここの測温は−・般に極めて困難である 為，熱電対を浮子にとりつけ水面に浮べて得られた 測定値を水面温度とした．これらの受感部ほいずれ もり・−ド線を介して堤より約35mの池内水面に浮 べた筏（15mxl．5m）にとりつけられており，陸 上の電子管式自動平衡型記録計に連結して連続自記 さ・せた．この時の筏の状態はFig2に示す通りであ
る．
Fig. 2. Assemblyof instruments.
水面蒸発量の経時変化は上原の考案になる水上用 大型自記蒸発計（1）（径60cm）を前述の筏近傍に浮べ，これを作動させることによって求めた‖ Ⅹ2点では測量用箱尺を用いて潮位観測を行なった．． Xa点においては出入海水温を測定した．ここでの測温は水門中央部にて魔法瓶で海水を汲みあげ0・10C 目盛の水銀温度計をこの中へ挿入することによって求めた．なお，水門における海水温には垂直傾度がほと んど認められなかったので，水面下約50cmから採水し，ここの温度をもって出入海水温の代表値とした． XA点は南水門の沖，約200mの点であって，ここに小舟を浮べ水面下約5cmのところで水銀温度計 （01℃目盛）を用いて水温測定を行なった． ⅠⅠⅠ 実験観測結果並びに考察 （1）放養期間中の接水気温と水温 微細気象要素の長期間にわたる観測は諸般の事情により極めて困難であったので，1965年には8月10日∼ 8月12日の2昼夜にわたり連続測定を行なったル しかし，これらの観測日が放養期間中の如何なる微気象環 境時に相当していたかということの概略を知る為に，施設内における定時観測資料の内，気温と水温の半句 別変化を調べてみた一．これらほFig・3に示す通りである． なお，Fig．3は施設の好意によって提供された資料によったものであって，9，12，15時の給飼時に水面上 1いOmと水面下1、5mで測定した値をそれぞれ日平均し，更にこれらを半句平均したものである．いま経験 的に知られているように，ハマチの摂飼が不活発になる上限水温を260C（2）とすれば7月中旬から9月下旬 に至る約70日間は260C以上となり，水温が上り過ぎていることになる．．特に観測当日を含む半句の平均水 温は29◇Cを越し，要注意水温が出現したので，夏期危険水温時（高温障書）における微気象要素の実態を把 握したいという初期の目的達成にとって極めて好条件であった．なお，放養開始時から9月中旬までは水温 より気温の方が高く水面の受熟となっている．これに反し，9月中旬以後は放熱に変っている．しかし，受， 放熱には界面水面の温度が一応基準になるが，この場合，水温測定を水面下1」・5mのところで行なっている ので以上の資料のみから受，放熱がこの通り行なわれたかどうかは即断できない．．
ご＝＝＝・−ニ≡こー■ナ二⋮一こ＝二−く ∴ 5 0 0 2 2 3 5 0 1 1 123456123456123456123456123456123456123456123
June
July
Aug． Sept・ Oct． Nov．， Dec． Jan．Figl3lSeasonalmarchofairandwatertemperatureinAdoikefishfarm，1965
（2）潮 位 前述したように，本施設は築捉式干満潮差型養魚場である為，海水の出入りほ潮位のみによるものである． しかるに出入水量は水温，溶存酸素畳等をはじめとして直接的，間接的に施設の生産性を左右する一次因子 であるので，観測当日における潮位の変化状態を明らかにしておく必要がある．潮候線はFig．4に示す通り である．なお，この場合の海水の出入畳は潮の相対的干満にだけ依存するので，Figい4の縦軸は東京湾中等 潮位を基準とせず，施設内の固定点を基準にとっている． Fig・4からわかるように，1日2回潮ではあるが日潮不等が極めて著しくあらわれている． （8）日 射 量 太陽放射は地表面近くにおいておこる物理現象の主エネル単一源であって，施設内微気象もこの例外では なく，これによって大きく特徴づけられるはずである．そこで短波放射量，反射盈，純放射盈の測定を行な ってみた．結果はFig・4に示す通りである．本図からわかるように，快晴日における短波放射量の経時変化 ほ理論値と同一Lの傾向を示し，日給盈は564cal・Cm￣2・day￣1であった．これに反し曇天日（雲量9∼10）の 日総量は268cal・CmL2・dayLJであった．またAlbedoは快晴日が67％，曇天日が43％であり，両日間の 差は水面の光学的特性が波立ちの度合などによって変った為であると考えられる．−・方純放射量ほ快晴日で 384cal・CmJ2・day−1，曇天日で167cal・CmJ2・dayMlであった．前述のように太陽放射が水温を始めとする環 境要素を大きく特徴づけるのであるが，本施設の場合，更に水門を通じて出入りする海水が担ってくる熱意 が考えられる．従って両者がどのように関係しながら施設に作用するかを日射量と潮位から考えてみる． 日射量の理論ピ−・ク時は−・定である．しかるにピ−・ク潮位やその発現時刻は日々変化するり 従って両要素 のかさなり具合が施設の生産性に大きな関係をもつことになる．．高温障害などその一例であろう．Fig・4の 快晴日について考えるならば，放射真の大きい時刻と引潮時が−・致している‖ つまりこの時刻にほ水門から 海水が流出しているのであって，水面に釆射する放射エネルギ・−・の一・部または全部を相殺するだけの冷水は どこからも施設内へば流入しない．．従って当然施設内水温は上昇し，もしこの時刻が上潮にあたっているな らば上述の両要素はある程度相殺しあうことになる．しかるに干満潮時はあらかじめ予測できるので水温の 季節変化に対してもそうであるように，これらの相投能力をも充分考慮した対策を講ずる必要があろう．な お，このことについては第Ⅱ報で詳述する予定である（8）小 （4）温度環境および接水気層の湿度 A）水温141 第19巻第2号（1968） ・﹁室・こ′三・ご■／・・−ンニ二二三一て＝：′三主二三⋮三三⋮こ＝二＝′。＝＝﹁二ニー≡＝ニl ⊥．ご ⊂⊃ の く：〉〇 ト くエ〉 Ln ぐYつ N N N ぐヾ N ⊂⊃ a‘∂Jnl℃J∂du∂1J∂叩爪pu℃JⅣ く＝〉 Ln ，＿」 ⊂⊃ トu叩・z−u〇・l℃〇・J3 ‘uo岬p℃甘
水温を主体とする魚の温度環境は施設の生産性を大きく左右する．特に築凝式施設においては流入，流出 水温が施設の優劣に対し決定的な意味をもつ場合が多い．．そこで南水門における水温の経時変化を測定した．． 結果はFig・4に示す通りである．Fig．4からわかるように，水門における水温は当然のことではあるが潮の 干満と一足の関係を萌している．すなわち上潮時における水門水温は外海水温にほとんど等しくなっている が満潮から引潮にかわる瞬間，水門水温ほほとんど施設内水温にまで急上昇している．．このように停潮を墳 として水門水温が明確に変っていることば施設全体としての熱収支にとって極めて重要な意義を有する．つ まり，施設内において局部的に海水交流の行なわれない個所があるとしても，流入水と流出水は潮の干満に よって一応完全に交換されることになる．．今，流入，流出水温の差を150C，施設内潮差を150cm，流入水 ほ施設内において完全に混合する等の仮定を設けて極めて大まかな概算を行なってみると，施設内単位断面 水柱当り約225cal／dayの熱交換が行なわれることになる．なお，熱交換の詳細については第Ⅱ報で報貸す る予定である（3）．前に上潮時に施設内へ流入する海水とそれに続いて起る引潮時に外海へ流出する海水とは a‘∂叩℃・柑dtu∂1糊甘爪puでJ！∀ ⊂⊃ ぐつ Ln
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「．≒
： 罵 a‘∂ユnl℃J∂du期J∂1甘皿puで里Ⅴ143 第19巻第2号（1968） ほとんど別の水塊であることを述べた．ではこの流出水は一・体どこの部分の水塊であろうか．本施設内にお ける流入，流出水の水平的な流れに関してはすでに詳細に論じられている（4）ので本報彗では垂直的，すなわ ち如何なる層の海水が主として流出しているかを考えることにする．Fig・4の潮候曲線からわかるように8 月10日の10時頃から16時30分頃までは引潮である．この間には当然水門から海水が流出しているのである が，その時の水門水温はFig．4のTG曲線からもわかるように施設内表面水温と同様な傾向で上昇してい るい 他時刻の引潮時における水門水温についても同様，施設内表面水温とほとんど同調するような変化状態 が認められ，全体として熱収支を反映したようなあらわれ方をしている．このことから判断すれば流出水は 太陽放射を主体とする諸環境要素によって㌧温度の日変化が顕著に左右されるような層の水，すなわち比較的 表層の水であることになる．ここで施設内における各層ごとの水温の日変化を示せばFig」5のようになるり Figノ5において水温の日変化が顕著に認められるのは精々水面下150cm程度までの浅層であって，それよ り下層の水温ほほとんど気象状態，昼夜等を反映した形ではあらわれていない．もし水面下150cm以下の 水が主として水門から流出するとすれば水門水温ほ日変化を反映した形ではあらわれず，平坦なあらわれ方 をするはずである．．以上の理由から流出水は比較的表層の水であることが一応結論づけられる．次にここで いう表層水としてほ水面下何Cmまでを考えたらよいかという点について考察する．Figけ5において水面と 水面下5，10，20，50，150cmおよび地底等各層の水温経時変化が示してあるが，これらの水温のうち，流 出時における水門水温と最もよく−・致する水温を選定したところ，水面下うOcm層における水温であった． 50cm層における水温の経時変化はFig4のT−SO曲線にも示してあり，両者，すなわち50cm層水温と流 出時水門水温はほとんど一・致していることがわかる… しかるに水温の垂垣分布ほFig・6に示すごとく，水面 下5cmから150cmまでほとんど一・走の勾配で減少してい る“従って・50cm層の上下の水が混合して一50cm層の水温 になる為には，水面下約100cmまでの水が混合すればよい ことになる．以上より流出水は水面下iOOcm，精々 ユ50cm までの水であろうことがうかがわれる．． 次に停潮を境として，稚く短時間ではあるが水門水温が不 規則に変動した．．これは停潮の前後に水門を通過する水が温 暖水塊，寒冷水塊のように水塊として移動する為であると考 えられるい 観測時にしばしばこのような現象を認めた．．施設 内水温の垂直分布はfig6に示す通りである．．この形状は， 貯水地などにおける観測値と歎似している一．このことば槻測 点が比較的海水交流のよくない場所であったことを示してい るが垂直分布中に何らやく層が認められないので何らかの緩 慢な交流が行なわれているものと思われる小 流出，流入時別 の垂直分布形をみても④⑨，伍）①，⑥①曲線はそれぞれほと んど同一・の値を示している．すなわち，流出時とそれにつぐ 流入時の垂直分布形はばとんど変っていない．．なお，図中 FlO（7∼10）などとあるのは上潮（10日，7∼iO時）を意味し， Eは引潮を意味する．昼夜別水温については，これだけの観 測資料からは何も演繹することばできない‖ 外海の水面水温Topほかなり顕著な日変化を示している．． もっとも外海とはいえ，観測点は板戸内の，しかも引田湾内 であるから，この実測値は極めて局所的な特性をあらわして
Air and water temper・ature，℃
23 24 25 26 27 28 29 30
Fig．6．Verticaldistribution of air andwatertemperatuTe，Aug 10∼12，1965 いるに過ぎないかもしれない．．この外海水温はFig．4からも わかるように，流入時の水門水温よりいくらか高い債を示している．これは，一児不合理にみえるが，前述 のように外海水温は水面下5cmの表層水温である．しかるに水門における流入，流出水にはほとんど温度の垂直傾度が認められないほど，混合が著しいので，流入時の水門水温がここでいう外海水温より低くあら われたものと思われるい B）按水気層の温度および湿度 各気層における気温の日変化はfig5に示す通りである… またその垂直分布形はFig・6に示してある． これらの図からわかるように，観測当日においてはほとんどすべて水面温度がもっとも高い値を示し受熟型 であった．．（ただし快晴日の12Ilr，13bIでは気温の力が低かに高くあらわれた−．）快晴日，曇天日における各高 度（0，10，50および100cm）の昼夜温度較差を示せばそれぞれ0．60C，300C，3．1◇C，330C（以上快晴日） 030C，2．40C，260C，270C（以上曇日）であった．これからもわかるように，低い気屑ほど水面の影響を強 く受けて温度較差も緩和されているい さらにこれらの差は快哨日の方が大きくあらわれているが，夜間温度 については両日間にほとんど差異が認められないり 従って昼夜の温度差は主として昼間の気象状態によって 大きく特徴づけられることになる… 流入，流出時別の差異はこの観測値からは明らかでないが，海水の出入 条件よりも，大気条件の日変化によって，より大きく左右されているように思われる．なお，50cm高度に おける相対湿度の経時変化は，Fig・4のようである． （5）水面蒸発盈 施設内における水面蒸発温の経時変化を示せばFig・7のようになるり 本図からわかるように，水面蒸発意 の日変化は極めて著しく，快晴日（At唱‖10）においては日射量と表面水温の経時変化を端的に反映した形で あらわれているい 最大値は044mm／hIで，15時にあらわれ，日射畳の最大時より・5時間の遅れがある．しか し表面水温はこの頃から18時頃まで超高温を持続する．その後，水面水温は次第に低下す−るが，Fig」6からも わかるように，夜間においても気温より水面水温が高く，主として両者における蒸気圧差によって夜間蒸発が 継続する．そしてての日の日総意は307mnリdayとなり，同日の高松気象台における計器蒸発盈（5．2mm／daY） の59％であった仲 0 00 TL‘・∈∈ ご○−完JOd空白 3 2 6 81012141618 20 22 24 2 4 6 Time FLig”71r Diurnalvariationsofevaporation，Aug10∼12，1965・ 昼天日（AL咽い11）における気象条件はFigり4に示した太陽放射量の変化状態からも推定されるように積め て不規則であり，従って水面蒸発盈の経時変化においても快晴日ほどの規則性は認められない．この日の最 大恭発盈は0′12mn／hであって13時にあらわれ，夜間蒸発はほとんと、零であった．．また日給盈は1．02mm／day で，同日の高松気象台における実測値（3．4mm／day）の30％であった．
14．5 第19巻第2号（1968） ⅠⅤ む す■ び この施設ば典型的な築堤式干満潮差型凄艶場であ？て，外港と施設とが明掛こ分離されており，施設特有 の微細気象環境条件が作りだされている可能性があるので，肇魚技術確立の十端に資するため施設内鱒微細 気象環境要素の測定を行なった．得られた結果を要約すれば次の通りである． （1）放養期間中の気温，水温はともに8月中旬において最大値を示し，ハマチの摂飼不活発上限水温（26 0C）以上の水温は7月中旬から9月下旬にいたる70日間にわたり出現している． （2）高水温障審は水温の季節変化の他に，さらに日射畳と潮汐の関係から考えられなければならない小 す なわち，日射盈が大きい時刻と引潮暗がかさなる場合には特に注意を要する．． （3）流入水と，それに引続いて流出する水は別の水塊であり，しかも流出水は極めて表層の水であって， 精々水面下150cmまでの水であると考えられる． （4）水温が気象要素の日変化を反映した形であらわれる水屑は水面下約150cmまでであって，それ以下 の層においてほ水温の日変化はほとんど認められない． （5）日水面蒸発慮ほ夏期の快晴日において，陸上の計器蒸発還の約60％程度である． 参 考 文 献 β〟汀．fd‘1dgrい ∬βgα抑α 助言ぴ，1g（2），14L7−1158 （1968） （4）Fuxu工〉A，K′，MAEXAWA，T．∴KoNO，Y∴：持‘カ 助JJ‖ダα‘dg7＼励即∽骨壷，18（1），34−47（1966） （1）上原勝樹：大型水面自記蒸発計の試作について， 農業気象，14（1），19∼21（1957）・ （2）井上裕雄，田中啓陽：瀬戸内海地域養成ハマチ の成長について，日水誌，32（7），558∼う64（1966）・ （3）UEHARA，M．，MATSUDA，M，KoNO，T”：Tbc鬼・
MicrometeorologlCalconditionof’theshallow−marine
facilitiesfbrpISCiculture
IAgeneralsurveyofmicrometeorologyln
Adoike丘sh farminmidsummerMasakiUEHARA，MatsujiMATSUDAandTakayukiKoN■O
Summary
Alittleresearchonthe重shenvironmentinthefarmhasbeenreportedduringthemany
yearsinJapan．Thisis sur・Prising becausethe piscicultureis of considerable economical
importanCein重sherysothatobtainingthebest construction ofthe facilities withr・eSPeCttO
theenvironmentalconditionisworth・While．Tomeetthispracticalinter・eSt，ageneralsurvey
ofmicrometeorolog・yinAdoike伝shfamwascarr・iedoutinmidsummer・，1965・Theresults
ar・eSummerizedasfbllows：
1）Thewatertemeratureabove260clasted70days（frommid−Julytotheendof
September）andthemaxlmumWatCrtemPerature，29・20cappearedinmid・August・
2）Toohighwatertemperaturefbrcultivationwas expectedin the midsummer when
theebbbegantostartatabout9：00inthemomlng・
3）Inflowwatermassandthesucceedingout瓜owmassweredi庁erent one another and theout点owmassbelongedtothewater・1ayernearsur・f左ce・
4）Thewaterlayerthetemperatureofwhichwasinfluenced bythediurnalmarches
Ofmeteorologic；・・lvariableswasatmost150cmdepthbeneaththesurface．
5）Evaporationofthe蝕・mfbrGnedaywasaboutO．6timesofthepanevaporation
WhichwasobservedatTakamatsuLocalMeteorologica10bservatory・
