TECHNICAL REPORTS OF THE METEOROLOGICAL RESEARCH INSTITUTE No.5
HORIZONTAL DISTRIBUTION OF TEMPERATUREIN400m
(OR5・・m)AND1…ゆEPTHINSEASOUTHOFHONSHU
JAPAN AND WESTERN−NORTH PACIFIC OCEAN FROM1934TO1943AND FROM1954TO1980
By
ocEANoGRAPHlcAL DlvlsIoN,MR I
気象研究所技術報告 第5号
本州南方海域水温図一400m(又は500m)深と1 1000m深一(1934−1943年及び1954−1980年)
気象研究所海洋研究部
気象研究所
METEOROLOGICAL RESEARCH INSTITUTE,JAPAN
MARCH1981
Meteonolo91ca1Researchlnstitute
Established in 1946 Director : Dr. J。 Kobayashi
Forecast Research Division Typhoon Research Division
Physic吊IMete・r・1・gyResearchDivisi・n Applied Meteorology Research Division Meteorological Satellite Research Division
Seismology−and Volcanology Research Division
Oceanographical R今search Division Upper Atmosphere Physics Research Division
Geochemical Research Division
Hea(1= Dr. E. Uchida
Eea(1: Dr.A.Katayama Head3 Mr. J. Kubo
Head3Mr.N.Murayama
Head: Dr. K. Naito Head= Dr. N. Den
Head: Mr.
Head: Dr.
Hlead: Dr.
S. Klonaga M. Misaki
M.Owada
1−1,Nagamine,Yatabe一一Machi, Tsukuba」Gun, Ibaraki−Ken 305, Japan
TechnicalReportsoftheMeteorologica1Researchlnstltute
Editor−in−chief3 Dr.A.Katayama
Editors3 Dr. T. Tokioka Dr. T. Furukawa Dr. T. 且anafusa Dr. S。Arakawa Dr.T.Takashima Dr.M.Katsumata Dr. L Isozaki Dr.K.Murai Dエ。Y. Sugimura Managing『Editor: Mr. M. Sekine, Mr. E。 Nishimura
rθohnゼoαZ・RθPorカs Olヂ カhθ κθカθoroZo9乞oαZ・∫〜θsθαroh ヱins力乞力z乙診θ
has been issued at irregular intervals by the M:eteorological Research Inst‡tute since l978 as a medium for the publication of survey articles, technical reports, data reports and review articles on meteorology, oceanography, seismology an(玉 related geosciences, contributed by the members of the MRI。
本州南方海域水温図一400m(又は500m)深と1000m深一
(1934−1943年及び1954・一1980年)
気象研究所海洋研究部
概 要
1975年から1980年にわたって,東海道沖で黒潮の流軸が離岸し,いわゆる黒潮大蛇行(大 冷水域の発生と同義)の現象が起った。この現象は戦前には1934−1943年,戦後は1953−
1955年,1959−1963年にもみられ,今回は12年ぶりに発生したもので,時間的空間的規模 は他の戦後2回のものに比して大きく,戦前のものに匹敵している。
1975年夏に大蛇行にともなう大冷水域が東海道沖に定着したほぼ半年後に,この現象がその 後数年問継続する見通しがついた頃,故吉田耕造東京大学教授の呼びかけで,日頃黒潮を調査研 究している官庁,大学の人々によって「黒潮懇談会」が組織された。この会では黒潮に関する種 々の情報をもちより討論する集まりを定例的に行っており,1976年には文部省の科学研究費 による総合研究「黒潮大蛇行と大冷水塊一その消長と予測に関する研究」が発足した。一方科学 技術庁は政府間海洋委員会(I O C)による黒潮共同調輩(C S K)の一環として,特別研究促 進調整費による「黒潮国際共同調査に関する総合研究」を1965−1969年の5ケ年にわたって 実施した。(この研究はその後も継続され1979年2月東京で行われた第4回C S Kシンポジゥ
ムによって終了した,息の長い仕事であった。)
またわが国の海洋開発の一っの柱として,黒潮の持っ莫大な生物生産力,エネルギーの利用,
黒潮のもつ海洋浄化能力の活用および黒潮の変動機構の解明自体を含む,黒潮の総合的開発を目 的とした「黒潮の開発利用調査研究(K E R)が1977年に始まり,6ケ年計画で実施中である。
気象研究所海洋研究部ではこれらのプロジェクトに直接的,間接的に関りをもちながら,経常 研究「東海道沖冷水域に関する研究」や準特別研究「東海道沖の冷水域の消滅機構に関する研究」
を実施した。これらの研究では,東海道沖の冷水域や四国沖暖水域の水温精密観測を行うと共に,
第2次大戦後定期的な海洋観測が行われるようになった1954年以降,気象庁と海上保安庁によ り観測された「本州南方海域」の資料を再検討し,大蛇行の発生,維持,消滅機構について調べ,
また,C S Kの資料を用いて更に広い海域の海況について解析した。第2次大戦前の観測で利用 できる資料として1934年から1943年までのものがあるが,このうち1 936−1942年にわた って海軍水路部が行った一斉観測の膨大な資料も別に解析した。この期問の解析にっいては都合 により,水深400mのかわりに500mの水温図を用いた。特に1939年夏の観測は80N以北,
165,5。E以西の北太平洋西部海域で緯度1度,経度1.5度ごとの格子間隔で1000m深までの
各層観測を14隻の主としてキャッチャーボートにより40日間をかけて実施している。また 1940年夏には200N以北,1450E以西の海域と,海域こそ狭くなっているが,緯経度40/
ごとの格子点で同様の観測を実施している。この観測は世界的にみても今後再び企画,実施され ることがないと思われるほど大がかりなものであった。
上で述べた各種の解析の結果はそれぞれ報文として印刷されているが(別掲),この解析作業 で得た一連の水温分布図は今後の海洋研究の重要な基礎資料であるので,ここにまとめて刊行し 大方の利用に供したい。
第1章では水温分布図作成の意義について概説する。
第2章では1954年から1980年までの,水深400mと1000mにおける水温水平分布図を示
す。
第3章では1934年から1943年までの,水深400mにおける水温水平分布図と,1936年か ら1942年まで海軍水路部が行ったr斉観測の際の,水深500mと1000mにおける水温水平分 布図を示す。
1944年から1955年までの期間にっいては観測資料が乏しいのでここでは省略した。
第1章 水温水平分布図作成の意義
通常測定されている海洋要素のうち,水温と塩分量は海水密度,したがって傾圧的地衡流,の 計算に用いられることはよく知られている。またこの力学的計算を通して得られる,地衡流によ る熱や塩分の輸送等の量は海洋学では重要な要素である。
しかし,さまざまな困難性の故に海洋で取得される測定値は,海面水温を除くと,それほど多 くなく,時間的空間的な変動を解析するためには,最も多く観測されている水温のみを利用する ことの方が効果的な場合が多い。幸いなことに本州の南方海域では水塊の構成が比較的単純で,
表面における種々の交換量の影響の少ない季節サーモクライン以深ではT−Sの関係はほとんど 一定していて,第1近似的には水温のみから密度構造の推算ができる。したがって一定深度の水 温分布をそのまま地衡流の分布とみなすことができる。
B T(Bathythemograph)の禾1』用が普及したのにともなって250m層までの水温が多く得ら れるようになり,海洋表層の季節変動の影響の少ない層として200m深が選ばれ,海況変動の解 析に使われてきた。特に200m深の15℃水温が黒潮の最強流帯に相当するものとして一般に扱 われている。事実この方法は黒潮の流路,黒潮の北側における冷水域の挙動などの研究には非常 に有効であった。しかし黒潮の南側の高温域においては,高温渦の特性から200m深では周囲に 比してやや低温を示すこともあり,黒潮から切離してできた冷水渦との区別がつかないという欠 点を内蔵している。
これを克服するためには,資料は著るしく少なくなるが,暖水域の主体となっている亜熱帯中 層水のほぼ中央部を占める400又は500m深の水温分布を使用することが望ましくなる〔最 近ではXBT(Expendable Bathythermograph)の使用が増加してきて460m深までの水温 が連続的に得られるようになり,資料数もかなり多くなってきている〕。われわれは黒潮の蛇行,
したがって東海道沖の冷水域の発生と,黒潮沖合い暖水域の関係を研究する一っの手段として,
既存の資料から400m深の水温図を作成した。1944−1953年の間は資料が少なく時間的な連 続性には欠けるが,1934−1980年の間に発生した4回の大冷水域の発達時期はほとんど全 部含まれていて,冷水域の存在の有無と黒潮の南側の海況の変動があざやかに写し出された。
一方,大西洋におけるMO D E計画(Mid Ocean Dynamic Experiment)が成功的に終了 し,大洋の中規模渦や深海流の存在と海底地形による海況変動が注目されてきている。本州南方 海域では,地衝流の計算には便宜上1000m深を基準面即ち流れの無い深さと仮定している場合 が多く,実際の海洋観測も,1000m深まで行われていることが多い。したがって深い方の代表
として1000m深の水温図も作成した。400m深に比して更に資料が少なく,暖冷水域の位置や 中心の温度が正しく表わされていないかも知れないが,等温層で囲まれる領域の形状と水温値よ り判断すれば冷水域の消長と関連した長期変動を伺うことができる。
1934−1980年の47年間,うち10年間の欠測期間はあるが,本州南方海域での水温図を 時間を追って示すことにより,黒潮研究の資料として利用できると考える。
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この報告は当所海洋研究部,小長俊二,西山勝暢(現在は函館海洋気象台)石崎 廣,の3名 を中心に行った研究の一部である。作図は主として西山勝暢が担当し,補助として,佐原美穂が あたった。
また黒潮懇談会の報告書からも一部転写し時間的な空白を避けた。
使用した資料および図集および関連報告物は次の通りである。
黒潮懇談会編 (1978);黒潮大蛇行と大冷水塊1,32−60,
・ノ (1979):黒潮大蛇行と大冷水塊E,1−61,
中央気象台(1947−1956):海洋,海上気象観測資料・vol・1〜17,
気象庁(1957−1980):海洋,海上気象観測資料,vol.1ε〜64,
海上保安庁(1951−1978);水路要報 ,vol.27〜99,
〃 (1954−1955)1海洋概報増刊号,vol.13〜17,
〃 (1980):海洋概報 神戸海洋気象台 (1980):海洋速報
関連研究報告
小長俊二,1978a:過去の冷水域発生時に生じた他の現象について,黒潮大蛇行と大冷水塊 一その消長の予測に関する研究,黒潮総合研究グループ,130−143.
1978b:黒潮の変動,号外海洋科学,2,67−80.
小長俊二,西山勝暢,1978:切離した黒潮冷水塊《曳はるかぜ の挙動と海山 気象研究所研究 報告 29(3)151−156.
小長俊二,西山勝暢,石崎 廣,半沢洋一,1980:屋久島南東線の地衝流,うみ,181−16.
小長俊二,西山勝暢,石崎 廣,1980b:屋久島南東線での地衡流,黒潮大蛇行と大冷水塊 一その消長と予測に関する研究,黒潮総合研究グループ,130−143.
西山勝暢,小長俊二,石崎 廣,1978:黒潮大冷水域の水温構造の観測,号外海洋科学2 60−66.
1980a:黒潮大蛇行と四国沖の暖水域について,気象研究所 研究報告3143−52.
1980c:黒潮大蛇行と大冷水塊一その消長と予測に関する 研究,黒潮総合研究グループ 122−129.
1981:黒潮大蛇行と北太平洋の海況,準備中
西山勝暢,石井春雄,1980d:1976年11月〜1979年10月の200m,400m水温図,黒
潮大蛇行と大冷水塊『その消長と予測に関する研究,黒潮総合研究グループ,1−61.
KONAGA,S。,K。 NISHIYAMA andH.ISHIZAKI:Some effects of seamomts
on the Kurosh玉o flow path,Proceedings of the fourth CSK,Sympo−
sium,Tokyo,218−231.
KONAGA,S.,K. N I SH I YAMA and H.I SH I ZAK I,1980b:Geos trophic t rans−
port in t至e East China Sea and south of Yakushima Island,…A case study。Oceanogr.Mag.31,33−40.
NISHIYAMA,K.,S.KONAGA and H.ISHIZAKI,1980b:The cold water eddy observed far south of Shikoku in September1979,0ceanogr.Mag.,
31 27−32.
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Eorizontaldistributionoftemperatureat400m
(or500m)andlOOOmdepthinseassouthof
Honshu, Japan, and the western North Pacific Ocean from l934 to l943 and from l954 to l980
Oceanography DivisiOn of M:eteorological Research Institute
Japan
Abstract
AratherstablemeanderoftheKuroshioflowpathsurrounding
the cold water region south of Tokaido, continuing over several years, has been seen several times since l934, that is, 1934 to l943, 1953 to l955, 1959 to 1963, and l975 to l980. The first and the last of these were very similar in their−behavior and duration.
The study of the Kuroshio south of Honshu,Japan, seems to have been confined to the mechanisms of the generation and decay of the cold water region, but they have not yet been thoroughly investigated.
Among many methods of studying the events, one of the simplest and clearest for u耳derstan(iing the variabilities of oceanographic conditions including the generation and d♀cay of the cold water region is to see the historical thermal maps at some depths below the surface mixed layer in which seasonal variability is remark−
able.
The results shown here have been obtained by the Oceanography Division of 亡he Meteorological Research Institute in the course of studying the development and decay of 亡he cold water region south of Tokaido generated in l975, by the aid of the Working Group on the Kuroshio called, Kuroshio Kondankai ,which was established by the late:Professor Kozo Yoshida, University of Tokyo, in:February l976,half a year after the development of the Kuroshio meander in l975. Thereafter,meetings have been held
about once a month, and the proj ect :Large−scale meander of the Kuroshio and the associated cold water mass plann6d by the group was carried out, financially supported by the Scientific Grant defrayed by the Ministry of Education。
On the other han(1, the Science and Technology Agency supported the Cooperative Study of the Kuroshio and A(ij acent Regions ab一一 brevated,CSK, from ll965 to 1969,which had been advanced by the
Intergovernmental Oceanographic Co㎜ission(工OC)since l962。They also began, in l976, to conduct a six−year research programme of the Kuroshio, the Kuroshio Exploitation and Utilization Research , abbrevated KER. The purposes of KER are the exploitation and
utilization of the Kuroshio energy and productivity, the study of the ability of the Kuroshio to clean up the marine environment,
the dynamical explanation of the variability of the Kuroshio, and
so forth.
Besides participation in these proj ects, the Oceanography Division of 亡he Meteorological Rese4rch Institute has procee(1ed their researches on the Kuroshio meander entitled A study of the generation and decay of the cold water region south of Tokaido
and, A study of the皿echanism of the d.ecay of the cold water region south of TokaidoI㌧ In ord,er to investigate into this mechanism,
they observed the precise thermal structure in the cold water region south of Tokaido and in the wam water regions south of Shikoku and of Lake of Hamanako across the Kuroshio. With the aid of other available data, they have arrived at the conclusions that the warm water regions revealed slightly different features from each other, that a well developed thermostad,a thickness of which
develovedabout200minvertical,havingnearlyconstanttemper−
ature and salinity,was observed in the warm water regions south of Shikoku and of ILake Hamanako, that the thermostad in the former was higher in temperature and shallower in location than in the latter, that a solitary cold eddy was observed just south of the
satisfactorily explained the behavior of the warm water regions concerning the generation and decay of the cold wa亡er region south of Tokaido.
In addition to these newly observed data, they analysed the historically obtained data since l954 south of Honshu, the CSK data from l965 to l969 and the Issei Kansoku (i.e., simul亡aneous observations) data,prompted by the Hydrographic Office of the Japanese Navy, from l936 to 1942 in 亡he western North Pacific around Japan. Worth of special mention are the observations in the summer of l939,which were performed with the mesh size of latitu(ie l。 x longitude l.50 0ver a large area north of 80N and west of l65.5E, setting l4vessels in motion for 40 d,ays. Though
the observation region in the summer of l940was somewhat reduced,
in area compared to that in the previous year, i.e.,north of 200N and west of l450E, the mesh size was refined 亡0 40曾x 40一.
These figures suggest that the wam water region was laid,
along the Kuroshio flow path in the east−wes亡 direction during the time when there was no Kuroshio meandelf,but they seemed to pro−
long rather north−south direction d,uring the time when there was the Kuroshio meander. These imply that an important controlling factor of the Kuroshio meander may be the behavior of the warm wa亡er region south of the Kuroshio.
Inspite of the large gap in (1a亡a from 1944 to l953, during and after Worl(1War 工1, the remarkable periods of the Kuroshio
meanderwereallinCludedinOuranalySeS.
In the first section, it is shown why we select thermal maps
atthedepthsof400an(ilOOOmlayer亡oshowthevariationofthe
oceanographic conditions. In the second section are shown thermal
mapsat400andlOOOmsouthofEonshu,Japan,froml954tol980.
ク
エn the third sec亡ion are shown the thermal皿aps at 400m d,epth
southofEonshufroml934tol943andthoseat500andlOOOm
depths in the western North Pacific Ocean from l936 to l942. 工n the :[igures dots represent the observation stations・ Observed
months and years are also cited・
Ofthesemaps,thoseat400mlevelfroml976tol979are
also『shown in the reports The Kuroshio meander and cold water 皿ass issued.by the Kuroshio Working Group (1978, 1980).
Data used in the report are available in Hydrographic Bulle−
tin and Data Report of Eydrographic Observations issued by the Japan Maritime Safety Agency, and The Results of M:arine Meteorol−
ogical and Oceanographical Observations by the Japan Meteorolo9−
ical Agency.
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気象研究所技術報告
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気象研究所技術報告
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気象研究所技術報告
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第5号
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