日本海，島根沖における海洋温度差発電 （第1報：温度差海域の調査）

日本海，島根沖における海洋温度差発電

（第1報：温度差海域の調査）

山口 猛＊ ・田中 清裕＊＊

中根 重勝＊＊＊・栗須 正登＊＊

       An Electric Power Experiment

by Ocean Thermal Energy Conversion on Japan Sea

（The Investigation for Tepereture Difference Resouce）

       by

  Takeshi YAMAGUCHI＊， Kiyohiro TANAKA＊＊

 Shigekatsu NAKANE＊＊＊and Masato KURISU＊＊

  In 1982， authors made the experiment on Ocean Thermal Energy Conversion Power on the sea off the coast of Hinomisaki in Japan Sea．

  Before the experiment， authores measured the water tempereture of East China Sea and Japan Sea to find the most suitable place for the experiment．

  In this paper， as the first report of the experiment， the vertical water tempereture distribution is reported． After the examination， it is concluded that the sea area off the coast of Hinomisaki in Japan Sea is one of the most suitable place for the experiment．

1．緒  言

 海の表層と深層の温度差によるエネルギーを有効に 利用するためには，まず海中の温度分布を調査し，エ ネルギー利用に適した海域を見出すことから始めなけ ればならない．我々は，洋上での発電実験に先がけて，

東シナ海及び対馬海域において水温の実測調査を行な い，更には，昭和55年度の日本海・島根沖の海水淡水 化洋上実験の際に得られた日御崎沖における水温分布 の実測データをもとに，実験海域の比較検討を行なっ た．本報では，海洋温度差エネルギー発電実験の第1

報として，海洋調査全体を振り返り，以前報告した調 査結果も交じえながら，東シナ海及び日本海の水温分 布について報告する．

2．測定装置

 水温の測定には，米軍により開発された略称XBT 水温記録装置を使用した．これは，海中の温度分布を 自動的に測定し記録するものであり，その原理は，水 中に投入した物体の水中落下速度が一定であることに 着目し，水中での落下時間が，水深と1：1に対応す

昭和58年4月30日受理

 ＊長崎市役所（Nagasaki City office）

 ＊＊機械工学科（Department of Mechanical Engineering）

＊＊＊・Y学部（Fisheries）

ることを利用したものである．投入物体（プローブ）

の先端には，温度センサーがつけられており，センサ ーの水温による抵抗変化を細い銅線にて有線で船上の 記録紙に送る．図．1に水温測定プローブを示し，そ の外観を図．2に示す．装置の基本回路は，図．3の ように水温測定プローブ先端の温度センサーの抵抗 Rsを一辺とするホイートストンブリッジ回路を用い たものであり，その変化により，記録ペンがサーボア ンプAとサーボモータBを格用したサーボ回路で自動 的に水温に追従するようにしている．図．4に水温測 定プローブの投入状況を示す．このように航行中の船 からプローブを投入すると，プローブは水中を6．31m／

s±0．7％の速度で落下し，それに伴なう水温変化が，一 2〜35℃の範囲で，±0．1。Cの高い測定精度をもって記 録される．

3．測定結果 3．1 東シナ海

 まず我々は，昭和54年6月29日から7月4日の間，

実習船「長崎丸」に便乗し，東シナ海における水温分 布を，図．5に示す10ヶ所について測定した．ここで は，この研究に関係の深い2ヶ所を抜粋し，その温度 分布を図．6に示す．海面と水深500mの点における温 度差を見た場合，Nα1の海域においては，17．5℃， Nα8 の海域におちては15．1。Cがそれぞれ得られた．

3．2 対馬面高

 次に我々が測定したのは，黒潮が東シナ海から日本 海へ流入する入口であり，シベリア地方の冷海水が到 達していると思われる下関と韓国の釜山とを結ぶ直線 上の海域であった．図．7に●印で示したのは，昭和 54年9月5日に18ヶ所に分けて測定した地点であり，

○印は，昭和54年9月8日に14ヶ所に分けて測定した 地点である．その測定結果の中から，9月5日に測定 したものについて，海底の深度が200mを越える付近の 海域を選んで温度分布を示したのが図．8である．そ れによると，この海域では，水深100mからの温度減少 の様子が東シナ海のものとは大きく異なり，急激に温 度が減少し，水温は水深200mで4℃まで下がってい る．表層との温度差を見ると，約20℃が得られること が分った．図．9に，対馬海峡の等温分布図を示す．

これは，9月15日に測定した温度分布を等温線で結ん

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Potential Meter

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Fig． l Probe（XBT）

Fig．3 Cir㎝it of XBT

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Fig．2 The appearance of the Probe

Fig．4 The condition of throwing down the     Probe

NO．8  NO．9

KYUSYU

32『N

一NO．7

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30（N

NO．6 0．4 NO．5 0．3

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28『N

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OKINAWA

1260E 128。E 130。E

Fig．5 The observational position in the     East China Sea

で得られたものである．

3．3 日御崎沖

 当，研究室では，昭和55年7月，島根県日御崎沖で，

海水淡水化実験を行なった．その際に水温分布を実測 した測定点は，図．10に示す2地点である．その2ヶ 所の測定点は，いずれも海底の深度が急激に増加を始 めている地点に位置している．図．11にその温度分布

100

㎜

500 解

10     20    30。C 10   20   30。C

NO．1

100

300

500 彿

NO．8

Fig．6 The temperature distribution in the     East China Sea

、

17

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       15

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KYUSYU

128QE 129。E 1300E

35（N

340N

F三g。7 The observational position in the Tsushima Straits

100

150

㎜

10  20  30℃

NO．13

10  20  30℃

50

100

150

㎜

解

10  20  30℃

50

100

150

200 π

10  20  30℃

を示す．温度低下の様子は，対馬海峡と同様に，水深 100m付近から水温が急激に減少しており，7月24日に 水深210mで得られた2．09℃という値は，我々が実測し たデータの中で最も低い値であった．

50

100

150

200 翅

NO。16

Fig．8 The temperature distribution in the     Tsushima Straits

4．日本海の水温分布

 次に，日本海の夏期における水温分布について述べ る．図．12＊に示したのが，その分布図であるが，これ は，人工衛星から得られる海面の水温分布を統計的に 処理して，日本海を3つの海域に分類したものである，

同図より明らかなように，日本海はリマン海流の影響 の強いAの海域と対馬暖流のCと，両者の混合海域B の3つの海域に分類されることが知れる．また，その それぞれの海域における水温分布を図．13＊に示す．そ れによると，大陸に近い海域ほど表層の温度が低く，

また，海の深度に伴なう水温低下が急であるという傾 向にあることが分る．日本海の水温が上述のような傾 向を示す理由は，つぎのFig．14に示すように，対馬暖 流の主流は対馬海域を出た後，間宮，宗谷および津軽

KOREA

18   17161514131211   10    9    8 3   2  1 KYUSYU

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Fig．9 The temperature distribution in the Tsushima Straits

＊海上自衛隊の御好意により提出の資料

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37『N

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 Fig．10 The observational position off the      coast of Hinomisaki

0 10     20     30℃    0 10   20   30℃

≒i繋

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240E  128。E

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1320E  136。E 1 ^{OE  144。E} Fig．12 The classification of Japan Sea     into three areas

48『N

44 N

409N

36『N

32『N

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100

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200

50

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150

㎜

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Fig．11 The temperature distrlbution off     the coast of Hinomisaki

海峡へ向けて北東するが，これに地球の自転に起因す る反時方向の環流が加算されるためである．日本列島 に対馬海流が近づくこと温度差エネルギーを利用する 観点からは日本に好都合である．反時計式の回流のた めに北朝鮮海岸には冷海水が浮上することが報告され ておる．冷海水も海洋温度差利用の観点からは有効な 資源であるので注目すべきことである．日本海は場所 により，水温低下の様子は各海域で異なるが，水深350 m以下では，どの海域でも水温がほぼ等しくなり，そ の値が1℃以下まで下がっていることが分る．このこ とはまさに，日本海深海に蓄えられた莫大な冷海水の 存在を物語るものである．深度200mと表層との温度差 は，どの海域でも約20℃となっている．

官 ヨ8

∩ 0

Water temperature（。C）

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Fig。13 The temperature distributi6n of     Japan Sea

5．日御崎海域水温の季節変化

 深海の冷海水温度は，季節を通じてほとんど変わら ないものと考えられる．そこで，次に我々は，季節に よって深層と表層との温度差がどのように変わるもの かを見るために，表層水温度の季節変化を調べること にした．図．15＊＊に示したのが，日御崎海域における 表層水温度の月別変化である．これによると，日御崎海 域の表層水温度は9月がいちばん高く，その値は約270C まで上がっている．従って，この時期における温度差は，

水深200mと表層との間で約250C得られることが分る．

6．結  論

 我々が水温調査を行なった海域は，図．16に示した 黒潮の流れからも明らかなように，どれも暖流の影響 を受ける海域であった．対馬海峡及び，日御崎沖にお ける表層付近は，その影響で，広範囲に温度一定であ り，深度に伴なう温度減少が小さい．しかし両海域と も水深100m付近から水温が急激に減少し始め，水深 200mで対馬海峡は4℃，日御崎では約2℃という値が それぞれ得られた．この急激な温度減少は，日本海の 深海に蓄えられた冷海水の流れ込みによるものと考え

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Fig．14 Curr㎝t path of Kuroshio in Japan Sea

＊＊l田海上保安庁測定の資料

られるが，日御崎沖の海域は，海底の深度が日本海深 海へ向って急激に増加しているという地形的条件から，

日本近海において，その深海に蓄えられた冷海水に浅 い深度で効率よく汲み上げることのできる数少ない好 条件の海域となっており，海洋の温度差エネルギーを

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Fig．15 The seasonal change in surface water     temperature of the experiment area

利用するにあたっての最適な海域の一つであると言え

よう．

 終りにのぞみ，この研究には多数の方々の御協力を 頂いたが，東シナ海での実験には，長崎大学水産学部・

長崎丸の矢田船長以下乗組員各位の御協力があったの で実施出来たことをここに記して謝辞に代える．また，

日本海入口の海水温度分布の測定には関釜フェリーを 利用した．船位の実測等にはフェリー乗組員の御手数 を煩わせた．日本海表面の水温分布の統計処理は，海 上自衛隊の御指導を受けたものである．実験海域の月 別温度変化のデータは浜田海上保安庁より提出頂いた

ものであり，ここに記して厚く感謝の意を表する．

参考文献

1）栗須，工業材料 12巻，P28〜37，昭57−7．

2）栗須，高橋，山田，小関；機i械学会講演，Nα813−

 4，日召56−7， P123．

3）東，田中，栗須；長大工報，17号，（昭和56−7），

 P29．

4）栗須；日本機械学会誌，Vol．85，恥764（昭57−7），

 P740．

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Fig．16 The warm current（KUROSHIO and Tsushima Current）

5）Kurisu， Hsieh， Uto；長大工報，19号，（昭和57−   6）栗須，青山，中根，東；societe francojaponaise  8）， P7．      d oce anographi，（1983−3） ， P37