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東支那海における次層水の塩分値から黒潮流量変動を知る可能性について

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(1)

東支那海における次層水の塩分値から黒潮流量変動

を知る可能性について

著者

茶圓 正明

雑誌名

鹿児島大学水産学部紀要=Memoirs of Faculty of

Fisheries Kagoshima University

21

1

ページ

23-30

別言語のタイトル

A Possibility of Findings the Variation of the

Kuroshio Transport from the Value of Salinity

of the Subsurface Water in the East China Sea

URL

http://hdl.handle.net/10232/13745

(2)

Mem・Fac・Fish.,KagoshimaUniv、 Vol、21,No.1,pp、23∼30(1972)

東 支 那 海 に お け る 次 層 水 の 塩 分 値 か ら

黒 潮 流 量 変 動 を 知 る 可 能 ' 性 に つ い て

茶 円 正 明 *

APossibilityofFindingtheVariationoftheKuroshio

TransportfromtheValueofSalinityofthe

SubsurfaceWaterintheEastChinaSea. MasaakiC直AY3N Abstract InordertofindthevariationoftheKuroshiotransportintheEastChinaSeafromthe oceanographicelements,suchastemperatureorsalinity,therelationsbetweenthetotal transportandtemperaturesorsalinitiesofthedifferentwatermassesconstructingthe Kuroshioarediscussed,basedonthegeostrophictransportoftheKuroshiodividedby everyloCintemperatureandO、1%oinsalinityontheT-Sdiagram・Thematerialsused inthisstudyaretheCSKoceanographicdataalongl25oEoccupiedbytheKeitenMarUand theKagoshimaMaruinAprilandAugustofl965tol970・Theratioofthepartialtrans-portofthesubsurfacewater(thermostericanomaly440cl/t-240cl/t)tothetotaloneis about40%bothinAprilandAugust・Aninstructiverelationisfoundbetweenthetotal transportoftheKuroshio(Ttkm3h−1)andthesalinityinthecenterofthesubsurfacewater (S%0):Tt=210(S-34.5)+35,wherethevalueof34、5isadoptedforthestandardvalueof salinity・ThisfactsuggestsapossibilityofnndingthevariationoftheKuroshiotransport. 1 . ま え が き 東支那海において,黒潮はその流路に沿って異水系水塊と接触し,海況変動に大きな影響を与 え,又,低気圧の発生,発達などの気象学的問題や水産海洋学的諸問題とも深い関係がある.束支 那海についての多数の研究は,黄海冷水,陸棚水を主体にした海況変動に重点がおかれており,黒 潮については,たとえば,Koizumi(1962)が表面水温の季節変化の研究において一部に論じて いる程度である.黒潮の変動に関しては,東支那海北端における対馬暖流について,日高,鈴木

(1950),南日,藤木(1967)の研究があり,黒潮の東支那海からの流出域である屋久島近海の黒潮

の変動を論じたTsuchida(1971)の研究があるが,発源域に近い黒潮の変動について特に論じた

ものは少ないこれは黒潮流域での組織的観測資料が少ないことによると思われる.1965年CSK

が実施され,東支那海の黒潮について,各機関により組織的な観測が多くなされ資料の蓄積がなさ れつつある.TakahashiとChaen(1967,1969,1971)は,鹿児島大学のCSK観測結果より, 125.E線上の黒潮について,1965年から1968年までの4年間の春季と夏季の流速,流量などを論 じた.本研究は,上記の研究を契機に,東支那海へ入った黒潮の変動を,水温,塩分などの海況要 素から知る手段を見出すことを目標とし,黒潮流量の変動と黒潮を構成する水塊の水温,塩分値と *鹿児島大学水産学部漁場海洋学研究室(LaboratoryofOceanography,FacultyofFisheries,Kago‐ shimaUniversity).

(3)

2 . 資 料 と 方 法 用いた資料は,上記高橋,茶円の研究に使われた1965年から1968年までの4月と8月(1965 年は8月の象)に実施された東支那海125.E線,32.Nから20.Nまでの観測結果(Oceanogra‐ phicDataofCSK,鹿児島大学水産学部,1970)と1969年以降も引き続き同一観測線を4月に実 施している観測結果である.本研究には,他機関の実施した資料は用いていない.Fig.1に示すよ 12i・E123fE12goE127E12ずE うに,用いた資料の測点間隔は30海里である. 24 得られたT-Sdiagram上の水温1°C,塩分0.1%の範囲で細分された地衡流量の,1966年と 1967年の4月と8月のものをFig.2に示す.図中,同一水温範囲で,塩分区分の流量が連続して いなく欠けているところがあるが,これは,その水温範囲での塩分の傾度が大きいことによるため である.従って,水温,塩分の区分の範囲を1.C,0.1%より更に小さくとれば連続したものにな る.表層で同一水温範囲の流量が,塩分区分で大きくかけはなれているのは(たとえば,Fig.2

(b)の水温20°C以上,Fig.2(d)の水温25°C以上),明らかに異水系水塊の接触を示している.

各年の4月と8月の最大地衡流速,全地衡流量,部分流量(後述)をTablelに示した.最大地 衡流速と全地衡流量の年による差異は,1965年から1968年までの結果についてTakahashiと Chaen(1971)により,又,1969年と1970年の4月の結果はYuwaki(1972)により論じら れている.ここでは,黒潮を構成する水塊を表層水,次層水と中層水に分割し,流量構造の状態 を考察する.分割された水塊の流量を全流量に対し,部分流量と呼ぶ.これらはthermosteric 3.黒潮を構成する水塊の流量 の関係を論ずるものである. 1 2 1 ・ E 1 2 3 f E 1 2 生 1 2 E 1 2 j E に横断して得た流量と大差ないものと考えられ Fig.1.Mapshowingtheobservationsta-tions(circles).Dash-dottedline る. indicatethedepthof200m・ 黒潮を構成する水塊の流量とその代表水温, 塩分値を求めるために,MontgomeryとStroup(1962)が提出したT-Sdiagram上の流量を 求める方法を用いた.実際計算には,Masuzawa(1964)が北赤道海流の流量を求めるために行っ たやや簡略化された方法を用いた.本研究では,T-Sdiagramの水温と塩分の分割をそれぞれ 1°C,0.1%の範囲で行った.地衡流速は,1,200mを基準面にとり求めたものである. 又,資料の処理方法も,たとえば,陸棚傾斜面

2jN上の流速分布の計算方法(Groen,1948)など

同一方法によっている.従って,地衡流速,流 量 な ど の 季 節 変 化 , 年 に よ る 差 異 を 論 じ る 場 合,常に問題となる測点間隔,資料の精度の相 27N 異などから起る見掛上の差は考慮-する必要はな いと考えられる.地衡流速,流量の数値として 25fNは,観測線がFig.1にふられるように,黒潮 をほぼ斜めに横断しているため,流向に対して 直角に横断して得たものに比較し,流速の値は 23。N小さいが,流量は断面積が大きくなるので直角 鹿児島大学水産学部紀要第21巻第1号(1972) 29fN 27.N 2曲

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(4)

/b。 4.0 茶円:東支那海における次層水の塩分値から黒潮流量変動を知る可能性について 50 25 。/oo 34.0 35.0 Fig.2.GeostrophictransportoftheKuroshio(km3h-1)dividedbyeveryl・OoCin temperatureandO、1%oinsalinityontheT-Sdiagram. ぅtdItrdngDortlO8 q/bo 34.0 35.0 ⑥︲3 Fig.2.(b) TotqltrqnsportlO5、6(kmJhFI) TotQItrqnsportlOa5(kmgh,) 3 Fig.2.(c) Totq【trqnsport91J(k、 S q r 、 1 0 1 5 2 0 2 5 3 0 _ o , ‐ 1 , 1 5 フ 0 2 5 3 0 F ◎ 戸 1 , 1 5 2 0 2 5 3 0 n ノ 、 UOOq

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(5)

105.6 108.5 99.8 136.4 124.1 鹿児島大学水産学部紀要第21巻第1号(1972) 20.3 17.7 16.1 19.6 21.5

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引 6 7 A TotQItrQnsport133.3(km3h1) Fig.2.(d) Table1.Valuesofmaximumvelocityofeastcomponentandthegeostrophic transportoftheKuroshioacrossl25oEsection、Valuesinparentheses arepercentagesofthepartialtransporttothetotalone.

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Geostrophictransport(km3h-1) Max・velocity ofeast component (cmsec-1) '966 1967 1968 1969 1970 35.7 27.4 43.7 22.0 101.1 91.1 133.3 94.5 30.3 26.9 40.0 23.5 Partialtransport YearMonth Total transport

7J,70005

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SubsurfaCe water (440∼240Cl/t) Intermediate water (240Cl/t>) Surfacewater (440Cl/t<〕 35.1 36.8 49.6 49.0

anomaly440cl/tと240Cl/tとの線で分割された.Fig.2にみられるように,440Cl/tの水温

と塩分の値は,4月,8月を平均的に承ると,水温約23.5.C,塩分約34.65%であり,240Cl/tは

水温約15.5°C,塩分約34.65%に相当する.440Cl/t以上の水塊は,4月が表面から深さ約50m,

8月が約100mの深さまでの表層水であり,440Cl/tと240Cl/t間の水塊は高塩分次層水に相当

105.2130.2(29)’42.6(41〕’32.4(30) 93.8 40 Mean (35) (30) (33) (23)

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1965 1966 1967 1968 Total transport 91.4 YearMonth Partialtransport Mean 114.9119.0(16)’50.6(44)’45.3(40) (35) (40) (37) (52) Max・velocity ofeast component 〔cmsec-1) 100 95 110 70 Geostrophictransport(km3h-1) − ■ G へ ノり0 、 、 0.3 0.1 B ー 申 D D p OCC

0.60.7 、 、60.10.11.0 5.73.12.0

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34 、二○○ ■ 、 01 0.0 13.8 3.5 0.2 2.5

N27 5.0 1.3 1.4 0.6

(6)

20.1 27 24.9 34.72 する.塩分極大層のthermostericanomalyは,4月が約310Cl/t,8月が約350Cl/tである. 240Cl/t以下の水塊は塩分極小を中心にした中層水である.この海域の塩分極小は疏球海嶺により 数百米以深で太平洋側水塊と交流が妨げられているため,太平洋側の塩分極小にくらべ明瞭でな い.又,塩分極小層より下層へ向っての塩分増加は少なく,流速算出の基準面にとった1,200mま での水塊を中層水に含めてよいであろう.北太平洋中央部での塩分極大のthermostericanomaly は320∼390Cl/tで,水温,塩分の値は,それぞれ21∼24.C,35.3∼35.5%であり,中層水の塩 分極小に相当するthermostericanomalyは130Cl/tである(Masuzawa,1964).

3分割された表層水,次層水と中層水の部分流量の全流量に対する百分率をみると(Tablel),

4月の場合,平均値で表層水の流量は16%,次層水と中層水はそれぞれ44%と40%である.8月

は表層水の流量が増加し29%,次層水の流量は41%で4月のそれと大差ないが,中層水は30%に

なり4月にくらべ10%減少している.T・Sdiagram上で流量は,4月から8月へと上層への転移

の形で現われる.これは,加熱による水温の昇温,降水による塩分低下にともなうthermosteric

anomalyの増加に帰せられる見掛上のものだが,Fig.2にみられるように,8月には,黄海系,

大陸沿岸水を源とするより低塩分の水塊が黒潮の一部となって流れていることも見逃せない.

4.全流量と黒潮を構成する水塊の水温,塩分値との関係

黒潮を構成する3水塊の代表水温,塩分値として,3水塊の部分流量の流量重心位置の水温,塩

分を求めた.それをTable2に示す(以下述べる水温,塩分は,すべて流量重心のものを云う).

4月と8月の水温,塩分の差異は,平均値でみると,表層水では,4月の水温が8月の水温にくら

べ約2°C低く,塩分は,4月の値が8月のそれにくらべ約0.3%高い次層水と中層水では,両月

の平均水温,塩分の間にはほとんど差が承られないTsuchida(1971)は屋久島南東海域の黒潮

Table2.Valuesofwatertemperatureandsalinityinthecenterofthepartial transportforvariouswatermasses. Mean Mean Intermediatewater (240Cl/t>) 34.41 Subsurfacewater (440∼240Cl/t) Surfacewater 〔440Cl/t<) YearMonth 27.1 34.84 11.2 1965 1966 1967 1968 34.54

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Salin. (脇) Temp. (。c) Temp.’Salin・lTemp.’Salin. 27.0 27.0 27.1 27.3 10.9 11.7 11.5 11.7 11.0 34.47 34.62 34.55 34.59 34.64 19.4 20.6 19.5 20.7 20.1 34.79 34.91 34.82 34.95 34.89 34.78 34.63 34.62 34.84 34.71 24.9 24.3 25.1 24.9 25.2 己日日星勺0日晶勺Ⅱ0−。■■&●■Ⅱ凸 ●ご■︽●ご■ユ●。0−●。■公●□■品 ヂロュ一口&一口︽デー︽一口& ︻函︶△︻”﹄今︵叩﹄︽︽叩﹄︽︽叩﹄△

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'966 1967 1968 1969 1970 Surfacewater (440Cl/t<) 34.87 11.4 34.57 茶円:東支那海における次層水の塩分値から黒潮流量変動を知る可能性について YearMonth 12.0 10.9 10.6 11.3 19.9 34.54 34.40 34.50 34.21 19.8 19.8 20.5 19.4 34.86 34.75 34.94 34.81 Temp.’Salin.|Temp.’Salin. Intermediatewater (240Cl/t>) Subsurfacewater (440∼240Cl/t) Temp. (。c〕 34.63 34.44 34.56 34.53 Salin. (%,)

(7)

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1 1 ︵一とめE茎︶﹄正○匹の之くα﹄J江石﹄ 2 4 2 5 2 6 2 7 2 8 1 9 2 0 2 1 1 0 1 1 1 2 TEMPERATURE(。c)TEMPERATURE(。c)TEMPERATURE(。c) Fig.3.Relationbetweenthetotaltransportandthetemperatureinthecenter ofthepartialtransportofthesurfacewater(a),thesubsurfacewater(b) andtheintermediatewater(c).SymbolsarecirclesinAprilandblack circlesinAugust. 鹿児島大学水産学部紀要第21巻第1号(1972)

の季節変化に関して,水温,塩分の調和分解を行った結果,年変化の振幅は表層混合水で大きく,

亜熱帯モード水に相当する.150mないし300m層付近できわめて小さいことを示した.この季節

変化の小さい水塊は,本研究の水塊区分では次層水の一部に相当する.年による水温と塩分の差異

は,4月では,3水塊とも水温は約1。∼1.5°C,塩分は約0.2%である.8月では,表層水で水温

0.3℃,塩分0.3%であるが,次層水と中層水のそれらは,4月と同程度である.年による水温,

塩分の差異はごく僅であるが,全流量と3水塊の水温,塩分値との関係を承るとFig.3と4のよ

うになる.ここで各水塊の部分流量とその水温,塩分との関係は論じない.理由は,全流量が黒潮

勢力を代表する量であり,その変動とそれの指標となる水温,塩分値との関係を見出すためであ

る.Fig.3と4にみられるように,全流量と表層水,中層水の水温,塩分との間には関係が見出

(c) (q) 150 150 ◎ ● ● 。 0 ◎ 。 ◎ ● ● ● 0 0 100 ● ● ● 100 ◎ 60 60 34.6 (q/。。) 3 4 2 3 4 . 3 3 4 4 3 4 . 5 3 4 6 3 4 7 3 4 8 3 ” 3 4 . 8 3 嶋 3 5 0 3 4 A 3 4 . 5 S A L l N I T Y ( q / 。 。 ) S A L I N I T Y ( ツ 。 。 ) S A L I N I T Y Fig、4.Relationbetweenthetotaltransportandthesalinityinthecenterofthe partialtransportofthesurfacewater(a),thesubsurfacewater(b)and theintermediatewater(c).SymbolsarecirclesinAprilandblackcircles inAugust. (b) ︵酒のEェ︶注oQの乏曽Jくち﹄ 150 150 〕トーlc 100 100 60

(8)

29 されないしかし,全流量と次層水の水温,塩分値との間には,ばらつきはあるが関係が存在する ことが見出され,それは水温よりも塩分との間に明瞭である.すなわち,全流量が増すと次層水の 水温が高くなり,塩分が増す傾向が承られる.これは,黒潮は南より高温,高塩分水を輸送してく るため,その流量が増加するときは,黒潮水の中核をなす次層水の水温高く,かつ塩分が高いこと に関係づけられる.ここで資料は少ないが,最も関係の明らかな全流量(Ttkm3h−')と次層水の 塩分値(S%)との関係を最小2乗法により求めると次の式が求まる. Tt=210(S-34.5)+35 (1) ここに,塩分値として34.5%を基準にとった.それは,Fig.2にふられるように,次層水に相 当するthermostericanomaly440cl/t∼240Cl/t間の塩分値の最低が34.5%であり,これ以 下の塩分値はとり得ないからである.Fig.5に,全流量と塩分34.7%以上の水塊の流量との関係 を示したが,全流量(Ttkm3h−1)が増加すると塩分34.7%以上の高塩分水塊(Ptkm3h-')が 増加する次式の関係が見出せた. T t = 0 . 8 P t + 6 5 ( 2 )

表層水と中層水の水温,塩分との間に関係が承られないのは,表層水は南からの黒潮流路に沿う

海域上の気象の影響を受けるためであり,中層水は発源域が北方にあること,表層,次層水に比較

し循環が不活発であり,黒潮の変動に追随し得ないこと等があげられる. 150 0 0 1 ︵[︲二mEエ︶﹄匡厚﹂の三謬一﹄当窪○﹄ S J U 茶円:東支那海における次層水の塩分値から黒潮流量変動を知る可能性について 0 2 0 4 0 6 0 8 0 1 0 0

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Fig.5.Relationbetweenthetotaltransportandthepartial transportofwatermassofsalinityhigherthan34.7%0. SymbolsarecirclesinAprilandblackcirclesinAugust. 60 5 . 要 約 と 結 び

東支那海における黒潮の変動を水温,塩分などの海況要素から求める可能性を見出すため,敬天

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30 鹿児島大学水産学部紀要第21巻第1号(1972〕 丸とかごしま丸によるCSK観測資料より,4月と8月における125.E線断面のT-Sdiagram 上の水温1°C,塩分0.1%により細分した黒潮流量を求め,流量構造の状態,全流量と黒潮を構成 する表層水,次層水と中層水の水温,塩分との関係を論じた. 8月における表層水の流量増加は,加熱降水によるthermostericanomalyの増加に帰せられ る見掛上の増加の外に,東支那海低塩分水が実質的に黒潮の一部に加わっていることによる.次層 水の部分流量が全流量にしめる割合は,4月,8月とも約40%で変わらない.全流量と次層水の流 景重心の塩分値との間に,Tt=210(S-34.5)+35なる一次式の関係が見出せた.これは,東支那 海南部及び発源域に近い黒潮の変動を次層水の塩分値から求められる可能性と,更に,黒潮の変動 と 北 太 平 洋 高 気 圧 の 消 長 と 関 連 づ け る 手 が か り を 与 え る と 示 唆 さ れ る . 終りに,本研究を進めるにあたり,有益な助言をいただいた高橋淳雄教授に感謝致します.又, 1969年以降も125.E線の観測を継続され,2カ年の資料を提供していただいた敬天丸船長辺見富 雄助教授,計算を手伝っていただいた教育学部地学研究室竹内兼仁助手に感謝致します. 参 考 文 献 Groen,B・(1948):Methodsforestimatingdynamicslopesandcurrentinshallowwater.』. M”腕eR“.,7(3),312-316. 日高孝次.鈴木皇(1950):対馬海流の永年変化について.日本海洋学会誌,6(1),28-31. Koizumi,M・(1962):SeasonalvariationofsurfacetemperatureoftheEastChinaSea,Joz".. OCeα"ogノ.、SOC.』”α"'2αノi4""か.”1.,321-329. Masuzawa,J・(1964〕:FluxandwatercharacteristicsofthePacificNorthEquatorialCurrent, Sr"die‘yo"Oceα"ograpノbノ,121-128. Montgomery,R、B・andE.D・Stroup〔1962〕:Equatorialwatersandcurrentsatl50oWinJuly-Augustl952,JOル畑H”kimOCeα"097..Sm戒“,1,68pp, 南日俊夫・藤本明光(1967):東対馬水道の海況変動について.日本海洋学会誌,23(4),27-38. Takahashi,T、andMChaen(1967):OceanicconditionsneartheRyukyuIslandsinsummero〔 1965.Mゼノ刀.F“.F酌ル.Kag“A”αU"iy.,16,63-75. Takahashi,T・andM、Chaen(1969):OceanicconditionsneartheRyukyulslands-II.−Oceanic conditionsonl25oEinsprlngandsummerofl966.Me"2.Fαc、F曲〃.KagO‘y肋7zaU"〃.,18, 99-114. Takahashi,T・andM・Chaen(1971):OceanlcconditionsneartheRyukyulsland-III・Oceamc conditionsalongl25oEinspringandsummerofsuccessivefouryears,1965-1968,Mと碗.Fac. F酌/z・Kago”maUノ㎡y、,20(1)、31-54. Tsuchida,T,(1971):OntheseasonalvariationoftheKuroshiosoutheastofYakushimalsland, Oceα"Ogr.〃α9.,23(1),1−10. Yuwaki,Y・(1972):Resultsofoceanographicobservationsalongl25oEfrom27oNto20。Ninthe sprmgofl969andl970.〃e"Z・FaC、F城.Kag“〃”αU"〃.,21(1),71∼77.

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