鹿児島灣に於ける水温の年変化の調和分析
著者
田ノ上 豊隆
雑誌名
鹿児島大学水産学部紀要=Memoirs of Faculty of
Fisheries Kagoshima University
巻
4
ページ
12-19
別言語のタイトル
The Harmonic Analysis of Annual Variation of
Water Temperature in Kagoshima Bay
1２
鹿完島潜に於ける水温の年変化の調和分析
田 ノ 上 豊 隆TheHarmonicAnalysisofAnnualVariationofWaterTemperature
inKagoshimaBay・
ToyotakaTANouE 命１ ． 緒 言
1953年４月より毎月上旬実習船隼人丸（12ton40H・P.）にて鹿児島湾の定期海洋観測
を実施している．此の結果は別に報告したが，こムでは1953年４月より1954年３月まで
の１年間の水温の実測値を各月共上旬の値を示すものとして，そのまム各観測点，各層
に就て調和分解を行いそれらの年変化の傾向を調べた．実際問題として水温は日為の変化
が頴著であり，これだけの蔭料の結果から１年間の詳細な連続的変化の状況左知るのは困
難であるが概略的な模様は窺知出来ると思う．分解の式は Ｕ＝Ｒｏ＋Ｒ１ｓｉｎ（β＋８，）＋R2sin（２６＋８２）＋…………である．式中Ｒｏは年平均ﾌk温，Ｒ１は年周期波の振巾，＆はその位相の遅れであり，Ｒ雪
及びＢ２は夫を半年周期のそれである． 1h■ ●ー、 ２ ． ｊ 年 平 均 水 温 伽iKi霧診
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観測点は第１図に，調和分析の結果は第１表に示 す通りである． 平均水温の断面図は第２図に掲げた． 平均水温は物理的には大した意義のない仮想的の ものであるが，之等の値は各点の特性を示し得る一 つの目安となる． その平面的分布をみると，表層から７５ｍ層まで は各層共湾奥部が湾口に比して幾分低めになる傾向 がみられるが，100ｍ以深では各断面略同温となっ ている．即ち桜島以南（１，１，Ⅲ，Ⅳ）断面左比較 すると，各層共湾口のＩ断面が梢高いがその差は極 めて少い、しかし桜島以北（Ｖ断面）は湾口に比し て各層共１．ｃ位低温である． 東西（大隅半島側と薩摩半島側）の傾度は湾口の １，１断面で梢明瞭に現われ，東高西低の傾向が見 Ｆｉｇ．１ＴｈｅＰｏｓｉｔｉｏｎｓｏｆｓｔａｔｉｏｎｓ られる．即ち大隅半島側が精高めとなっている． andsections． Ⅲ，Ⅳ断面､でも東高の傾向はあるがその藻は極めて 少い、Ｖ断面では等温線は各層共略水平で変動はない． 各断面の垂直変化はほ営等し<，表層と５０ｍ層の偏差が３°Ｃ，７５ｍ層で４．c，100ｍ層 ロ田ノ上豊隆一鹿児島湾に於ける水温の年変化の調和分析 で５∼５．５。ｃ，１５０ ｍ層が６°Ｃと深さ と 共 に 水 温 偏 差 は 大 き く な っ て い る が，２００ｍ層と表 層との偏差は１５０ ｍ 層 の 場 合 と 殆 ん ど相異がない． こ の 様 に 湾 口 ほ ど 水 温 が 高 く ， 大 隅側で昇温の傾向 の あ ら わ れ る の は 外洋水(黒潮系水） の影響によるもの で そ の 流 入 が 大 隅 側 で 強 い 事 を 示 し て い る ． １ ０ ０ ｍ 以 深 が 桜 島 以 北 と 以 南 で 雁 堂 同 温 で あ る 事 は こ の 水 系 が
陸水や外洋水の影
響の少い湾内特有
の 深 層 水 で あ る た め と み る 事 が 出 来 よう． ２６ 王.Ⅲ 夕 １３“流
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一州 年周期波の振巾は第３図に見られる通り，表層は湾口の１，１断面では大部分が6ｏｃ以 下であるが他の湾内:部の断面では全て6.2∼6.7.ｃとき大た振巾がある．しかし１０ｍ層に なると１，１，Ⅲ断面では５．５．ｃで表層との差異が極めて少いが，Ⅳ,Ｖ断面では５．０．ｃで 前者に比較して小さく表層との偏差は逆に大きくなっている．２５，，５０ｍ層は各断面ほ度 同程度の振巾をあらわす．７５ｍ層は桜島以南は大体２∼2.5.ｃ程度の振巾を示すが，桜島 北側のＶ断面では振巾が小さく１ｏｃ以下となり，他の断面と趣を異にしている．桜島北側 海区では７５ｍ層位から外部の干渉が少〈深層水の様な性質を帯びるものと考えられる． 垂直変化は桜島以南では表層と各層間の偏差が略同程度であるが，桜島北側では偏差が 前者に比して遥かに大きくなっている． 振巾で注目されるのは１，１断面の等振巾線に見られるように表面から１０ｍ層までは東 ３． Fig.２Verticaldistributionsofthemeanwatertemperature一
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鹿 児 島 大 学 水 産 学 部 紀 要 第 ４ 巻 １．５１ １．１８ １．００ １．４９ ０．７１ Table１．ResultsofthehannOnicanalysisofwateq？temperatu工eobtainedbythe monthIyregUlarobservationsintheKagoshimaWaninl953,Ⅳ-1954,Ⅲ００００
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１１２
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１２５７０
１５９３３６０３９１５４８
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層では逆に振巾は
小さく深層水の影 iiI--寺←。:２ 鹿 児 島 大 学 水 産 学 部 紀 要 第 ４ 巻 詔勾 饗によるのではな Fig.３Verticaldistributionsoftheamplｉｔｕｄｅｓｆｏｒａｎｎｕａｌ ｃｈａｎｇｅｓｏｆｗａｔｅｒｔemperature、 いかと考えられる． 150ｍ以深は振巾は０．５．ｃ以下で小さい． Ⅳ断面は表層より１０ｍ層の6.0。c，5.0.cの等振巾線は水平であり，２５ｍ以深では振巾は東部.で漸増の傾向が見られ100ｍ層附近ではその傾度が大きい．Ｖ断面は26点の表層が
6.7°Ｃで至点中最大であり，表層から５０ｍ層までは桜島側の振巾が大きいが，７５ｍ以深の 振巾は１°Ｃ以下で大きな変化はない．全般的にみると振巾は陸水の影響の強い湾奥部の表層が最も大きく，水温年変化の大き
い事を示している．叉振巾は深さと共に減少しているが，その程度は湾口で小さく此の海 域では上下層の混合の良く行われた黒潮系水の影響が強い事が判る．湾奥部の７５ｍ以深と桜島以南の100ｍ以深では振巾は小さく，水温の年変化の小さい事
を示している． 冊 ｐ 〃 ＠ % ③ 亜 〃 ａ Ｐ Ｚ田ノ上豊隆一鹿児島湾に於ける水温の年変化の調和分析
４ ． 位 相 角
．位相角は一般に表面から下方に向って遅れがあらう事は常識として考えられる事であ
り，計算の結果についてみてもぼ蟹予想通りの減少が認められろ．第４図に断面図を示し
た．こ上で位相角１。は大体１日に相当する．年変化の位相の遅れを水平的にみると，表層では湾口が大きく湾奥部と１０o位の差異が
あるが，六体310∼320.となっており，最高は２月中旬から下旬に起る事逓示している．
10ｍ層は位相が300∼310..で表層に較べて10.位の遅jI/しがある．２５ｍ以深になると，Ｖ
断面の遅れは桜島以南の断面に比して大きい．７５ｍ層と表層ではＩ，Ⅱ断面で50o，Ⅲ，
Ⅳ断面で65。，Ｖ断面で60｡∼90.位の遅れ,があり，湾奥程上下両層の水質の差が犬きくな
る事が窺知出来る． １００ｍ層になる と 各 断 面 の 位 相 は 220∼230○位であ る。150ｍ層，２００ ｍ 層 と 表 層 で は 夫 交130。，160･位の 差異左有している． 各 断 面 の 垂 直 変 化 は ， Ｉ 断 面 で は １点の１０，，２．点の 25ｍは他に比して 大きい遅れが見ら れるが表面と１０ｍ 層の遅jI/しは最も小 さくその他は均一 化 さ れ て お る ． 表 層と底層では５０。 即 ち ５ ０ 日 位 の 遅 れ が あ る ． Ｉ 断 面 崎では７点の２５ｍに 犬きい遅れが見ら jI'しる外は等位相線 はほ度水平.で変動 が少い、表層と５０ ，，１００ｍ層で夫交 ４０o，９０･位の遅れ． が あ る ． Ⅲ断面は表層か ら50ｍまでの遅れ ０ 150 づ、 1７ Fig.４Verticaldistributionsofthephasｅａｎｇｌｅｓｆｏｒｔｈｅ ａｎｎｕａｌｃｈａｎｇｅｓｏｆｗａtertemperature． 死 ら − 列 夕 ＝ ” − Ｊ ｚ ｇ − ” = 認 罰 面 三麓璽川ｕ−』１
０ １ Ｚ う ぐ ｇ ’ ■ ▲ 一 ■ 凸 二 ・ 一 ． 1００言夢一掬一娩一釧誘一
N 一 一 一 . 二 ” 一 釦 楯）
０ 1８ 鹿 児 島 大 学 水 産 学 部 紀 要 第 ４ 巻 は２０°位で等位相線は略水平であるが，５０ｍから150ｍまでの１０点の遅れが大きく目立 っている．Ⅳ断面は５０ｍ層まではⅢ断面と良く似た傾向を示しているが，７５ｍ以深では 等位相線の傾度が明瞭･てあり，薩摩半島側で遅れが大きくなっている．Ｖ断面では表層か ら10ｍ層までの遅れは最も大きく２０｡位に達している．２５ｍ以深になると桜島寄りで遅 れが小さい傾向があらわれているが，各点毎にかなりの差異が生じ複雑になっている．最 も変化の穴きいのは２３点，２５点の７５ｍ層にみられ表面と90.,100。の遅jI'しがみられる．
即ち此の間には異った水系の進入していることが窺知出来る．この原因は近くの島の影響：
と 思 わ れ る が 更 に 究 明 を 要 す る ． ． 』 ５ ． 概 括鹿児島湾の表面から200ｍ層までの１年間の毎月の定期海洋観測で得られた水温を調和
分解し，平均値，年変化の振巾，位相等についてのぺたが，要約すると次の通りである． 年平均水温は表層から７５ｍ層までは湾口（Sec.Ｉ）が高く，湾北部（Sec.Ｖ）が最も低・ い・100ｍ層及びそれ以深では各断面略同程度である． 年周期波の振巾は陸水の影響の強い表面は湾北部が最大，１０∼100ｍ層は外洋水の勢い の強い湾口が大である。年周期波の振巾の上下両層の偏差は湾口が最も小さい． 湾北部の表面の水温変化は湾内で最も大きい．桜島以北の７５ｍ層以深，桜島以南の100ｍ層以深は平均水温，年周期波の振巾共に小
さく，陸水や外洋水の影響が少い、 位相角は湾口では表層から２５ｍ層附近までの遅れは１２∼20。程度で少いが，北部では 30∼35.位で精多い、又表層と７５ｍ層では湾口は５０．，北部は80∼90･の遅れがあり，北 方程上下層の差は大きい． 湾口は表面から２５ｍ層附近までの上下両層の混合は比較的良く行われており，此の傾向） は大隅側で願著である． 終りに計算に関する御指導と有益な御助言を賜った高橋淳雄助教授，湾内観測に協力さ れた玉利教官，隼人丸高橋船長以下乗組員各位並びに計算の一部を援助した森尚士，北原 徹君等に深く感謝の意を表する． Ｒ６ｓｕｍｅ Wemadesomeresearchesonharmonicanalysisofwatertemperatureas-‐ certainedastheresultsofthemonthlyregularobservationsfromthesurfaCetｏｔｈｅｄｅｐｔｈｏｆ２００ｍｌａｙｅｒｉｎＫａｇｏｓｈｉｍａＢａｙｄｕｒｉｎｇｔｈｅｌａｐｓｅｏｆｔｗｅｌｖｅｍｏｎ−，
ths、 ThefollowingresultswereObtained・Ａｓｔｏｔｈｅｍｅａｎｗａｔｅｒｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｏｆｔhewholeyear，inthelimiteddepth
fromthesurfacｅｔｏ７５ｍｌａｙｅｒ，ｉｔｓｈｏｗｅｄｔｈｅｈｉｇｈｅｓｔｄｅｇｒｅｅａｔｔｈｅｍouthof Bay(Sec.Ｉ)andthelowestatthenorthernregiｏｎ(Sec.Ｖ）．ＢｕｔｉｎｌＯＯｍｌａｙｅｒｏｒｉｎｔｈｅｌａｙｅｒｄｅｅｐerthanthat，ithardlyshowedanyvariationinspiｔｅｏｆｔｈｅ
田ノ上豊隆一鹿児島湾に於ける水温の年変化の調和分析 1９ differenceineachsectionofthelayer･ Thevarianceofthesurfacewatertemperaturewasfoundtobelargestin ｔｈｅｎｏｒｔｈｅｒｎｓｅｃｔｉｏｎｏｆｔｈｅＢａｙ． Ａstotheamplitudesforannualchangesofthesurfacewatertemperature， theywerelargerinthenorthernsectionthaninanyother，ａｎｄａｔｔｈｅｌａｙｅｒ ｆｒｏｍｌＯ∼10ＯｍｔｈｅｙｗｅｒｅｌａｒｇｅｓｔａｔｔｈｅｍｏｕｔｈｏｆｔｌｌｅＢａｙ・ Ｔｈｅｗａｔｅｒｍａｓｓｅｓｂｏｔｈｉｎｔｈｅ７５ｍａｎｄｄeeperlayerofsec・Ｖａｎｄｉｎｔｈｅ ｌＯＯｍａｎｄｄｅｅｐｅｒｌａｙｅｒａｔｔhesouthofSakurazimawerehardlyiｎｆｌｕｅｎｃｅｄｂｙ ｔｈｅｌａｎｄｗａｔｅｒａｎｄｔｈｅｏceanicwater・ Ａｓｔｏｔｈｅｐｈａｓｅａｎｇｌｅｓｉｔｗａｓｃｏｎｆｉｒｍｅｄｔｈａｔｔｈｅｔｉｍｅｌａｇｆｏｒｔｈｅｍａｘｉ‐ ｍｕｍａｎｄｍｉｎｉｍｕmtemperatureduringthewholeyearincreasedgraduallyas thedepthbecamedeeperandthesectionshiftedtothenorthernregion． 文 献 1）中野猿人：潮汐学（1940〕
