第２章 気候に関連する海洋の変動 ２．２ 日本近海の海洋変動 ２．２．１ 日本近海の海面水温
日本近海の海面水温
診断概要
診断内容 海面水温は、年々から数年といった短い時間スケールでは年々の天候の影響を強く受け ている。ここでは、日本近海の海面水温について、年々の天候との関連に着目し、1982年 以降の変動を診断する。 診断結果 日本近海の海面水温は、1993年夏の寡照、1994年夏の多照の影響を受けて、1993年の夏 に平年より低く、1994年の夏に平年より高かった。しかし、2003年夏の寡照が及ぼした海 面水温への影響は小さく一時的であった。日本近海の海面水温が夏に平年より高くなる傾 向 が 、 1999年 か ら 2001年 ま で 続 き 、 そ の 後 、 2010年 の 夏 に も 日 本 近 海 の 海 面 水 温 が 高 く なった。１ 日本近海の海面水温の基礎知識
（ １ ） 海 面 水 温 の 平 均 分 布 と 季 節 的 な 特 徴 海 洋 は 、 大 気 と の 間 で の 熱 や 水 蒸 気 、 運 動 量 の や り 取 り を 通 じ て 、 長 期 的 な 気 候 変 動 か ら 短 期 的 な 気 象 現 象 ま で 、 様 々 な 時 間 ス ケ ー ル の 大 気 の 変 動 に 影 響 を 及 ぼ し て い る 。 一 般 的 に 海 面 水 温 は 、 海 面 に お け る 加 熱 ・ 冷 却 （ 海 水 の 蒸 発 に よ り 奪 わ れ る 潜 熱 、 大 気 と の 間 の 熱 伝 導 に よ る 顕 熱 、 日 射 に よ る 短 波 放 射 、 海 面 か ら の 長 波 放 射 （ 柳 ，2002； 長 坂， 1987） ） のほ か に 、温度 の 異 なる上 層 と 下 層 の 海 水 の 混 合 、 海 流 に よ る 熱 の 輸 送 、 海 水 の 上 下 方 向 の 動 き な ど に よ っ て 変 化 す る 。 こ の な か で 、 海 面 水 温 を 高 く す る 主 な 要 素 は 日 射 で あ り 、 逆 に 低 く す る 主 な 要 素 は 潜 熱 と 混 合 と な っ て い る 。 全 球 に お け る 海 面 水 温 の 平 均 分 布 の 特 徴 に つ い て は1.1で 、 北 太 平 洋 に お け る 海 面 水 温 の 平 均 分 布 の 特 徴 に つ い て は2.1.1で述 べたと お り で あ る が 、 こ こ で は 、 日 本 近 海 に お け る 海 面 水 温 の 平 均 分 布 に 現 れ る 特 徴 に つ い て 解 説 す る 。 図2.2.1-1に 日 本 近 海 に お け る 2月 、 5月 、 8 月 及 び11月に お ける 月平 均 海面 水温 の 平年 値 （1981～ 2010年 の 30年 平 均 値 ） 及び 標 準 偏 差 を 示 す 。 日 本 近 海 に お け る 海 面 水 温 の 季 節 変 動 の 振 幅 は 、 日 本 の 東 の 海 域 及 び オ ホ ー ツ ク 海 、 日 本 海 、 黄 海 、 東 シ ナ 海 な ど の 縁 辺 海 で 大 き く 、 日 本 の 南 の 海 域 で は 小 さ い （2.1.1 参 照 ： 図 2.1.1-2） 。 黄 海 と 東 シ ナ 海 西 部 で 海 面 水 温 の 季 節 変 動 の 振 幅 が 大 き い 要 因 は 、 水 深 が 浅 く て 貯 熱 量 も 少 な い た め 、 加 熱 ・ 冷 却 の 効 果 が 海 面 水 温 に 反 映 さ れ や す い た め で あ る （ 朝 岡 ，図 2.2.1-1 （ ａ ） ２ 月 、 （ ｂ ） ５ 月 、 （ ｃ ） ８ 月 、 （ ｄ ） １ １ 月 に お け る 日 本 近 海 の 海 面 水 温 の 平 年 値 （ 左 ） と 標 準 偏 差 （ 右 ）
1987） 。 千 島 列 島 付 近 で は 、 8月 の 海 面 水 温 が 周 辺 と 比 べ て 極 端 に 低 く な っ て い る 。 こ れ は 、 潮 汐 に 励 起 さ れ る 強 い 水 平 の 流 れ が 千 島 列 島 付 近 の 海 底 地 形 の 影 響 を 受 け て 強 い 鉛 直 流 を 引 き 起 こ し （ 潮 汐 混 合 と 呼 ば れ る メ カ ニ ズ ム ） 、 下 層 の 冷 た い 水 の 影 響 を 受 け る た め と 考 え ら れ て い る （Nakamura et al.， 2004） 。 ま た 、 季 節 変 動 の 位 相 と し て は 、 南 西 諸 島 近 海 を 除 く と 、 海 面 水 温 が 季 節 的 に 最 も 高 く な る の は8月 後 半か ら9月 前 半とな っ てお り、 日 本 の 地 上 気 温 が 季 節 的 に 最 も 高 く な る 時 期 に 比 べ て 、 半 月 以 上 遅 れ て 現 れ る 。 一 方 、 海 面 水 温 が 季 節 的 に 最 も 低 く な る の は 、2月 か ら3月 頃 と な っ て お り 、 日 本 の 地 上 気 温 の 季 節 変 動 に 比 べ て 、1か月以上遅れている。 季 節 変 動 の 位 相 が 地 上 気 温 に 比 べ て 遅 れ て 現 れ る 主 な 原 因 は 、 海 洋 が 大 気 と 比 べ て 熱 容 量 が 大 き い こ と に あ る 。 具 体 的 に は 、 大 気 と 同 様 に 季 節 的 に 周 期 変 化 す る 太 陽 放 射 を 受 け つ つ も 、 熱 し に く く 冷 め に く い 物 理 的 性 質 を 持 っ て い る こ と か ら 、 太 陽 放 射 の 季 節 変 動 に 対 し て 遅 れ を 生 じ る こ と と な る 。 特 に 冬 季 に は 、 海 面 か ら の 冷 却 の 影 響 を 混 合 層 全 体 で 受 け 止 め る 鉛 直 構 造 が 現 れ 冷 め に く く な り 、 位 相 の 遅 れ が 顕 著 と な る 。 一 方 、 南 西 諸 島 近 海 で は 、 海 面 水 温 の 季 節 変 動 の 位 相 の 遅 れ は 比 較 的 、 小 さ く て 、 地 上 気 温 と 同 様 な 季 節 変 動 を 示 し て い る 。 こ れ は 低 緯 度 海 域 で 強 い 太 陽 放 射 を 受 け て 暖 め ら れ た 表 層 水 （ 暖 水 ） が 黒 潮 に よ っ て 供 給 さ れ る こ と な ど が 原 因 と 考 え ら れ る （2.1.1参照：図 2.1.1-2（b）赤枠）。 冬 の 代 表 例 と し て 、 日 本 近 海 の2月 の 海 面 水 温 の 分 布 を み る と 、 同 じ 緯 度 で 比 較 し た 場 合 に は 、 日 本 海 の 海 面 水 温 と 太 平 洋 側 の 三 陸 沖 の 海 面 水 温 に は 、 さ ほ ど 大 き な 違 い は み ら れ な い （ 図2.2.1-1（a））。 し か し 、 夏 の 代 表 例 と し て8月 の 海 面 水 温 の 分 布 を み た 場 合 、 日 本 海 の 海 面 水 温 は 三 陸 沖 の 海 面 水 温 よ り5℃ 以 上 も 高 く な っ て い る （ 図2.2.1-1（ c） ） 。 こ れ は 、 本 州 の 日 本 海 沿 岸 で は 対 馬 暖 流 が1年 を 通 し て 流 れ て い る の に 対 し 、 三 陸 沖 で は 春 か ら 夏 に か け て 親 潮 の 冷 水 の 南 下 が 著 し い た め と 考 え ら れ る 。 他 方 、 日 本 海 に お け る8 月 の 標 準 偏 差 は 1.5℃ 前 後 と 、 太 平 洋 側 に 比 べ て 大 き い 。 こ の こ と は 、 夏 の 日 本 海 で は 風 や う ね り が 弱 く 、 海 面 付 近 の 季 節 躍 層 が 発 達 し て 海 面 水 温 が 上 昇 し や す い 環 境 に あ り 、 天 候 に 恵 ま れ た 場 合 に は 同 じ 緯 度 の 太 平 洋 側 に 比 べ る と 海 面 水 温 が 高 く な る 傾 向 に あ る 一 方 、 低 気 圧 等 の 影 響 で 混 合 が 起 き れ ば 海 面 水 温 が さ ほ ど 高 く な ら な い こ と も あ る こ と を 示 し て い る 。 ま た 、5月 の 標 準 偏 差 を み る と 、 三 陸 沖 か ら 常 磐 沿 岸 に か け て1.5℃ 以 上 の 大 き な 値 の 海 域 が み ら れ る 。 こ れ は 冬 か ら 春 に か け て 南 下 す る 親 潮 の 張 り 出 し や 、 黒 潮 系 暖 水 の 北 上 の 強 弱 が 年 に よ っ て 大 き く 異 な る こ と が 原 因 と な っ て い る 。 一 方 、8月 の 海 面 水 温 を み る と 沖 縄 周 辺 や 日 本 の 南 の 父 島 近 海 で は 月 平 均 で28℃ ～ 29℃ に 達 し て お り 、 標 準 偏 差 は0.5℃ 前 後 と な っ て い る 。 太 平 洋 高 気 圧 に 覆 わ れ 海 面 付 近 の 季 節 躍 層 が 発 達 す る と 、 こ れ ら の 海 域 で は 海 面 水 温 が30℃近 い 状態 が、 し ばし ばみ ら れる こ と を 示 し て い る 。 （ ２ ） 海 面 水 温 の 変 動 に よ る 影 響 日 本 が 海 に 囲 ま れ て い る こ と は 、 日 本 に お け る 安 定 し た 気 候 形 成 に と っ て 重 要 な 要 素 で あ る 。 一 方 で 、 日 本 周 辺 に お け る 海 面 水 温 の 変 動 が 日 本 の 気 候 変 化 に 及 ぼ す 影 響 に つ い て は 、 必 ず し も 十 分 に 明 ら か に な っ て い る と は い え な い 。 し か し 、 太 平 洋 側 で は 、 東 北 地 方 太 平 洋 沿 岸 の 気 温 の 低 下 を も た ら し 、 農 作 物 の 生 育 を 左 右 す る 要 因 と な る や ま せ （ 夏 に 東 北 地 方 の 太 平 洋 沿 岸 に 吹 く 東 寄 り の 低 温 の 風 ） に つ い て は 研 究 が 進 ん で お り 、 や ま せ に 伴 う 大 気 下
層 の 寒 気 が 三 陸 沖 を 通 過 す る 際 に 、 海 面 水 温 か ら の 加 熱 に よ っ て 変 質 さ せ ら れ る 過 程 が 解 明 さ れ つ つ あ る （ 例 え ば 、 太 田 と 松 井2006） 。 ま た 、 日 本 海 側 に つ い て も 、 海 面 水 温 や 対 馬 暖 流 の 強 弱 と 冬 季 の 日 本 海 側 の 降 水 量 と の 間 に は 有 意 な 関 係 が あ る こ と が 指 摘 さ れ て お り （ 広 瀬 ら ，2007 ； Yamamoto and Hirose， 2010） 、 海面 水 温 の変動 が 局 所的な 気 候 変 化 に 及 ぼ す 影 響 に 関 す る 研 究 が 進 み つ つ あ る 。 更 に 日 本 周 辺 よ り も 大 き な 空 間 ス ケ ー ル で み た 場 合 に は 、 黒 潮 続 流 域 に お け る 海 洋 変 動 が 低 気 圧 等 の 気 象 擾 乱 の 発 達 海 域 を 特 徴 付 け 、 偏 西 風 の 蛇 行 な ど の 大 気 循 環 場 に 影 響 を 与 え て い る と の 指 摘 も な さ れ る よ う に な り 、 大 規 模 な 気 候 変 動 に 関 連 し た 研 究 が 進 め ら れ て い る （Tanimoto et al.，2003）。 ま た 、 気 候 変 化 に 限 ら ず 、 例 え ば30℃ 以 上 の 海 面 水 温 が 継 続 し た 場 合 に は サ ン ゴ の 白 化 が 拡 大 す る こ と も あ り 、 ま た 、 冬 の 海 面 水 温 が 十 分 下 降 し な い こ と が オ ニ ヒ ト デ の 大 量 発 生 の 一 因 と 指 摘 さ れ る 例 も あ る 。 更 に 、 海 面 水 温 上 昇 と 共 に 水 質 が 変 化 す る こ と が 原 因 と さ れ る 磯 焼 け （ 海 藻 類 の 死 滅 ） の 発 生 、 及 び 、 そ れ に 伴 う 漁 場 の 荒 廃 （ 藤 田 ，2002） な ど 、 海 面 水 温 の 変 動 は 様 々 な 形 で 社 会 経 済 活 動 に 影 響 を 及 ぼ す こ と が 知 ら れ て い る 。
２ 海面水温の監視
（ １ ） 診 断 に 用 い る デ ー タ 診 断 に 用 い る 資 料 は 、 船 舶 等 に よ る 現 場 観 測 に 加 え 、1982 年 以 降 の 人 工 衛 星 に よ る リ モ ー ト セ ン シ ン グ デ ー タ を 併 せ て 解 析 し た 海 面 水 温 格 子 点 デ ー タ で あ る 。 平 年 値 （1981年 か ら 2010年 ま で の月 別 平 均 値 ） の 計 算 に はCOBE-SST （ 1.1.1 参 照 ） の デ ー タ を 併 せ て 用 い て い る 。 （ ２ ） 近 年 の 状 況 日 本 周 辺 海 域 の 海 面 水 温 の 長 期 変 化 傾 向 （1.1.3）で示し た海域区分 を用いて、 海面水 温 格 子 点 デ ー タ か ら 海 域 別 月 平 均 値 を 算 出 し て 平 年 値 か ら の 差 を 取 り 時 系 列 と し た も の を 、 図2.2.1-2に 示 す 。 以 下 で は 年 々 の 海 面 水 温 変 化 の 特 徴 に つ い て 解 説 す る 。 最 初 に 、 日 本 周 辺13海域 の 全 海域平 均 の 海 面 水 温 偏 差 の 時 系 列 （ 図2.2.1-2上 ） を み る と 、 1986年 と 1993年 は 海 面 水 温 偏 差 が － 1℃ 以 下 と な る な ど 、 日 本 周 辺 の 海 面 水 温 が 低 か っ た こ と が わ か る 。 こ の う ち 特 に1986年 の春 に は 常 磐沖 ⑩ で － 2℃ 以 上 、 海 面 水 温 が 低 く な っ て お り 、 こ れ は 親 潮 が 顕 著 に 南 下 し て 冷 水 が 張 り 出 し た こ と に よ り 局 所 的 に 低 温 傾 向 が 強 ま っ た 影 響 も 含 ま れ る と 考 え ら れ る 。 ま た 、1993年 に は 日 本周 辺 の 北 緯30度 以 北 の 広 い 海 域 に お い て 、 夏 の 海 面 水 温 が 低 か っ た の が 特 徴 と な っ て お り 、 日 本 海 南 部 ⑤ 、 日 本 海 中 部 ⑥ 、 釧 路 沖 ⑧ 、 三 陸 沖 ⑨ で は 、 海 面 水 温 が 平 年 よ り －2℃ 以 上 低 か っ た 。 そ の 一 方 で 、 先 島 諸 島 周 辺 ① 、 東 シ ナ 海 南 部 ② や 四 国 ・ 東 海 沖 南 部 ⑬ で は 低 温 傾 向 は み ら れ な い 。 そ の 翌 年 の1994年 に は、 日 本 周 辺の 北 緯 30 度 以 北 の 広 い 海 域 に お い て 、 夏 の 海 面 水 温 が 高 く な っ て い る の が 特 徴 と な っ て お り 、 東 シ ナ 海 北 部 ③ 、 日 本 海 南 部 ⑥ 、 釧 路 沖 ⑧ 、 三 陸 沖 ⑨ で ＋2℃ 以 上 高 く な っ て い る が 、 こ の 年 も 先 島 諸 島 周 辺 ① や 四 国 ・ 東 海 沖 南 部 ⑬ で は 特 に 高 温 傾 向 は み ら れ な い 。 北 緯30度 以 北 の 海 域 を中 心 と し た、 1993年 の 夏 と1994年 の 夏の 対照 的 な海 面水 温 変化 は、 1993年 夏 は寡 照 の ため冷 夏 （ 気象庁 ， 1994） 、 1994年 夏 は多 照 に よる猛 暑 に よって も た ら さ れ て い る 。図 2.2.1-2 日 本 周 辺 海 域 （ ① ～ ⑬ ） の 全 海 域 平 均 海 面 水 温 偏 差 （ 月 平 均 ） の 時 系 列 （ 上 ） 及 び 海 域 区 分 （ 下 ） ‘① ～ ⑬ の 各 海 域 別 の 海 面 水 温 偏 差 の 時 系 列 は 次 ペ ー ジ 以 降 に 掲 載 。 平 年 値 は1981年 ～ 2010年 の 平 均 。 青 、 赤 の 陰 影 は 低 温 傾 向 、 高 温 傾 向 の 期 間 を 示 す 。
全海域平均の海面水温偏差
℃
年
図 2.2.1-3 日 本 周 辺 海 域 （ ① ～ ⑬ ） の 各 海 域 平 均 海 面 水 温 偏 差 （ 月 平 均 ） の 時 系 列 （ 横 軸 は 西 暦 年 、 縦 軸 は 水 温 偏 差 （ ℃ ） ） 海 域 ⑩ 、 ⑫ の 赤 矢 印 は 黒 潮 大 蛇 行 発 生 期 間 を 表 す 。 平 年 値 は1981年 ～ 2010年 の 平 均 。 青 、 赤 の 陰 影 は 低 温 傾 向 、 高 温 傾 向 の 期 間 を 示 す 。 ④ ③ ② ① ⑦ ⑥ ⑤ ⑫ ⑧ ⑨ ⑩ ⑪ ⑬
海 面 水 温 が 高 か っ た 期 間 に 着 目 し て 日 本 周 辺 海 域 の 全 海 域 平 均 の 海 面 水 温 偏 差 の 時 系 列 （ 図2.2.1-2上 ） を み る と 、 1998年 か ら 2001年 に か け て は 高 温 傾 向 が 続 い て い る こ と が わ か る 。 特 に1998年 は 、 春 から夏 を 中 心に先 島 諸 島 周 辺 ① や 東 シ ナ 海 南 部 ② で 平 年 よ り1℃ 高 く な っ て お り 、 夏 に は 海 面 水 温 が30℃ を超 える 海 域 が み ら れ 、 サ ン ゴ の 白 化 が 問 題 と な っ た 。 日 本 周 辺 海 域 の 海 面 水 温 は 、 翌1999年 の 夏 頃 ま で は 高 温 傾 向 が 続 き 、 更 に そ の 翌 年 の 2000年 、 翌々 年 の 2001年 も 夏 を中心 に 高 温 傾 向 で 、2002年 の 前半 まで は 繰り 返し 高 温傾向 が み ら れ た 。 こ の 高 温 傾 向 は 地 上 気 温 に お い て も 同 様 と な っ て お り 、 （2003年の 冷 夏を 除き ） 要因と し て は 、 地 球 温 暖 化 の 影 響 の 他 、 十 年 か ら 数 十 年 の 周 期 の 気 候 変 動 な ど の 影 響 が 指 摘 さ れ て い る （ （ 気 象 庁 ，2006： 異常 気象 レ ポート 2005）。 こ の よ う に 海 面 水 温 は 大 気 か ら の 影 響 を 受 け て 変 動 し て い る 場 合 も 多 い が 、 先 述 の1986 年 春 の 常 磐 沖 ⑩ の 事 例 以 外 に も 、 海 流 等 の 状 態 が 背 景 と な っ て い る 場 合 も み ら れ る 。 例 え ば 三 陸 沖 ⑨ や 常 磐 沖 ⑩ に 着 目 す る と 、2003年 の 春 か ら2004年 の 春 に か け て 、 平 年 よ り 1℃ 以 上 、 海 面 水 温 が 低 く な っ て い る 。 こ の 期 間 に は 東 海 沖 で は 黒 潮 が 非 大 蛇 行 接 岸 型 流 路 で あ っ た た め 、 房 総 沖 の 黒 潮 続 流 も 東 に 向 か っ て 流 れ る 傾 向 が 強 く 、 常 磐 沖 に 暖 水 が 供 給 さ れ に く い 状 況 で あ っ た こ と が 一 因 と な っ て い る 。 し か し2004年 の夏に な ると 、東 海 沖の黒 潮 が 南 偏 し て 大 蛇 行 （ ⑫ の 赤 矢 印 ） を 始 め る と 共 に 房 総 沖 の 黒 潮 続 流 は 北 偏 し て 暖 水 が 供 給 さ れ る よ う に な り 、 常 磐 沖 ⑩ の 低 温 傾 向 が 解 消 さ れ て い る 。 日 本 周 辺 海 域 の 全 海 域 平 均 の 海 面 水 温 偏 差 の 時 系 列 （ 図2.2.1-2上 ） を み る と 、 2003年 か ら2009年にかけては、おおむね ±1℃に収まっ て い る が 、2010年 に は 僅 か に ＋ 1℃ を 越 え て 、 夏 を 中 心 に 高 温 傾 向 が み ら れ る 。 2010年 の 様 子 を 海 域 別 に み る と 、 日 本 海 ⑤ ⑥ ⑦ 、 釧 路 沖 ⑧ な ど で ＋2℃ 程 度 の 正 偏 差 が み ら れ る 他 、 東 シ ナ 海 ② ③ や 日 本 の 南 ⑫ ⑬ も +1℃前後となっており、2010年の夏に関して は 海 域 に よ る 違 い が 少 な く 、 日 本 周 辺 の 海 面 水 温 が 広 い 範 囲 で 高 か っ た こ と が 特 徴 に な っ て お り 、 日 本 の 地 上 気 温 も 統 計 を 開 始 し た 1898年以降の113年間で第1位となっていた。 2012年は全 海 域平 均海 面 水温 偏差 に は特徴 は み ら れ な い が 、9月 の 北 海 道 か ら 東 北 周 辺 の 海 面 水 温 が 高 く 、 特 に 釧 路 沖 ⑧ 、 三 陸 沖 ⑨ で は ＋4℃ 程 度 の 偏 差 と な り 、 解 析 期 間 中 最 も 高 い 記 録 と な っ た 。 こ れ は 、 太 平 洋 高 気 圧 の 勢 力 が 日 本 の 東 海 上 で 非 常 に 強 く 、 北 日 本 の 気 温 が 高 か っ た た め と 考 え ら れ る 。
３ 診断
日 本 近 海 の 海 面 水 温 は 、1993年 夏 の 寡 照 、 1994年 夏の多 照 の影 響を 受 け、 日本 海 と北海 道 周 辺 ・ 本 州 東 方 海 域 を 中 心 に 、1993年 夏に 低 く 、1994年夏に高かった。 ま た 、 日 本 近 海 の 海 面 水 温 が 夏 を 中 心 に 平 年 よ り 高 く な る 傾 向 が 、1999年 か ら 2001年 及 び2010年にみ ら れた 。こ れ らの 特徴 は 、日本 の 地 上 の 夏 の 気 温 が 高 か っ た こ と と 対 応 し て い る 。2012年 9月 に 北 海 道 か ら 東 北 周 辺 の 海 面 水 温 が 高 く な っ た が 、 こ れ も 地 上 の 気 温 に 対 応 し て い る 。参考文献
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