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大西 光代*; 伊藤 集通
RikaTan(理科の探検), 3(6), p.26 - 27, 2009/06
原子力機構と海洋科学振興財団が、東日本海フェリーの協力を得て、共同研究として実施した津軽海峡における音響ドップラー流行流速分布計(ADCP)を用いた測流について、音響を用いた流れの計測の原理,計測結果の一部、及び津軽海峡における流速測定の環境科学における意義について、小・中学生向きに平易に解説する。
伊藤 集通; 川村 英之; 中山 智治*; 島 茂樹*; 大西 光代*; 磯田 豊*
Proceedings of International Workshop on Monitoring and Forecasting of the Rapid Change in Ocean-Atmosphere Environment in the East Asia, p.13 - 14, 2007/11
本研究では、2000年4月から2002年6月の期間の、フェリー搭載音響ドップラー流向流速分布計(ADCP)観測から見積もられた、津軽暖流の流量変動について解析した。この期間の流量は0.6-2.5Sv(=10
m
s
)の幅で変動し、その平均として1.3
0.3Svを得た。観測期間の前半は季節変動よりも20-30日周期の変動が卓越し、逆に後半では季節変動(春最小,秋最大)が卓越した。この変動と海峡周辺の水位差の変動との間にはよい相関が見られた。これについては予想の範囲内であった。一方で、流量変動に海峡周辺の局地風が影響していることを示唆する結果も得られた。
伊藤 集通; 川村 英之; 大西 光代*; 磯田 豊*; 中山 智治*; 島 茂樹*
Proceedings of 14th PAMS/JECSS Workshop, p.222 - 223, 2007/05
原子力機構では、現在開発中の日本海海水循環予測モデルの境界値とするため、旧法人時代を含め1999年11月以降、津軽海峡における通過流の計測を継続して実施している。これまでに、1999年から2000年の冬季の津軽海峡(青森-函館)における通過流の流量が 1.0
2.1Sv(平均1.50.3Sv)の範囲で変動し、それが日本海と太平洋の水位差によって駆動されている可能性があることを示唆した。これに対して本研究期間においては、流量(大間-汐首)が、1.01.8Sv(平均1.40.2Sv)であると見積もられた。また、1999年の結果と比較して、流量の変動範囲及び平均値に大きな違いはないものの、顕著な季節変動が見られないかわりに約30日周期の変動が見られることがわかった。この流量変動は日本海内外の水位差の変動である程度説明できること(R0.5)、また、函館の風の東西成分と弱いながら相関がある(R0.3)ことがわかった。
黒田 寛*; 磯田 豊*; 大西 光代*; 岩橋 雅行*; 佐藤 千鶴*; 中山 智治*; 伊藤 集通; 伊勢田 賢一*; 西澤 慶介*; 島 茂樹*; et al.
海の研究, 13(6), p.553 - 564, 2004/11
定期船ADCP流速データを用いて、黒田・磯田(2004)が提案した年周期変動成分に関する調和解析上の注意点に基づき、津軽海峡東口周辺における潮流と残差流(年周期変動)成分を見積もった。調和解析上の最大の問題点は、日単位のデータサンプリングによりK1とP1分潮からSa分潮と同じ周期のエイリアシングが生じるため、K1, P1, Saの3分潮を同時に分離することが不可能なことである。まず、Sa, K1の2分潮を選択し、O1, M2, Q1, N2の4分潮を加えて調和解析を行った結果、空間的に安定し、卓越したK1分潮流を見積もることができた。しかし、平衡潮汐におけるK1とP1分潮の振幅比(約0.3)から推測して、K1分潮流の卓越は同時に、除外したP1分潮流の年周期変動成分に対する影響も無視できないことを意味する。そこで、津軽海峡東口周辺の検潮所におけるK1とP1分潮の潮位の振幅比と位相差の関係を潮流に仮定した調和解析を再び行い、過去に行われた係留流速観測結果に近いK1分潮流の調和定数を得ることができた。このような潮流成分の見積もり方法によって、津軽海峡内における年周期変動を提示することが初めて可能となった。
大西 光代*; 礒田 豊*; 黒田 寛*; 岩橋 雅行*; 佐藤 千鶴*; 中山 智治*; 伊藤 集通; 伊勢田 賢一*; 西澤 慶介*; 島 茂樹*; et al.
北海道大学水産科学研究彙報, 55(2), p.105 - 119, 2004/10
津軽海峡における流量変動と潮流特性を明らかにするために船底設置型ドップラー流速計による流速モニタリングを1999年10月29日から2000年3月31日までの期間行った。観測ラインは海峡中央部を横断するものであった。津軽海峡は北太平洋と日本海を結ぶ海峡であり対馬暖流の主要な流出口である。平均流の強流部はほぼ海峡中央部に位置し流れの向きは北東方向であった。また、その両側にあたる北海道と本州沿岸には反流が存在した。平均流の流量、すなわち津軽暖流流量は、正味西向きに1.8Sv(1Sv=10ms)であった。潮流は主要四大分潮(M2, S2, O1, K1)分潮について解析した。海峡内の潮汐は一般に半日周潮が卓越しているが、潮流においてはK1とM2の海峡通過流量がそれぞれ0.72Svと0.52Svであり、日周潮が卓越していた。潮流による通過流量と潮汐の位相関係からK1は定在波の特徴を持ち、M2は進行波の特徴を持つことが明らかとなった。また順圧的な構造を持つ半月周期の変動も明らかとなった。Mf分潮の潮汐は日本海沿岸で振幅13cmと大きく、北太平洋沿岸では1cmに満たない。このことは津軽海峡に存在する半月周期の変動が津軽海峡の両出口でのMf分潮潮汐の振幅差に由来することを強く示唆している。
伊藤 集通; 外川 織彦; 大西 光代*; 礒田 豊*; 中山 智治*; 島 茂樹*; 黒田 寛*; 岩橋 雅行*; 佐藤 千鶴*
Geophysical Research Letters, 30(13), p.11_1 - 11_4, 2003/10
津軽暖流の流速並びに流量の変動が、連続した海峡横断流速モニタリングデータから調べられた。1999/11-2000/03の期間流速断面の構造は定常的であり、中心部には津軽暖流が、その南北には還流が見られた。そして、これらの流速は観測期間を通じ減少する傾向であった。また、同期間の津軽暖流の流量は流速の変動にともない2.1から1.1Svに減少しており、その平均流量は1.5Svであった。津軽暖流の流量変動は日本海-太平洋の水位差と線形の相関関係があり、水位差の全流量に対する寄与はおよそ70%になると見積もられた。
黒田 寛*; 礒田 豊*; 大西 光代*; 岩橋 雅行*; 佐藤 千鶴*; 中山 智治*; 伊藤 集通; 伊勢田 賢一*; 西澤 慶介*; 島 茂樹*; et al.
海の研究, 12(2), p.195 - 214, 2003/03
青森-室蘭間を運航する定期旅客船に搭載されたADCPによる2000年4月2001年4月までの流速データを用いて、日高湾西部陸棚上における数十日周期の流速変動を調べた。主要10分潮の潮流成分をADCPデータからさし引いた後、不等間隔のデータに2種類のスペクトル解析法を適用した結果、西部陸棚上において10,25,60日の3周期帯の流速変動が卓越していると判断された。不等間隔データに適用可能な新しいバンドパス法(HAB法)を提案し、それぞれの周期変動の水平・鉛直流速構造を抽出した。日高湾西部陸棚上におけるADCP観測点間で、3周期帯の流速変動は水平的にほぼ同位相であった。鉛直的にも10, 25日周期変動の位相差はほとんどみられなかったが、60日周期変動は数日の顕著な位相差がみられた。この位相は、下層流が上層流よりも常に先行している。流れと風とのクロススペクトル解析を行った結果、10日周期帯の流速変動のみが風との高い相関を示し、北西風が北西流よりも約1.5日先行していた。これは、大島・三宅(1990)によるモデルからの見積もりとよく一致している。また、10日周期帯の流速変動は秋~冬季にかけて卓越していたことから、この周期帯の変動が北西の季節風によって引き起こされていると推測される。
2002年の結果伊藤 集通; 川村 英之; 中山 智治*; 島 茂樹*; 磯田 豊*; 大西 光代*
no journal, ,
原子力機構では、現在開発中の日本海海水循環予測モデルの境界値とするため、旧法人時代を含め1999年11月以降、津軽海峡における通過流の計測を継続して実施している。これまでに、1999年から2000年の冬季の津軽海峡(青森-函館)における通過流の流量が1.02.1Sv
(平均1.50.3Sv)の範囲で変動し、それが日本海と太平洋の水位差によって駆動されている可能性があることを示唆した。これに対して本研究期間においては、流量(大間-汐首)が、1.22.2Sv(平均1.60.2Sv)であると見積もられた。また、1999年の結果と比較して、流量の変動範囲及び平均値に大きな違いはないものの、顕著な季節変動が見られないかわりに約30日周期の変動が見られることがわかった。発表時には、この結果に加え通過流の主要な駆動要因と考えられる日本海内外の水位差あるいは風などの対応関係についても言及する予定である。[* 1Sv=1
10 ms]
伊藤 集通; 川村 英之; 中山 智治*; 島 茂樹*; 大西 光代*; 磯田 豊*
no journal, ,
原子力機構では、1999年11月以降、津軽海峡でADCPを用いた海峡通過流の連続観測を行っており、今回は、2000年4月から2002年6月までの流量変動について解析した。通過流量は、0.6-1.5Sv(=10ms)の範囲で変動しており、その平均値として、1.10.3Svを得た。これは、過去に報告されている平均値1.4-1.5Svに比べやや低い値となっている。変動の様子では、流量は、晩冬から早春に最小となり、夏と晩秋から初冬に極大となる、季節変動を示すと同時に、20-30日周期の比較的大きな振幅を持つ変動が観測された。また、流量の変動と水位差を調べた結果、海峡縦断方向,横断方向の両水位差に対して、全期間で相関が見られ、特に、冬季の相関が高くなる傾向が見られた。これは冬季には海峡内の密度成層が非常に弱くなり、傾圧流の影響が小さくなるためと考えられる。このほか、津軽海峡と対馬海峡での流量変動にも0-4か月程度の時間差を含む相関が見られた。また、流入量に対する津軽海峡の流出量の寄与分は、37-51%と見積もられた。
2004年のADCP観測による見積もり伊藤 集通; 川村 英之; 中山 智治*; 島 茂樹*; 大西 光代*; 磯田 豊*
no journal, ,
原子力機構では、1999年11月から2007年12月の期間、東日本フェリーの協力を得て津軽海峡における通過流をフェリー搭載超音波ドップラー流向流速分布計(ADCP)によって観測した。2002年4月から2004年3月の期間、海峡内に設けた20点の流速監視点における流量を解析した結果、津軽海峡の開口部で日本海から太平洋へ向かう最大流量を観測した。その南側の下北半島西岸沖では、日本海からの東向流が下北半島に遮られて地形性の還流が形成されており、その一部は北側の通過流と合流し太平洋に抜けていていることがわかった。この期間の通過流量は0.51.8Sv(1Sv=110ms)の範囲で変動し、春季に極小、周期に極大を示すと同時に2030日の卓越した変動周期を持つことがわかった。また、その平均流量1.20.2Svは、従来の報告値に比べやや少なかったことがわかった。
伊藤 集通; 川村 英之; 大西 光代*; 磯田 豊*; 中山 智治*; 島 茂樹*
no journal, ,
津軽海峡の通過流について、これまで原子力機構で行ってきた観測研究の結果を概説する。2000年4月から2002年6月の期間、津軽海峡を通過する海水量は0.62.5Sv(10ms)の範囲で変動しており、その平均値として、1.30.3Svを得た。夏場と晩秋から初冬に極大となる、季節変動を示すと同時に、2030日周期の比較的大きな振幅を持つ変動が観測された。流量の変動と海峡周辺での水位差には密接な関係があることが報告されているが、本研究でも、海峡縦断方向の水位差として深浦-八戸を、横断方向の水位差として竜飛-吉岡をとって関連性を調べた結果、両水位差に対して、全期間で比較的高い相関が見られ、特に、冬季の相関が高くなる傾向が見られた。これは冬季には海峡内の密度成層が非常に弱くなり、傾圧流の影響が小さくなるためと考えられる。津軽海峡における流量変動を対馬海峡でのそれと月平均値として比較したとき、両者の変動はおおむね一致し、津軽海峡の変動には最大で4か月程度の遅れが見られた。また、流入量に対する津軽海峡の流出量の寄与分は、45割程度となることがわかった。今後は流量変動に対する風や成層の影響を明らかにすること、また、顕著な2030日周期の変動についてその成因を明らかにする必要がある。
2004年のADCP観測による見積り伊藤 集通; 川村 英之; 中山 智治*; 島 茂樹*; 大西 光代*; 磯田 豊*
no journal, ,
原子力機構では、1999年11月2007年12月の約8年間、津軽海峡を横断する定期旅客フェリー「びるご」に超音波ドップラー流向流速分布計(ADCP; RDI,150kHz)を搭載し、海峡通過流の連続観測を行った。本研究では2002年4月2004年3月について流量の経時変化と期間平均流量を報告し、この流量変動の駆動要因について考察した。その結果、(1)津軽海峡内での流速,流量分布を明らかにした。(2)通過流量は、0.771.80Sv(1Sv=110ms)の範囲で変動し、1.300.24Svの平均値を得た。(3)流量変動には、弱い季節変動(冬春:最小,晩夏初冬:極大)と、2030日周期の比較的大きな振幅を持つ変動が観測された。(4)津軽暖流は、おもに、海峡周辺の水位差によって駆動されている。(5)周辺水位から欠測時流量を予測し平均流量を見積ると1.340.24Svとなる。
伊藤 集通; 川村 英之; 大西 光代*; 磯田 豊*; 中山 智治*; 島 茂樹*
no journal, ,
フェリー搭載超音波ドップラー流速分布計(FADCP)を用いて津軽海峡の通過流を連続観測し、その結果から津軽海峡における通過流量を見積もった。期間は2004年4月から2007年12月までで、2004年,2005年,2006年,2007年のそれぞれの期間に対して、1.40.2(Sv, 1Sv=1.010ms), 1.20.1(Sv), 1.50.2(Sv), 1.30.2(Sv)という結果を得た。また、各測点流量の分布から津軽海峡中央部における流れのパターンが、さらに、年平均流量に対する月平均流量の偏差から年間変動における4, 5月の流量極小と7, 8, 11月の流量極大が示唆される結果を得た。
伊藤 集通; 川村 英之; 大西 光代*; 磯田 豊*; 中山 智治*; 島 茂樹*
no journal, ,
2000-2007年に津軽海峡横で計測された流速データをもとに通過流量を見積もった。観測期間中は、0.6-2.5Sv(平均1.4Sv; 1Sv=10 ms)での範囲で変動しており、夏(7-8月)と晩秋(11月)に流量が増加し、春(4-5月)に流量が低下する季節変動を示すことなどが明らかになった。さらに、発表時には、流速監視点を密にとることの流量推定に対する影響についても言及する予定である。
