九州大学学術情報リポジトリKyushu University Institutional Repository

The Tsushima Warm Current and its volumetransport through Tsushima Straits

滝川, 哲太郎水産大学校

尹, 宗煥九州大学 : 名誉教授

福留, 研一九州大学応用力学研究所

広瀬, 直毅九州大学応用力学研究所

https://doi.org/10.15017/27148

出版情報：九州大学応用力学研究所所報. 143, pp.135-140, 2012-09. 九州大学応用力学研究所バージョン：権利関係：

九州 大 学応 用 力 学研 究所 所 報 第143号(135-140)2012年9月

対馬海峡を通過する対馬暖流とその流量

滝 川 哲 太 郎*1尹宗換*2福 留 研 一*3広 瀬 直 毅*3

(2012年7月31日 受理)

1.は じめ に

対馬暖流は東シナ海から対馬海峡を経て 日本海 へ

流 入し、その一部を津軽海峡から太平洋へ 、残りを宗

谷海 峡からオホーツク海へ流出している。対馬暖 流の

日本海への入 口にあたる対馬海峡では、博多 一釜 山

間往復フェリーを利用 した対馬暖流のモニタリングが行

われている1・2・3,4)。このモニタリングは、九州大学応用

力学研 究所を主体 として、韓 国釜慶大学校(1997～

2004)、韓国国立水産科学院(2005～2010)、 韓国海洋

大学校(2011～)と の共同研 究として、博多 一釜 山間

往 復 フェリー 「かめりあ」の船 底に設置 した

を用い、対馬海峡に

おける対馬暖流の長期モニタリングを1997年2月 から

開始し、現在もモニタリングを継続 している。

本論では、10年 間のADCPデ ータを用い、対馬海峡

を通過する対馬暖流の流動構造 と流量の季節変 動に

ついて記す。さらに、対馬暖流のL流 域にあたる東シナ

海 や 日本海 の出 口にあたる津軽海 峡と宗谷海 峡の流

量と比較し、その収支についてまとめる。また、関連文献

を引用しつつ 、本モニタリングデータを用いた研 究の現

状と今後の方向性について議論する。

2.対 馬 海 峡 通 過 流 の モ ニ タ リ ン グ

博 多 一釜 山 間 往 復 フェリー 「か め りあ」の 船 底 に 設 置

したADCPは 、18m深 か ら8m間 隔 で流 速 を 計 測 して

いる。フェリー 航 路 上 の最 大 水 深 は 、約220mと 浅 く、対

地 船 速 を得 ることが で きるた め 、精 度 良 い 流 速 デ ー タを

得 ることがで きる。

Fig.1に 示 され るように 、フェリー の航 路 は 、博 多 港 と

釜 山 港 を結 び 、対 馬 の 東 側 を通 過 す る。対 馬 か ら博 多

側(北 緯34.75度 以 南)を 東 水 道 、釜 山 側(北 緯

34175度 以 北)を 西 水 道 と呼 ぶ 。2004年 の2月 まで 、フ

ェリー 「か め りあ」は 、博 多 釜 山 間 を1週 間 に3往 復 し

てい た。2004年 の7月 か ら、新 船 「ニ ュー か めりあ」の就

航 に伴 い 、この航 路 を1週 間 に6往 復 してお り、観 測 頻

度 が以 前 と比 べ2倍 となった 。

このADCPモ ニ タリング の 目的 は 、対 馬 海 峡 を通 過

す る対 馬 暖 流 の 流 動 構 造 ・流 量 を明 らか に す ることで あ

る。しか しな が ら、対 馬 海 峡 の ような 浅 海 域 ・沿 岸 域 で は 、*1水 産 大 学校

*2九 州 大 学名 誉 教授

*3九 州 大 学応 用 力学研 究所

The Tsushima Warm Current and its volume transport through Tsushima Straits

Tetsutaro TAKIKAWA, Jong-Hwan YOON, Ken-ichi FUKUDOME, Naoki HIROSE

E-mail of corresponding author: tetu(Jish-u. ac. jp

Abstract

Characteristics of the current structure and seasonal variations of the Tsushima Warm Current through the Tsushima Straits are estimated using acoustic Doppler current profiler (ADCP) data from ferry based monitoring during about 10 years. In this paper, the features and mechanisms of current structures and volume transports are discussed, referring to recent and previous studies. The volume transport through the Tsushima Straits, averaged from February 1997 to February 2007, is 2.65 Sv (1 Sv = 106 m3 s') and those of the eastern and western channels are 1.20 and 1.45 Sv, respectively. The transport has strong seasonal variations with two maxima from spring to autumn (double peaks). Inflow transport through the Tsushima Straits into the Japan Sea is consistent with the outflow transport through the Tsugaru and Soya Straits of the results by other studies.

Key words : Tsushima Warm Current, Tsushima Straits, Volume transport through straits in the East Asian marginal sea

acoustic

Doppler current profiler (ADCP)

潮 流 成 分 が 卓 越 してお り、数 口以hの タイムスケー ル の

流 速 変 動 を 把 握 す るた め に は 、観 測 で 得 られ た 流 速 デ

ー タか ら潮 流 成 分 を 除 去 す る必 要 が ある。ADCPに よる

観 測 間 隔 が約1口(ま た は 半 日)と 疎 の ため 、観 測 され

た 流 速 デ ー タに は 、潮 流 成 分 に よるエ イリア ジン グエ ラ

ー が 含 まれ る。しか しな が ら、フェリー の 運 航 時 間 が 、正

確 に 一 定 で は なく、ば らつ きを 持 つ こと、そ れ ぞ れ の 分

潮 を 分 解 す るの に 十 分 な 期 間 の 観 測 を 行 って い ること

か ら、この エ イリア ジン グエ ラー を 回 避 し、観 測 され た流

速 デ ー タか ら潮 流 成 分 を 分 解 す るこ とが で きる5)。

Takikawaeta1.(2003)Dは 、ADCPに よっ て観 測 され た

流 速 を最 小2乗 法 を用 い10分 潮(p,,01,Pl,K1,

N,,M,,5,,κ,,M～ ン;W)ま で 調 和 分 解 し、これ らの

潮 流 成 分 をADCPデ ー タか ら除 去 す ることに 成 功 した6)、,

そ の後 、C)strovskiietal.(2009)7>に よっ て、52分 潮 ま

で の 分 解 とM、,の 季 節 変 化 を 考 慮 した 方 法 に 拡 張 され

た。

このADCPモ ニタリン グに よって 、博 多 釜 山 間 の 鉛

直 断 面 全 域 を カバ ー す る欠 測 の 少 な い 流 速 デ ー タベ ー

ス が 作 成 され 、対 馬 暖 流 の 流 動 構 造 及 び 時 空 間 変 動

が 明 らか となったL・4}.ここで は 、1997年 の2月 か ら2007

年2月 まで の 月平 均 デ ー タを用 いる。偶 数 月 の 測 線 に

直 交 す る流 速 成 分 の 鉛 直 断 面 図 をFig,2に 示 す 。この

結 果 、以 下 に 示 す 特 徴 的 な 対 馬 海 峡 に お ける対 馬 暖

流 の 流 動 構 造 とそ の 季 節 変 動 が 明 らか とな った。

一 観 測 期 間 を 通 して、東 西 両 水 道 中 央 部 に 強 い 北 東

流 が 存 在 す る。両 水 道 ともに 、これ らの 流 れ は 夏 季 か

ら秋 季 に か けて 強 くな り、特 に韓 国 沿 岸 にお ける北 東

流 増 加 が 顕 著 で ある。

一対馬 ・壱岐の両島影には、南西向きの反流を形成し、

比較的流れが弱い。対馬東部の反流は、傾圧 性の

高い夏季に発達する。一西水道の150m以 深には、南西向きの反流が夏季か

ら冬季にかけて発達する。

Fig.2 Vertical section of the climatological monthly mean velocities normal to the

observation section estimated from Camellia ADCP data. Positive velocities are toward

the Japan Sea. White (shaded) regions indicate positive (negative) values. The

contour interval is 10 cm s.

Fig.l The cruise line of the ferry Camellia and New Camellia in the Tsushima Straits.

Black and gray contour lines show bottom topography at 200 and 50 m intervals,

respectively.

対 馬 東 部 の 反 流 域 に は 、夏 季 か ら秋 季 にか け て 、水

平 スケー ル50km程 度 の反 時 計 回 り(低 気 圧 性)渦 が

頻 繁 に観 測 され る8・9・・10>。フェリーADCPデ ー タの 解 析

に よると、この 反 時 計 回 り渦 は 、東 水 道 通 過 流 と対 馬 問

の 水 平 流 速 シア に伴 う順 圧 不 安 定 に よって 形 成 され

ることが 考 えられ て い るlo)。渦 の 発 生 周 期 は 、約5～80

とカル マン 渦 列 の 周 期 と一致 し、渦 の 強 弱 は ユ30程 度

で 変 動 す る。同 様 の 特 徴 は 、HF(短 波 海 洋)レ ー ダ に

よる表 層 流 の 時 空 間 変 動 にも現 れ てい る11)。

西 水 道 底 部 の 南 西 向 き反 流 は 、韓 国 側 の 斜 面 に 現

れ(Fig。2)、 海 底 地 形 の 影 響 を受 けて 斜 面 に 補 足 され

て い ることが 示 唆 され る 、この 反 流 域 で は 、日本海 か ら

対 馬 海 峡 へ の 冷 水 の 侵 入 が 報 告 され て い る12・13・14)。

2.対 馬 海 峡 通 過 流 量

対 馬 海 峡 を 横 断 す るADCPモ ニ タリング に よっ て、

対 馬 海 峡 を 通 過 す る対 馬 暖 流 の 流 量 の 時 間 変 動 が 明

らか となった2・4)。1997年2.月 か ら2007年2月 まで の 月

平 均 流 量 をFig.3に 示 す 。Fig.4は 、この10年 間 の流

量 デ ー タか ら求 め た 月 平 均 流 量 の 気 候 値 で ある。対 馬

海 峡 を通 過 す る平 均 流 量 は2.65Sv(1Sv=106m3sl,

東 水 道:1.20Sv,西 水 道:1.45Sv)で あった。流 量 は

大 きく季 節 変 動 し、そ の 変 動 幅 は1.09Sv(東 水 道:

0.40Sv,西 水 道:O.8!Sv)で あ った 。

年 に よる差 異 は あ るが 、春 季 か ら秋 季 に 二 重 極 大 が

現 れ る。Moonetal.(2009)15)は 、主 に 台 風 に 伴 う北 東

風 に よって 、夏 季 の 流 量 極 小 を説 明 してい る。この 流 量

極 小 は 、Yi(1970)16)に よっ て 、水 位 差 か ら見 積 もられ た

西 水 道 の 表 層 流 の 季 節 変 動 パ ター ンに も現 れ て いる。

冬 季 の 流 量 は 、ほ ぼ 毎 年1.月 に 最 小 となる。Tsujino

eta1.(2008)17)の 数 値 シミュレー シ ョン結 果 によると、オ

ホ ー ツク海 に 吹 く風 の 海 岸 線 に 沿 う成 分 が 、日本海 の

出 口 の 一 つ で あ る宗 谷 海 峡 の 海 面 高 度 偏 差 に 寄 与 し

てい る。この た め 、北 寄 りの 冬 季 季 節 風 によっ て 、宗 谷

海 峡 の 海 面 高 度 が 上 昇 す れ ば 、対 馬 暖 流 の 流 量 が 減

少 す る。

博 多 ・厳 原 ・釜 山 の 沿 岸 潮 位 を用 い 、これ らの 水 位 差

か ら、対 馬 海 峡 通 過 流 量 を推 定 す ることが 可 能 となった

18・19・)。この 推 定 式 には 、流 れ の傾 圧 構 造 の 典 型 的 な季

節 変 化 を パ ラ メー タ として 組 み 込 ん で い る 。西 村 ら

(2008)20)は 、順 圧 流 量 の 季 節 変 動 パ ター ンも組 み 込 み 、

この推 定 式 を改 良 した。19>

と比 べ 、西 村 ら(2008)20>の 推 定 流 量 は 、経 年 変 動 幅

が小 さく見 積 もられ ることに 注 意 す る必 要 が ある。

3.各 海 峡 の 通 過 流 量

対馬海峡の海底にADCPを 設置して、対馬暖流の

観 測 が 、U.S,navalresearchlaboratoryを 主 体 として行

わ れ て いた2D。 この 観 測 は 、対 馬 海 峡 通 過 流 量 の 多 い

1999年 を中 心 に行 わ れ(観 測 期 間:1999年5月 ～

2000年3月)、 流 量 は2.65Svと 見 積 もられ て いる。この

期 間 の フェリー 「か め りあ1に よる流 量 は 、3.09Svで あっ

た 。両 者 の 差 は 、釜 山 付 近 の 北 東 流 が 強 化 され る夏 季

か ら秋 季 に 大 きくな り、フェ リー 観 測 と比 べ 、海 底 設 置 に

よる観 測 で は 、沿 岸 付 近 の 流 速 を観 測 で きな いた め と考

え られ る。

Isobe(2008)22)は 、台 湾 海 峡 と対 馬 海 峡 通 過 流 量 の

収 支 か ら、黒 潮 の 東 シ ナ 海 大 陸 棚 へ の 流 入 量 を 見 積 も

った 。これ まで の 台 湾 海 峡 を東 シナ 海 へ 通 過 す る流 量

Fig. 3 Monthly averaged total volume transport through the Tsushima Straits into the Japan

Sea, and transports through the eastern and western channels.

Fig. 4 Climatological monthly mean total volume transport through the Tsushima Straits into

the Japan Sea averaged for 10 years, and

transports through the western and eastern channels.

Takikawa and Yoon (2005)

の統計をとると、平均流量は1.2Svと なり、初夏に流量

が最大となり、冬季の流量が殆どなくなる。対馬海峡通

過流の季節変動を考慮すると、10～!月 頃の対馬海峡

通過流の大部分 は黒潮域から流入 しており、6～7月 頃

には、台湾海峡を通過した台湾暖流が対馬海峡を通過j

す る。

対 馬 暖 流 の日本海 の 出 口に あた る津 軽 海 峡23)と 宗

谷 海 峡24灘)で も、流 量 の 見 積 が 行 わ れ てい る。Itoet

al.(2003)23)は 、フェリー 「び るご1の 船 底 にADCPを 設

置 し、1999年1】 月か ら2000年3月 まで の 流 量 を見 積

もっ てお り、現 在 も 、この モ ニ タリン グを継 続 してい る。こ

の 期 間 の 津 軽 海 峡 通 過 流 量 は1.5Svと なる(最 大111

,月、最 ノ」・:1,3月)。Fukamachletal.(2008)1)4)は 、海

洋 表 層 流 の 時 空 間 変 化 を計 測 で きるHFレ ー ダ と海 底

設 置ADCPを 用 い 、2004年6月 か ら2005年5月 まで

の 宗 谷 海 峡 通 過 流 量 を 見 積 もっ て お り、平 均 流 量 は

0.94～1.04Svで あっ た。そ の 季 節 変 動 は 、対 馬 海 峡 通

過 流 量 と類 似 して お り、冬 季 に 最 小 、春 季 か ら秋 季 に2

っ の 極 大 を持 っ、,ただ し、Fukamachietal.(2010)25)に

よっ て見 積 もられ た2006年9月 か ら2008年7月 まで の

平 均 流 量 は 、0.62～0.67Svと 小 さい.Fukamachietal.

(2008)23)と のADCP観 測 点 の 相 違 も考 えられ るが 、対

馬 暖 流 の 経 年 変 動 の 可能 性 も残 され て いる。

日本海の入 口の 流 量(対 馬 海 峡:2.7Sv4))と 出 口

の 流 量(津 軽 海 峡:1.5Sv23),宗 谷 海 峡:1,0SvL'4>)の

収 支 は 、比 較 的 良 い 一 致 を 示 す 。これ らの 多 少 の 差 は 、

観 測 期 間 の 相 違 が 考 え られ る。特 に 、津 軽 海 峡 で は 、

年 平 均 流 量 で は なく、流 量 の 少 な い と考 えられ る冬 季 を

中 心 とした 観 測 期 間 であ ることに注 意 す る必 要 が ある。

3.お わ り に

10年 間 の 対 馬 海 峡 横 断 フェリー に よるADCPデ ー タ

か ら、航 路 上 の 対 馬 暖 流 の鉛 直 構 造 とそ の 季 節 変 化 を

明 らか に した4)。 この フェリー は 、博 多 か ら釜 山 まで 、対

馬 海 峡 を完 全 に横 断 す ることか ら、対 馬 海 峡 通 過 流 量

を 見 積 もることがで きた。この10年 間 のADCP観 測 結 果

は 、デ ー タセ ットにまとめ られ て いる26>。

フェリー1か め りあ 」で は 、ADCP観 測 だ け で は なく、表

層 の 水 温 ・塩 分 ・クロロフィル ・濁 度 を モ ニ ター して い る27>

。これ らのデ ー タとADCPデ ー タを組 み 合 わ せ れ ば 、

中 国 大 陸 か らの 淡 水 輸 送 過 程 や 海 洋 生 態 系 に 関 す る

研 究 が 進 歩 す るで あろう。

日本海の 入 口(対 馬 海 峡)と 出 口(津 軽 海 峡 と宗 谷

海 峡)の 流 量 の 収 支 は 、よい 一 致 を 示 し、各 海 峡 で の

モ ニ タリン グ が成 功 してい ることを 裏 付 けて い る。日本海

の 各 海 峡 で の 流 出 量 の 収 支 に つ い て は 、Naetal.

(2008)L8>に よって 、まとめ られ てい る。対 馬 暖 流 の 上 流

域 に 目を 向 けると、対 馬 暖 流 の 起 源(台 湾 暖 流 や 黒 潮

起 源 水)に つ い ての 研 究 も進 ん で い る22)。 今 後 、台 湾

海 峡 で の フェリーADCPモ ニタリングの 結 果 か ら、さらな

る理 解 が 深 まるであ ろうZ9)。

フェソーADCPモ ニ タリン グに よって 得 られ た 結 果 は 、

太 平 洋 循 環 モ デ ル の 検 証 や 、日本海 循 環 モ デ ル や そ

の 予 報 モ デ ル の 境 界 条 件 として利 用 され てい る30・31,3L・

33,34)。この モニ タリングに よって 、対 馬 暖 流 の 変 動 メカニ

ズムの 解 明 が飛 躍 的 に 進 み 、旦つ日本海 や 東 シナ 海 の

研 究 に 貢 献 してい る。

対 馬 暖 流 の 流 量 は 、日本海 側 の 冬 季 の 降 水 量 と関

係 して いると報 告 され てい る35)。また 、近 年 、東 シナ 海 か

ら輸 送 され る大 型 クラゲ の日本海 沿 岸 へ の 漁 業 被 害 が

問 題 となって い る3b>。この ように 、対 馬 暖 流 の知 見 が 、海

洋 の 分 野 だ けで な く、今 後 、気 象 や 水 産 分 野 へ の応 用

に 役 立 つ ことを 期 待 した い。

謝 辞

対馬海 峡における対馬暖 流の研究の進歩は、口韓

の研 究者の協力が重 要でした。また、本観測結果を多く

の方に引用して頂き、励 みとなりました。この場をかりて、

本研 究に携わった方々に感謝いたします。最後 に、長

期にわたり対馬海 峡におけるモニタリングが行 えるのは、

カメリアライン株式会社の社 員及び船 員の皆様のご理

解とご協力の賜であります。心から感謝いたします。

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