2019年8月29日 国立大学法人東京大学大気海洋研究所プレスリリースにて
地球表層圏変動研究センター 羽角博康教授らが発表を行い、
記事が掲載されました。
掲載内容
潮の満ち引きが瀬戸内海を通過する流れを抑制することを解明
～東西どちらに流れているかも決着か～
発表のポイント
◆ 瀬戸内海を通過する流れに対する潮汐の影響をシミュレーションで調べた結果、潮汐は鉛直混合の強化や複雑な渦の生成により通過する流れを抑制することが明らかになった
◆ 瀬戸内海を通過する流れの向きは、今回のシミュレーション（主に東向き）と過去の観測研究（主に西向き）では逆であり、後者は潮流により生じる複雑な渦を考慮に入れていないため、このような食い違いが出た可能性がある
発表概要
国立研究開発法人海洋研究開発機構 地球環境部門環境変動予測研究センター基盤的気候モデル開発応用グループの黒木聖夫 特任技術研究員及び国立大学法人東京大学 大気海洋研究所の羽角博康 教授は、瀬戸内海を水平約500m格子で覆う海洋シミュレーションを用いて、潮汐が瀬戸内海を通過する流れ（以下「通過流」という。）を抑制することを明らかにするとともに、長期的には東向きに流れている可能性があることを示しました。
瀬戸内海は強く複雑な潮流をその特徴としていますが、海水の流出入は関門海峡、豊後水道及び紀伊水道に限られ閉鎖的であり、人間活動起源の栄養塩や汚染物質が長くとどまることによる環境問題（赤潮や油の流出による海洋汚染など。）が起きてきました。このような問題を捉え環境を保全するためには、長い時間スケールで水を交換する通過流の知見が重要です。しかし、通過流は海面水位差からは東向きと予想される（図1）一方観測研究では西向きと指摘されており、東西どちらに流れるか十分にわかっておらず、また強く複雑な潮流が通過流に与える影響についても十分調べられていません。
今回、瀬戸内海を水平約500m格子で覆う海洋モデルを用いて、潮汐が瀬戸内海の通過流に与える影響を調べました。潮汐を与えたシミュレーション（以下「潮汐実験」という。）と潮汐を除いたシミュレーション（以下「基準実験」という。）どちらでも通過流は主に東向きとなりますが、潮汐実験では基準実験より流量がかなり減少しました（図2）。潮流は鉛直の混合を強化する効果と複雑な渦を作る効果（図3）があり、このどちらも瀬戸内海の通過流を抑えることが明らかになりました（図4）。また、過去の観測研究では、潮流により生じる複雑な渦を考慮しない仮定を用いたため逆向きの通過流を評価した可能性があります（図5）。
本成果は世界の他の海峡の通過流にも応用できる可能性があり、海洋のシミュレーションだけでなく温暖化予測を含む気候シミュレーションの精度向上に資するものです。今後は他の海峡の通過流についても調査していく予定です。
添付資料
図1： (a)水平約500m格子海洋モデルの地形。赤線は過去の観測研究で流量計算に用いられた測線、緑線は今回のシミュレーションでの測線。 (b)最新の再解析データから計算された東西の海面水位差（豊後水道-紀伊水道）の月平均値。豊後水道、紀伊水道の海面水位は(a)のオレンジの線上で平均された値が用いられた。
図2： 図1の緑線を通過する東向き流量（黒）と、東西の海面水位差の月平均値（赤）。実線は基準実験、点線は潮汐実験のもの。 基準実験、潮汐実験のどちらも東向き流量は海面水位差と同様に変動しており、海面水位差で駆動されることが示唆される。また基準実験に比べ潮汐実験で流量がかなり小さくなっている。
図3： (a)潮汐実験 (黒矢印)、 基準実験（赤矢印） の鉛直平均流速の時間平均値 (2012年2月-12月)。赤線は観測の測線（図１の赤線）に沿ったもの。 (b)潮流によって生じる時間平均流の概念図。赤矢印と青矢印は潮流がほぼ逆向きになる時刻の流速。地形との相互作用で完全に逆にならないため、時間平均すると黒矢印の流れが現れる。
図4： 図2の東向き流量と同じ。ただし、青線は基準実験に、潮汐実験で得られた鉛直混合を与えた場合の流量。赤線はさらに時間平均渦を作る力を加えた場合の流量。 基準実験に、潮流により強化された鉛直混合を与えると東向き流量が減少する（青）。さらに潮流で生じる時間平均渦を再現するためそれを作る力を与えると、東向き流量は潮汐実験の流量程度まで減少する（赤）。これらのことから、潮汐のこれらの２つの効果（鉛直混合の強化、時間平均渦）が東向き通過流量を減少させているといえる。
図5： 潮汐実験の鉛直平均流速の時間平均値（2012年2月-12月）。PQは観測の測線（図１の赤線）に沿ったもの。赤矢印は観測（νa）と潮汐実験（ν）の時間平均流速の関係を模式的に示したもの。 観測研究ではPQに沿う流速成分（νs）が得られ、これは時間平均すると南向きで潮汐実験と同じである。νsから流量を計算するには流れの向きが必要である。観測研究では潮流の向きを点線方向と推定し、時間平均流も同じ向きであると仮定することで、流れは時間平均で南西向き（νa）と評価した。一方、潮汐実験では時間平均渦の影響で、PQ上で平均された時間平均流は南東向き（ν）となる。観測研究では時間平均渦を考慮に入れない流向の仮定で、南東向きの流れ（ν）を南西向き（νa）と評価し、逆向き（西向き）の通過流を評価した可能性がある。
発表雑誌
雑誌名：
「Scientific Reports」
対象論文：
Tidal control of the flow through long, narrow straits: a modeling study for the Seto Inland Sea
著者：
黒木聖夫1、羽角博康2
所属：
1.JAMSTEC地球環境部門環境変動予測研究センター
2. 東京大学大気海洋研究所
詳しくはこちらをご覧下さい。
関連リンク
・大気海洋研究所プレスリリース（2019年8月29日）
・海洋開発機構プレスリリース（2019年8月29日）
