2-3 富士山五湖および周辺地域の水環境と気象特性●代表者

飯泉佳子（地球科学科・准教授）●分担者

山中勝（地球科学科・教授）

宇野史睦（地球科学科・准教授）【研究の目的および概要】（1）甲府盆地における気流・放射特性
富士山に隣接する甲府盆地は日本で最も日照時間が長く，放射環境が地域的な気象特性に大きく影響を与えている可能性がある。そこで，気流観測と放射観測を同時に行い，局地循環の発生機構を明らかにする。ただし，本研
究期間はコロナ禍の影響により，想定していた観測地点である「みたまの湯」や「歌舞伎資料館」は営業停止や閉館により，使用することができず，適切な観測地点の確保が難しい状況であった。そのため，都内における気流観測・放射観測に切り替え，日本大学文理学部 8 号館屋上にて実施し，風向・風速，気温，放射観測を実施した。
〔宇野〕（2）本栖湖における水循環・供給システムの解明
研究対象地域とする本栖湖は最大水深 121m をもつ富士五湖の一つである。その東から南東域にかけては青木ヶ原溶岩流が存在しており，富士山からの湧水の流入が指摘されている。しかしながら，この流入がどの程度あるのか，どの様な水深に存在するのか，この流入地下水が湖の水質組成にどの程度影響を与えるのかといったことは，これまで十分に解明されていない。そこで本研究では 2019 年春季（3 月）・夏季（8 月）および 2020 年春季（4 月）・夏季（8 月）において現地で採取したデータをもとに地下水と湖水との間で大きく値が異なると期待される炭素安定同位体（δ13C）を指標として解析を行い，上記について解明することを目的として研究を行った。〔山中〕（3）西湖の水質特性
火山体である富士山の周辺には白糸の滝，柿田川湧水群など数多くの名水と呼ばれる湧水が分布しており，本地域の地下水資源の賦存量は国内有数である。富士五湖を構成する西湖は，富士山体を流動する地下水と御坂山地からの地下水が湖底より湧出していると言われている。湖内には，レッドリストの「野生絶滅」に指定されるクニマスが 80 年以上にわたり生息しており，湖底湧水の重要性が指摘されている。そこで本研究の目的は，西湖において湖水質の時間・空間的な分布を明らかにし，流域から湖底に流入する湧水の特徴をとらえることである。2021 年12 月に現地調査を実施した。
〔飯泉〕【研究の結果】（1）当初想定していた気流観測と同程度の風速，放射と関係が深い現象として海陸風がある。東京湾から，都内に流入する海風をとらえるため，2021 年 7 月末から 8 月末の約一か月ほど 8 号館屋上で観測を実施した。その結果と観測周辺の気象庁観測（AMeDAS）データから，前日の晴天時（全天日射量が日平均 200Wm-2 かつ，当日の天候が静穏（微風）条件において，東京湾から 2.0m sec-1 程度の南風が観測された。また，この海風侵入時と考えられる時刻に風の変化だけでなく，気温についても昇温し，南からの温かい風が入ってきたことがわかる。ただし，使用した風速計が三杯式風速計であり，微風時においては正バイアスになる傾向にあるため，この 2.0m sec-1 の値については過大評価傾向である可能性がある。〔宇野〕（2）データは 2019 年 3 月・8 月および 2020 年 4 月・8 月における本栖湖での現地調査のものを採用した。なお，現地調査は地下水の対照試料を採取するため忍野八海においても行った。春季の本栖湖は表層から深層に至るまでほぼ一定の 6 〜 9℃前後の水温を示し，湖水が深層まで循環する春季循環期としての特徴が認められた。一方で夏季には表層 10m までが 25℃前後，35m 以深では 8℃以下の水温を示し，それぞれ表水層，深水層と区分された。また，両者の間は水温躍層として区分された。このような特徴から夏季停滞期と認識された。〔山中〕

16（3）西湖の最大水深は 71.5m であるが，調査時の最深部の水深はおよそ 70m ほどであった。湖の 18 地点においてメモリー CTD（JFE アドバンテック，RINKO-Profiler）を用いて，水面から湖底まで水深 1m ごとに水質（水温，溶存酸素，電気伝導度，クロロフィル，濁度など）の鉛直分布を観測した結果，湖水の成層状況が明らかとなった。
表水層と深水層の間に形成される変水層を境に，湖水の溶存酸素濃度の傾向は異なっていた。また，測定した透明度に 2 を乗じて補償深度を求めたところ，補償深度は表水層中に存在することがわかった。〔飯泉〕【研究の考察・反省】（1）観測された海風は，典型的な海風日であり明瞭な風の時間変化が確認された。これまでの先行研究では前日の全天日射量の条件については考慮せずに，海風日の抽出を行っているが，この条件を加えることでより典型的な海風日の抽出が可能となった。これは，前日の静穏夜間つまり，陸域で安定成層が形成されているかどうかの判断となる。都内の海風の侵入は，埼玉県における大気汚染（光化学オキシダント）の高濃度の発生にも大きく関係しており，大気汚染のアラートを出す指標としても使用できる可能性があり，有益な結果となった。
本研究では，1 つの高度における観測のみとなり，海風の規模（風速）についての議論はできなかった。前日の全天日射量が多く，夜間の安定成層が発達した条件では，より明瞭に海風の侵入がみることができるはずである。今後は，複数の高さにおける風の観測を実施することで，都内など観測の制約の大きい地域において，海風の三次元的な構造の理解につながると考えられる。
〔宇野〕（2）採水した水試料の炭素同位体組成測定値（δ13C DIC ）をもとに，水試料と平衡状態にある二酸化炭素の炭素同位体組成（δ 13C Eqii-CO2 ）に換算をした後に解析を行った．その結果，2019 年春季においては湖水の循環によって表層から深層までδ 13C Eqii-CO2 値が -15‰程度で均一であったのに対し，2020 年度春季には循環期であっても深度 50 ｍ以深の深層では表層よりも 4‰程度低い値をもつ傾向が認められた。これは深層から低い同位体組成をもつ地下水（-26‰程度）が混入していることによるものと考えられ，春季循環期であってもそのシグナルが深層において残っていることを示唆するものといえる。夏季停滞期におけるデータをもとに単純な混合モデル計算を行ったところ，深層における地下水の寄与割合は最大 40％程度とかなり大きな値として見積もられた。すなわち，深度 50 ｍ以深の場所において春季循環期から夏季停滞期までの間に積算寄与割合が最大 40％程度となるような形で地下水が流入していることが本研究により指摘された。ただ，この見積もりは表水層（有光層）における光合成が炭素同位体組成に与える影響を取り除いていないため，より精度の高い見積もりを行うためには，今後この影響についての補正を行った上で算出を行うことが望まれる。
〔山中〕（3）西湖は，湖水温の特徴から年により温帯湖または亜熱帯湖に分類される。湖水の循環は，温帯湖では春季と秋季の年 2 回，亜熱帯湖は冬季または雨季の年 1 回である。本州中部の湖沼における秋季循環期はおおよそ 11 月から 12 月とされるが , 湖面標高 900m の西湖において 12 月に正列成層が維持されていた。このような湖水温の分布か
ら，本年度は冬季に湖水が循環する亜熱帯湖の特徴を示したと推定される。また，西湖の幅はおおむね東西方向に長く，長軸は 4.0km である。西湖に隣接する河口湖の気象庁観測（AMeDAS）データによると，2021 年 9 月から 12月にかけて東よりから西よりの風が比較的高い頻度で観測され，11 月下旬から平均風速や最大風速が速くなる傾向があった。変水層の深度は，湖の吹送距離や風速との間に比較的強い正の相関関係を持つことが知られている。秋季から冬季にかけて，風により湖水の鉛直混合が促進されていることが指摘できる。今回はコロナ禍の影響により，異なる季節の野外調査や自記式装置を設置した湖水観測などは実施することが困難であった。今後は，西湖とその流入河川や地下水なども含めたデータを蓄積していくことにより，西湖の涵養機構などの理解が進むと期待される。
〔飯泉〕

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【研究発表】
今後公表予定。
〔宇野・山中・飯泉〕【研究成果物】
今後公表予定。
〔宇野・山中・飯泉〕

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