水面の下にも波がある！
？
水面の下にも波がある！？
水面の下にも波がある！？
日本海洋学会教育問題研究会（東京都） 市川

個人出展

洋

日本海洋学会教育問題研究会（東京都）
日本海洋学会教育問題研究会（東京都） 市
市川川洋
洋●どんな実験なの？
●どんな実験なの？
●どんな実験なの？

ジャム瓶の中に食塩水と真水を上下に積み重なるように入れて、海中での海水の層を再現します。ジャム瓶を揺らして、食塩水の層と真水の層の境界面にできる波（内部波）を観察し、海で起きている海についての理解を深める実験です。
についての理解を深める実験です。
水の動きとその役割についての理解を深める実験です。

食塩水と真水を入れたジャム瓶を揺らしたときの境界面の様子を観察することで海中の内部波が果たしている役割
食塩水と真水を入れたジャム瓶を揺らしたときの境界面の様子を観察することで海中の内部波が果たしている役割●実験のしかたとコツ●実験のしかたとコツ●実験のしかたとコツ【用意するもの】【用意するもの】【用意するもの】

プラスチック製透明コップ（200mL）2 個、ふた付きガラス製ジャム瓶（直径 5 ㎝、高さ 10 ㎝、容量プラスチック製透明コップ（200mL）255㎝、高さ10150mL）1個、水プラスチック製透明コップ（200mL）2個、ふた付きガラス製ジャム瓶（直径個、ふた付きガラス製ジャム瓶（直径㎝、高さ、発泡ポ10㎝、容量㎝、容量150mL）1個、水150mL）1 個、水（200mL）、食塩（3g）、インク水溶液（青色、黄色）
リスチレ
ン薄板（厚（200mL）、食塩（3g）、インク水溶液（青色、黄色）、発泡ポリスチレン薄板（厚さ11㎜、3（200mL）、食塩（3g）、インク水溶液（青色、黄色）、発泡ポリスチレン薄板（厚さ㎜、3㎝四方）1㎝四方）1枚、かくはん棒枚、かくはん棒22本、本、
さ 1 ㎜、3 ㎝四方）1 枚、かくはん棒 2 本、スポイト2 本

スポイト
スポイト2【実験のしかた】2本本【実験のしかた】【実験のしかた】⑴ 2 つのコップの各々に 100mL の真水を入れます。一方のコップには黄色のインク水溶液を加えて混ぜ、黄色の真水を作ります。他方のコップに食塩を加え(1)2100(1)2つのコップの各々につのコップの各々に100mLmLの真水を入れます。一方のコップには黄色のインク水溶液の真水を入れます。一方のコップには黄色のインク水溶液てよく混ぜた後、青色のインク水溶液を加えて混ぜ、青色の食塩水を作ります。
を加えて混ぜます。他方のコップに食塩を加えてよく混ぜた後、青色のインク水溶液を加を加えて混ぜます。他方のコップに食塩を加えてよく混ぜた後、青色のインク水溶液を加⑵ジャム瓶の半分まで⑴で作った青色の食塩水を入れ、発泡ポリスチレン薄板えて混ぜます。
えて混ぜます。

を浮かべます。
(2)ジャム瓶の半分まで(1)の食塩水を入れた後、発泡ポリスチレン薄板を浮かべます。
(2)ジャム瓶の半分まで(1)の食塩水を入れた後、発泡ポリスチレン薄板を浮かべます。

⑶水面に浮いている発泡ポリスチレン薄板の上に、⑴で作った黄色の真水をス
図1
ポイトでたらして、ジャム瓶の口まで入れます（図 1）。
図
図11（図（図1）。
1）。
⑷発泡ポリスチレン薄板を取り出した後、空気が残らないよ(4)薄板を取り出した後、空気が残らないように気を付けて、ふたを(4)薄板を取り出した後、空気が残らないように気を付けて、ふたをうに気を付けて、ふたを固く閉め、黄色の真水が青色固く閉め、真水が食塩水の上になっていることを観察します。
固く閉め、真水が食塩水の上になっていることを観察します。の食塩水の上になっていることを観察します。
(5)ジャム瓶を静かに傾けていったとき、ジャム瓶が斜め向きでも横(5)ジャム瓶を静かに傾けていったとき、ジャム瓶が斜め向きでも横⑸ジャム瓶を静かに傾けていったとき、ジャム瓶が斜め向き向きでも、真水と食塩水の境界面が水平になることを観察します
向きでも、真水と食塩水の境界面が水平になることを観察します
でも横向きでも、黄色の真水と青色の食塩水の境界面
図2
図3（図（図2）。
2）。 が水平になることを観察します（図 2）。
図図22
図
図33
⑹横向きにしたジャム瓶の片方を上下に揺らし、境界面が上下に波打ちながら左右に移動する様子と(6)横向きにしたジャム瓶の片方を上下に揺らし、境界面が上下に(6)横向きにしたジャム瓶の片方を上下に揺らし、境界面が上下にその波が崩れて上の黄色の真水と下の青色の食塩水が混ざる様子を観察します（図波打ちながら左右に移動する様子と波が崩れて上下の水が混ざる様子を観察します（図3）。
波打ちながら左右に移動する様子と波が崩れて上下の水が混ざる様子を観察します（図3）。 3）。
●気をつけよう(3)水面に浮いている薄板の上にスポイトで(1)の真水をたらして、ジャム瓶の口まで入れます(3)水面に浮いている薄板の上にスポイトで(1)の真水をたらして、ジャム瓶の口まで入れます

テーブルに水をこぼさないように、トレーの上で実験をしましょう。
●気をつけよう●気をつけよう●もっとくわしく知るためにテーブルに水をこぼさないように、トレーの上で実験をしましょう。
テーブルに水をこぼさないように、トレーの上で実験をしましょう。

塩類の濃度（塩分）が高いほど、水温が低いほど海水の密度は大きくなり、重くなります。また、海水は密度が等しい面（水平）に沿って広がり易いのに対し、それを横切る方向（上下）には混合しにく●もっとくわしく知るために●もっとくわしく知るためにい性質があります。このため海では、水温と塩分の異なる海水が、密度の大きい海水から小さい海水
塩分濃度が高いほど、水温が低いほど海水の密度は大きくなります。また、海水は等密度面に沿って広がり易い
塩分濃度が高いほど、水温が低いほど海水の密度は大きくなります。また、海水は等密度面に沿って広がり易いの順に下から積み重なるように安定して分布しています。のに対し、等密度面を横切る方向には混合しにくい傾向にあります。このため、海では、水温と塩分濃度が異なるのに対し、等密度面を横切る方向には混合しにくい傾向にあります。このため、海では、水温と塩分濃度が異なる
しかし、異なる密度の海水の境界面に潮汐などによって凹凸ができると、境界面が波打ち、その上下海水が、密度が大きい順に下から積み重なるように層を成しています。
海水が、密度が大きい順に下から積み重なるように層を成しています。
動が波動（内部波）として水平方向に伝わります。海面にある波が崩れるのと同じように、海中の内しかし、密度が異なる液体の境界面に潮汐などによって凹凸ができると、境界面の上下動が水平方向に伝わる波しかし、密度が異なる液体の境界面に潮汐などによって凹凸ができると、境界面の上下動が水平方向に伝わる波
部波も崩れて境界面の上下の海水が互いに混ざります。これが海中で熱と化学成分が上下に広がるし動（内部波）が生じます。この内部波が崩れることによって、境界面の上下の海水が互いに混ざります。このことが、動（内部波）が生じます。この内部波が崩れることによって、境界面の上下の海水が互いに混ざります。このことが、くみであり、海洋の豊かさを支える役割を果たしています。
熱と化学成分が深海において上下に広がる過程で重要な役割を果たしています。
熱と化学成分が深海において上下に広がる過程で重要な役割を果たしています。
・柏野祐二著：「海の教科書」p.216 ～ p.220 ブルーバックス （2016）
・柏野祐二著：「海の教科書」p.216～p.220
・柏野祐二著：「海の教科書」p.216～p.220 ブルーバックス
ブルーバックス （2016）（2016）
青少年のための科学の祭典 2023 全国大会8