委託研究報告富山湾の蜃気楼における発生理由の解明
富山大学教育学部
市瀬 和義

1

はじめに

(1)冷たい雪解け水説への疑問
魚津市は「蜃気楼の見える街」として全国的に有名で、昔からたくさんの人たち
がその神秘さに魅了され観測を続けて来た。しかし、蜃気楼発生の予報は難しく、
これまで風向や気圧配置などによって経験的に予想することがほとんどであった。
蜃気楼は「空気の密度変化によって局地的に発生する光学現象」である。空気の密度は温度に依存する。つまり端的に言えば、空気の温度差によって蜃気楼は出現する。例えば、富山湾の春の蜃気楼は上暖下冷（上が暖かくて下が冷たい形）の空気層が形成されることによって発生する。
この理由として、これまで、月平均の気温や海水温から立山連峰の冷たい雪解け
水が富山湾の海水を冷やし、その結果、空気層の下側が冷たくなるという、いわゆる「富山湾の冷たい雪解け水」説が知られている。これは、1919 年の藤原らの研究 １ ） によってその可能性が示唆され、一般に認められてきたものである。しかしながら、この説は月平均の気温や海水温から間接的に考えられたもので、蜃気楼発
生日の気温の鉛直分布を直接調べ科学的な検証をした結果ではなく、以前より一部の専門家や学識経験者から疑問の声があげられていた。
(2)暖気移流の新説
富山湾の海上気温の鉛直分布はこれまでに、1919 年の大森ら ２ ）と 1952 年の上田ら ３ ） による研究の僅かに２例しか観測報告がない。しかもこれらは観測高度が３ｍとあまりにも低いことから、蜃気楼発生時における気温の鉛直分布を議論するには不十分でしかなかった。
そこで我々は、1999 年５月の蜃気楼発生日とそうでない日に石田浜で海上 30ｍ
までバルーンをあげ、実際に海面上の気温の鉛直方向分布を測定した。さらに 2000
年には魚津市の協力を得て、魚津埋没林博物館に気象観測装置を海抜５ｍと 25ｍの高さを変えた２ヶ所に設置し、風向・風速・気温などの観測を開始した。
その結果、蜃気楼発生時には、特に冷気層が海面付近に形成されるわけではなく、
暖かい大気が海上に流入して発生する現象であることを見い出した。そして、これを新しい暖気移流説として 2000 年の春に提唱し、気象学会でも発表し、全国の話題となった ４ ）。
(3)海上気温の鉛直分布のデータ
しかし、我々の観測は海上での測定ポイントが石田浜１ヶ所のみであった。さらに参照した地上での気象観測データは、かなり地物(ちぶつ：地面や地形、建物など)の影響を受けており、必要とする海上の情報とはかなり異なることが予想された。そのため、生地から富山にかけての空気の状態は、蜃気楼の写真などをもとに
1

コンピューターシミュレーションの光路計算から温度勾配を仮定し、推測するしかなかった。
そこで、2001 年には海上の３ヶ所で同時にバルーンをあげ、気温の鉛直分布を直接観測し、暖気移流説を裏付ける生のデータを得たいと考えた。
(4)予知にむけてこの研究は、これまで蜃気楼発生の予報が経験的にしか行われてこなかったことに対し、風向、風速、気温といった基礎的なデータを収集し、これを解析することで、初めて蜃気楼に科学的なメスを入れるものである。また、海上においてこれまで誰も行っていなかった地点で、しかも 20ｍまでの高さでの観測に着手し、測定を平面上の２次元的なものから鉛直分布といった３次元的なものに拡げた点で大きな意味がある。
さらに、このような多方面からの科学的アプローチによって、蜃気楼発生の理由を解明し、将来は蜃気楼の詳細な予知（日、時間帯、ランク、連続・不連続）の確率アップにつなげたい。
もしこの研究が成功すれば、毎年、蜃気楼を目当てにやってくる魚津市の観光客に正確な情報提供ができ、魚津市の観光行政に広く寄与貢献し、その活性化につなげることができると考える。さらには、魚津市が今後、日本のあるいは世界の蜃気楼研究のメッカとして、学術的な中心となることが期待される。
また、近年、琵琶湖、小樽、四日市からも蜃気楼が観測されたという報告がある。
このように、蜃気楼はますます全国的にも注目されてきており、学術的にも価値がある現象である。これらを含めて、蜃気楼情報を全国や世界に発信していきたい。

２

観測の準備

第１節でも述べたように、これまでの海上気温の鉛直分布の測定は、海上に３ｍの棒を立てて行ったのみである ２ ， ３ ）。また最近、大鐘らは、海上のブイに２ｍの棒をたてて小樽での観測をしている ５ ）。しかしながら、蜃気楼の写真の解析やこれまでの研究から ４ ）、気温の境界層は３ｍ以上のところにあり、最低でも 20ｍくらいの高さまで測定しないと意味がないことが指摘された。また、実験時しかデータがとれないので、自動計測の必要があるとされた。とはいうものの、船の上や海上に高い棒を立てるのは事実上、不可能に近かった。それゆえに、どのような観測手
段をとるかは、大きな問題であった。
これに対し我々は、1999 年にゴム性のバルーンにヘリウムを充填し、石田浜で観測し、海上測定のノウハウを得た。バルーンは棒に比べ比較的容易に測定ができる。またセンサーをいくつかとりつければ高いところまで、高さを変えた同時測定が可能である。そこで我々はこれまでのノウハウをもとに、今回も、バルーン測定にふみきった。
1999 年の石田浜の測定ではヘリウムを充填したゴム製のバルーンに温度センサ
ーを１個だけとりつけ、それを上げ下げし測定するという極めて簡単な方法であった。この方法ではつきっきりで測定しなければならないことと、上げ下げの作業の間に温度が変化してしまう恐れがあった。このことを解決するために温度計やセンサーをいくつかとりつけて長期間にわたって係留する必要があった。そのためには
以下(1)～(4)までの問題をクリアしなければならなかった。
(1)軽量、長期間、堅固、ねじれ①バルーン
これまでの観測の経験より、バルーンは風の影響を受けることが分かっている。
本観測においてもバルーンは風の影響をあまり受けない大きいもので、しかも浮力2の大きいものを選ぶ必要があり、以下の点に考慮した。
・強い日差し、豪雨、強風、波浪、海水などの過酷な条件に耐える堅固なもの。
・長期間の係留に耐えられること。
・ロガを３～４個、センサー、ロープをとりつけても落下しないだけの浮力があること。
・中に入れるガスは安全のためヘリウムとする。
以上の条件を満たすために(株)宝来社を通じ、広告バ
ルーンの専門である富山県アドセンター企画（株）を紹介していただいた。直径 2.5ｍ、厚さ 0.2mm、ビニール製、色は目立つように白色のものとした。ロガ・センサ
ー・ロープの総量は 2.2kg 重であり、それを引いたバルーンの浮力は 6.9kg 重であった。バルーンの横には伏木海上保安部富山分室の指導により、落下や飛散の場合でも所属が分かるように「富山大学」と大きく書かれたシールを貼った。図１に使用したバルーンを示す。
【図１】バルーン②温度記憶計・１個のバルーンのロープに自動温度記憶計を数個取りつけ、そこに温度センサー
をつなぎ、海上気温の鉛直方向の高さによる違いを観測する。
・記憶計はバッテリー可動とし、長時間の観測に耐えられる。バルーンは上げっぱなしになるので、その期間データを記憶させ、あとでパソコンに回収する。
・バルーンにつける特性上、小型で軽量のものが望ましい。
以上の要求を満たせるものとして、今回は(株)堀江商会を通じ（株）佐藤計量器製作所のデータロガ（以下単にロガとよぶ）SK-L200T を選んだ。大きさは幅12cｍで高さ 8.4cm×厚さ 2.8cm。重さは電池を入れて約 220g。１個のロガからは最大 3.75m の外部温度センサーが２個つけられる。図２に使用した温度記憶計を示す。
【図２】自動温度記憶計③ロープ
・軽量で強固なものを使用し、しかも海水に強いものとする。
以上の条件をクリアするべく直径６mm の漁業・登山用ビニールロープを用意した。なお、メインロープの他に、バルーンの上げ下げができるように補助ロープもとりつけるよう考えた。
④よりもどしのある取付金具・取付が簡単なもの。
・海水などに腐食されないもの。
・軽い金具。
・今回のバルーンは 360°回転可能である。従ってバルーンをそのままロープにとりつけ、それをブイに結べば、ロープはバルーンの動きにつれて激しくよじれる。
そこでロープは上下を固定し、まっすぐにして回転させずにおき、ロープとバルーンおよびロープとブイの間には、魚釣りで使うような一方が回転可能なよりもどし付のものにする必要がある。
図３にこの金具（スイベルという）を示す。
また、以上③、④は(株)宝来社を通じ用意した。
3

バルーン側ロープをとりつける（回転しない）

ブイ側にとりつける（回転する）【図３】 よりもどしのある取付金具（スイベル）(2)おもりから定置網へさて、このバルーンをどのように係留するか。それが最大の問題であった。当初は、バルーンのロープを１本にするか、それとも２～３カ所ロープを繋ぐかが問題となった。
カ所ロープを繋ぐかが問題となった。この場合、結論からいえば、１本で 360°回転させる方が無理なく、しかも簡単である。２～３ヶ所では風向によって全く固定の意味がなくなってくる。また係留方法については、最初は図４のようにブイにとりつけ、そのブイをおもりで海底に固定することを考えた。しかしこの方法だと・富山湾の海底の形状からうまくおもりが収まるかが疑問。
・ブイとおもりをつなぐロープが漁業活動の障害になり、場合によっては漁船にからまる恐れがある。
といった問題がある。
このことで頭を悩ましていたところ、魚津漁業協同組合【図４】おもりで固定
参事の浜住博之氏が「定置網の端のブイにつないだらどうか」という考えを示して下さった。ただし、それには定置網は実際に漁業を行っている場所であり、漁師さんたちの了解が必要であること、そして漁業に差し障りがないことを保障するという２点の問題をクリアする必要があった。
(3)場所の選定
そこで早速、富山湾の海図をひろげ、定置網のある場所を知り、我々の希望に一番近い場所はどこかの検討に入った。
蜃気楼研究の立場からいえば、よりたくさんの場所での測定が望ましいが、予算の関係から黒部・魚津・水橋の３ヶ所を選んだ。これらのデータが得られれば、暖気の流れがかなり明らかになることが予想された。そして、くろべ漁業協同組合参事の富山俊二氏、魚津漁業協同組合参事の浜住博之氏、水橋町漁業協同組合組合長の岡本文男氏、参事の藤岡勇氏らに具体的な網元さんを教えていただき、交渉に入った。
その結果、場所の一部変更などがあったが、以下の網元さんの定置網への係留を決定した。場所については図５を参照されたい。
①黒部：定置網「鷹野」、浅野重吉氏②魚津：定置網「鴻津一番」、魚津水産（株）大黒信吉氏、中村喜一氏③水橋：定置網「天念坊」、有沢菊次氏
これらの方にお願いしたところ、快く引き受けて下さった。
4

Ｎ

黒部川

バルーン
黒部漁港

(黒部)
黒部市

富

山

湾
片貝川
経田漁港

(魚津)

魚津漁港
角川

魚津市

(水橋)
早月川
滑川漁港
水橋漁港
常願寺川

滑川市

水橋町

【 図５】バルーンの係留地点(4)作業の依頼
取付作業は、定置網周辺の状況を熟知している漁師さんに船を出してもらうことにし、協力をお願いした。

３

観測(1)予備調査第１回目①温度記憶計ロガ
最初のロガの取付は、図６のように、何よりも軽さを重視する立場から、ペットボトルを輪切りにし、その中にロガを入れて、あとで回りをビニールテープで巻くという方法をとった。そして、ペットボトルには３ヶずつの穴を３カ所にあけた。そこにビニール製の凧糸を通し、それをロープに縛り付けた。中のロガの防水はビニール袋のみで、外の蓋や穴をあけたところには防水用のシーラントをつけた。
②温度センサーセンサー部分も同様に輪切りされたペットボトルの中に入 【図６】ペットボトル
5

れて、日光が直接センサーに当たらないようにした。
その様子を図７に示す。
さらに、ロガおよびセンサー部分が入っているペットボト
ルはいずれも白く塗り、日光による暖まりを防いだ。
ロープへの取り付けは、ロガのペットボトルと同様な方法
で行った。
③取付位置
測定ロガは図８のように１、４、11、19m の４カ所に取り付けた。それらに 3.75ｍおよび 1.5ｍのセンサーを取り付け、０（海水）、１、３、５、８、12、16、20ｍの８カ所の高さで気温が測れるようにした。
【図７】温度センサー

温度センサー
温度記録計ロガ

19m

20m
19m
16m
12m

11m
８m
４m
１m

５m
３m
１m
０m
【図８】ロガとセンサーのとりつけ④取付作業
マスコミも注目する中、最初のバルーンの取付が魚津水産（株）さんの全面的な協力を得て４月 25 日に行われた。この日はあいにく朝から小雨が降り、風も少しあってバルーンとりつけにはあまり条件がいい日ではなかった。富山県アドセンター企画（株）の武田景勝氏に協力していただき、なんとかバルーンをとりつけた。
しかし、風の中、あまりうまく上がらなかったので、途中で再度バルーンを下ろし、ヘリウムを再充填した。そのときに一部のペットボトルが海水に浸かり、ロガの一部に海水の浸水があった。
⑤点検
バルーンをあげているときは、毎日、うまく上がっているか双眼鏡でチェックした。また、漁業協同組合や魚津水産（株）さんにお願いして近くを通る漁師さんが異常をみつけた場合はただちに連絡していただくようお願いした。
⑥回収と結果ロガの回収は５月１日に、今度は第八博栄丸船長の桐岡博氏にお願いして船を出していただいた。回収はロガおよびセンサーのみで、バルーンには異常がなくヘリウムの充填をして、そのまま係留した。ロガは４個全てに海水が浸水し、データは全くとれなかった。この原因としては、風が強く、ロガ入りペットボトルが海水面6に接触することによって大きな衝撃が生じたためである。この衝撃力は我々の試算をはるかに超える大きなものであった。そこでもう一度防水対策を見直し、装置の改良に取り組んだ。
(2)予備調査第２回目①プラスチック密閉容器の使用
前回の調査においてバルーンは落下せずに上がっていた。またよりもどし等も、うまく作動していた。そこで防水以外のものについてはそのまま続行し、計画通り進めることにした。またセンサーも特に異常がなかったのでそのまま使うことにした。
防水対策として図９のようなプラスチック製
密閉容器を使用した。これは水が漏れない工夫がされており、しかも軽く強度がある。こ
こにロガを入れ、センサーの接続部はフィル
ムケースを利用して防水用のシリコンシーラ
ントで塗り固めた。これに蓋をし、防水用シリコンシーラントで再び周りを塗り固め、完
全防水をした。この容器をさらに少し大きめのプラスチック製密閉容器に入れて封じ、端にロープを縛り付けて固定し、落ちないよう【図９】プラスチック製容器（ロガ入） に工夫した。
②ロガの取付ロガは図８と似た形で３、11、19ｍの位置にとりつけ、センサーは０、４、８、12、16、20ｍの高さにとりつけた。これらの取付は５月７日に行われ、回収は５月12 日に桐岡博氏にお願いして行った。
③結果
回収の結果、一番下の３ｍの位置で、バルーンが水面をたたいたときにプラスチ
ック製容器の角が衝撃を受け、センサーコードが切れてしまったが、あと２つは大丈夫でデータがとれた。この方法で観測ができる確信を得た。
(3)本調査１回目
①取付
19m
18m
15m
ロガ

センサー
11m

10m
7m
3m

【図 10】ブイにとりつけたロガとセンサー

0m

0m

第２回目の予備実験にもとづき、本調査ではプラス
チック製容器の周りを発砲スチロールで囲み、衝撃に【図 11】取付位置
耐えられるよう改良した。ロガ の一つは図 10 のごと
く０ｍ、すなわちブイに直接とりつけることにした。これは下のロガが衝撃を受けないためである。あとのロガは図 11 のごとく 10、18ｍの位置にとりつけた。これに伴うセンサーは０、３、７、11、15、19ｍの高さにとりつけた。
7

０ｍのセンサーの先は図 10 のごとくフィルムケースで保護した。黒部・魚津・
水橋そろっての本調査測定開始は 5 月 15 日から５月 21,22 日まで行った。黒部は海人丸船長の中田陽一氏に船を出していただき、網元の浅野重吉氏に、定置網ブイ
へのとりつけを手伝っていただいた。魚津は前回と同様に桐岡博氏に船を出していただいた。水橋は恵比寿丸船長の石金久利氏に船を出していただき、水橋漁民合同
組合の高島高志氏らに取付を手伝っていただいた。
②バルーンに亀裂
５月 21 日の朝、水橋の高島氏から「バルーンが水没している」という連絡があり、石金氏に船を出していただき回収した。調べた結果、バルーン下部のヘリウム
ガス充填口付近に１㎝程度の小さな亀裂が見つかり、そこから水が入っていた。
ロガは大丈夫でデータはとれていた。また黒部の浅野氏からは「バルーンがしぼんできている」という連絡をうけ、第八黒瀬丸船長の山田晃司氏にお願いして見にいった。やはり水橋と同じような場所に同じ程度の亀裂が入っており、結果としてヘリウムが少し抜けた状態であり、バルーンを回収した。ロガは大丈夫であった。
これらの水橋と黒部のバルーンは、ただちにアドセンター企画（株）に修理を依頼し、再度の調査に備えた。バルーン破損の直接の原因は５月 19 日、20 日の強風によるものであると考えられた。しかし、直接の原因についてはアドセンター企画（株）でも通常の陸上の使用しか経験がなく、このように海上で長期間の係留は過去に例がなく不明ということであった。
(4)本調査２回目
本調査１回目にもとづき、同様の方法で本調査２回目もいけると考え、高さも前回と同じにして６月５日にとりつけた。回収は６月 13 日であった。３地点ともに異常なくデータがとれた。作業一覧を表１に示す。
なお黒部の最後の回収は、朋栄丸船長の能登誠二氏にお願いした。
【表１】作業一覧（敬称略）

場所

バルーン
係留期間

定置網元

黒部

5/15～5/22
定置網「鷹野」(７日) 浅野重吉＜作業＞5/15,6/5,13

魚津

水橋

種別

作業日・内容本 調 査 5/15 バルーン・測定器取付①
5/21 測定器のみ回収
5/22 バルーン破損につきバルーンを回収本 調 査 6/5 バルーン・測定器取付② 6/13 バルーン・測定器回収6/5～6/13(８日)
３回
計 15 日
4/25～6/13
定置網「鴻津一番」 予備
魚津水産㈱
調査 ①
大黒信吉
予備
中村喜一
調査 ②
本調査
①
本調査
計 49 日②
5/15～5/21
定置網「天念坊」 本 調 査(６日) 水橋漁民合同組合
①
有沢菊次
高島高志
6/5～6/13
本調査(８日) ＜作業＞②
5/15(2),6/5
３回
計 14 日

4/25 バルーン・測定器取付
5/1 測定器のみ回収
5/7 測定器のみ取付
5/12 測定器のみ回収
5/15 測定器のみ取付
5/22 測定器のみ回収
6/5 測定器のみ取付
6/13 バルーン・測定器回収5/15 バルーン・測定器取付5/21 バルーン破損につきバルーン・測定器を回収
6/5 バルーン・測定器取付6/13 バルーン・測定器回収

漁船
海人丸：中田陽一
１回
第八黒瀬丸：山田晃司

３回
朋栄丸：能登誠二
１回
魚津水産㈱
１回
第八博栄丸：桐岡博

７回
恵比寿丸：石金久利

４回

8

４

データの解析

(1)蜃気楼発生日
今回行われた本調査第１回目（5/15～5/21,22）と第２回目（6/5～6/13）の期間
中で蜃気楼が観測されたのは、石須秀知氏らによる魚津埋没林博物館における観測記録によれば次の２日間である。
①５月 15 日 10:25～12:00
生地、岩瀬方面、 ランクＣ（肉眼短時間、双眼鏡長時間）②５月 17 日 15:00～17:00
富山～新湊方面、 ランクＢ（肉眼長時間）
このうち①の５月 15 日は観測装置をとりつけているときであり、特に水橋での作業中に船上で蜃気楼が観測できた。しかし、３地点でのデータがそろわないので以後の解析の中心を②の５月 17 日におく。
また、比較のため蜃気楼の発生しない日として５月 16 日と６月９日をとりあげた。詳細については後述する。
(2)バルーンの高さ
バルーンは風の影響を受け、その高さが変わる。そのため本来はバルーンの位置に風速計をとりつけ、そのデータをもとに高さの補正が必要となる。また風向によってバルーンが風圧をどのように受け、そのために、浮力がどうなるかなど細部にわたって計算しなければならない。
しかし今回の場合①バルーンでの測定は気温のみしか得られていない。
②風のデータは陸上のものしか得られず、海上とはかなり異なる。
③仮に浮力７kg 重が絶えず上に向かってはたらいており、しかも蜃気楼発生時の風向が３m/s 程度であったとすると、単純な試算によれば高さの誤差は最大でも１ｍ以下である。
以上の理由によって、最初にとりつけた高さのままでデータを扱った。従って、高さは絶対的なものではなく最大で１ｍの誤差があることを予めお断りしておく。
(3)海上気温の鉛直分布①蜃気楼が発生した 2001 年５月 17 日の３地点における海上気温
図 12 に黒部、魚津、水橋での海上気温の鉛直分布（10 分おき）の結果を示す。
水温は、３地点とも 18℃前後で大きな変化はない。しかし、気温はそれぞれ高さ
による違いが観測された。他に比べ温度の高い場所に注目すると、黒部では７ｍで
32
30

気温（℃）

28
26
24

黒部2001.5.17
19m
15m
11m
7m
3m
水温

黒部

22
20
18
16
14
12:00

蜃気楼発生
13:00

14:00

15:00
時刻

16:00

9

17:00

18:00

魚津2001.5.17
32

欠測
欠測
11m
7m
3m
水温

30
28
気温（℃）

26
24

魚津

22
20
18
16
14
12:00

13:00

14:00

15:00
時刻

16:00

17:00

18:00

水橋2001.5.17

32

19m
15m
11m
7m
3m
水温

30
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気温（℃）

蜃気楼発生

26
24

水橋

22
20
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16
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12:00

蜃気楼発生
13:00

14:00

15:00
時刻

16:00

17:00

18:00

【図１2】2001.5.17 の黒部、魚津、水橋における気温の時間変化の気温が高い。魚津では 11ｍでの気温が、さらに水橋では 19ｍの気温が高くなっている。このことを分かりやすくするために、高さと気温の関係を図 13 に示す。
②気温と高さの関係

14

17 15

15

13:00
14:00

10

15:00

15
13:00
14:00

10

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15:00

17

15

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10

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17:00

17:00

5

5

20

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24
気温（℃）

26

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0
16

16

15:00
16:00

水温

17 15

14:00

16:00

18

14

13:00

16:00

5

0
16

20

20

16

高さ（ｍ）

高さ（ｍ）

15

13

高さ（ｍ）

20

黒部 2001.5.17

魚津 2001.5.17

水橋 2001.5.17

水温
18

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気温（℃）

26

28

0
16

水温
18

20

22
24
気温（℃）

【図 13】2001.5.17 黒部、魚津、水橋における鉛直方向の高さと気温の関係
10

26

28

黒部 2001.5.17

高さ（ｍ）

図 13 下部の青色直線部はその時間の水温範囲を示
20
10
50
30
す。
20
海上気温分布をみると、まず黒部では７ｍを中心と
15:00
40
した 暖 気が か なり早 い時間から流れこんでいるのが15分かる。
この部分をさらに分かりやすくするために図 14 に
10
黒部における 15:00～15:50 の気温の垂直分布を示す。
15:00
15:00 では３ｍから 15ｍまでは、それほどの温度差は
15:10
15:20
ない。しかし 15:10 あたりから３ｍから 11ｍの間に、
5
15:30
７ｍ を ピー ク にして 最大で２℃の温度差を持つ暖気
15:40が流れ込んできている様子がよく分かる。
15:50
0
この流れは、図 13 でも分かるように魚津で 11ｍの23 24 25 26 27 28 29 30 31
気温（℃）
部分に（それより上の高さは残念ながら欠測で分からないけれども）温度上昇し、さらに、水橋では 19ｍ
へと拡がっていく。
【図 14】黒部の暖気移流
蜃気楼はこの日、15:00～17:00 まで観測されており、黒部の７ｍあたりの暖気移流が大きな原因と考えられる。
このデータだけではまだはっきりとしたことはいえないが、これらの結果と、木
下のこれまでのシミュレーション結果 ４ ） を合わせて考えると、黒部に移流した暖気は以下のように流れていくと予想される。

20

20

20

10

10

０

０

暖気
高
10
さ
[m]

０
低い

高い

低い

高い

気 温[℃]

気温[℃]

水

魚

橋

護 岸堤
低い

高い
気 温[℃]

津

黒

部

生

地

【図 15】暖気の流れ予想図(4)風の影響①風向と風速気温は風の影響をうける。今回は、気温を測定した場所での風向・風速の観測ができなかったので、詳細については不明である。
しかし、海岸縁での風によってある程度の予想ができる。そこで、国土交通省富山工事事務所から水橋（海抜 10ｍ）のデータを、また同黒部工事事務所からは田中（海抜 15ｍ）と石田（海抜 10ｍ）のデータをおかりした。さらに、吉田科学館（海抜 15ｍ）と魚津埋没林博物館（下：海抜５ｍ、屋上：海抜 25ｍ）の観測デー
タを用いて、このとき風はどのように吹いていたのか調べた。そのうち、典型的な田中と魚津埋没林博物館屋上の風向、風速の様子を図 16 に示す。
田中の観測装置はほとんど海岸縁にあり、地物の影響をあまり受けておらず、この近辺の海風の影響をほぼそのまま反映していると考えてよい。
11

田中 2001.5.17

田中では 12:00 過ぎから、それまで東に吹いていた風が、北西
6
ほぼ北西に変わっている。そして風速もかなり安定した西
5５～６m/s の強い風が吹いて南西いる。通常、蜃気楼が発生し4ているときは北～北東が多南
く今回のように北西という3
風速
南東のはめずらしい。
風向2
一方、魚津埋没林博物館屋
東
上の風は 12:30 から 17:30 ま
蜃気楼発生
1
北東
で北北東の安定した風が吹北いている。風速もこの時間帯
0
8:00
10:00
12:00
14:00
16:00
18:00
は３～５m/s と強い。この傾
時刻
傾向は地上でも全く同じで、
ほ ぼ 同 じ 時 間 帯 で １ ～ ３ m/s
魚津（上）2001.5.17の安定した北の風が吹いて
7
北
いる。
風速
北西
6
②風はどこから来たのか
風向
田中と埋没林博物館で観西5測された午後における安定
南西した風は、いったいどこから4吹いてきたのだろうか。この
南
3ことを解明するために田中、
南東
吉田科学館、石田、魚津埋没2
東林博物館（上、下）及び水橋
蜃気楼発生の風のデータを図 17 に示す。
1
北東
石田についてはこの日、残0
北念ながら一部欠測の時間帯
8:00
10:00
12:00
14:00
16:00
18:00
があった 。
時刻
比較のため蜃気楼が出た時間帯（15:30）と出ていな【図 16】5/17 の田中と魚津の風い時間帯（10:00）をのせておく。
蜃気楼が出ていない時間の 10:00 は、田中の風は図 16 に示されるように風速５m/s のかなり強い東の風で長時間にわたって安定して吹いている。それに対して吉田科学館（以下、簡単に吉田とする）と石田の風は、田中とは全く正反対の西の風である。風速は２m/s とそれほど強くはない。
また 10:00 における吉田、石田、魚津埋没林博物館の下と屋上（以下、簡単に魚津上・下とする）および水橋の風は海岸にほぼ直角の方向に海岸から陸地に向かって海風が吹いている。このような傾向は袴谷らの研究 ６ ） とよく似ている。
吉田の風は、強い田中の風の影響を受けて、その後安定せず風向は 11:00 に北西に、13:00 には北へと変わっていった。また石田の風は、次第に北の方向へと変わっていった。同様の変化は魚津上・下と水橋にも見られた。このような各地点にお
北

風向（°）

風速（ｍ／ｓ）

風向（°）

風速（m/s）

7

12

ける風向の変化の様子を、図 17 の真ん中にイメージとして示す。
Ｎ

蜃気 楼の 発生 前

海上 か らの 風
下水橋

蜃気 楼の 発生 中

田中

田中

吉田

吉田

吉田

風向 が 変化

石田

下 上

黒部川
黒部 川

上

魚津

水橋

下

石田

水橋

黒部川
黒部 川

魚津

早
月川
早月川
神通
川
神 通川

常 願寺川

１０ ： ０ ０

石田
上

黒部
川
黒部川

早月
川
早 月川
神通川
神通 川

常願寺
川
常願 寺川

2001.5.17

陸 上 を通 過 する 風

魚津

早月川
早月 川
神通
川
神 通川

田中

常
願寺川
常願寺
川

１５ ： ３ ０

時間 経過【図 17】2001.5.17 の各地点の風向とその時間変化

一方、田中では図 16 に示されるように 12:00 を境に東から北西へと向きをかえる。そして図 17 に示されるように、蜃気楼が発生している 15:30 には、吉田を除けば各地点ともに、海岸縁にそって風が吹くようになる。この時間の石田のデータは欠測しており残念であるが、前後から判断すると北である。もしそうだとすると、海岸縁にそって風が吹くことで、海岸近くに陸上より流れてくる暖気をさらってくることが予想される。つまり 10:00 には海から陸に向かって吹く風が強く、暖気移
流はおさえられるが、15:30 のように風が吹くことで、陸の暖かい風をひろい、暖気移流がおこってその結果蜃気楼が観測されると考えられる。
これらの結果はこれまでの我々の研究 ４ ， ６ ） における風の傾向とよく似ており、我々の考えをさらに裏付けるものとなった。
(5)黒部における高さ７ｍの暖気をどう考えるか①海上気温
黒部2001.5.16

28
26
24
19m
15m
11m
7m
3m
水温

気温（℃）

22
20
18
16
14
12
7:00

9:00

11:00

13:00
時刻

15:00

13

17:00

19:00

黒部2001.6.9

28
26

気温（℃）

24
19m
15m
11m
7m
3m
水温は欠測

22
20
18
16
14
12
7:00

9:00

11:00

13:00
時刻

15:00

17:00

19:00

【図 18】黒部における 5/16 と 6/9 の海上気温

さて、(2)で見てきたように、黒部における高さ７ｍ近辺の暖気はどのようにして形成されるのだろうか。図 18 に５月 16 日と６月９日の典型的な例を示す。
７ｍの高さに注目すると、５月 16 日はほとんど他の高さの気温と同じである。
しかし６月９日には 11:00～15:00 ころまで他の高さの気温に比べてかなり高い。
これは、大きな要因として、５月 16 日が曇りでそれほど気温が上がらず、陸地の暖まりも少なかったことと、しかも石田で東の風６～８m/s と風が強かったことがあげられる。それに対して６月９日は天気もよく、日中は気温の上昇につれ、陸地が暖まり、風もほとんど北の風で、その結果としてこのような差が出たものと考えられる。
黒部の測定においては、天気がよい日は、相当風が強くない限り、ほとんどの日において７ｍの高さの気温が他を上回っていた。しかも、あまり風向には依存しなかった。
②陸地の影響このことから、暖気は黒部近辺の陸地の影響を強くうけていると考えられる。図19 に示す模式図のように、生地の堤防が３ｍで、それから建物がだいたい４ｍの高さとすれば、陸地から出る熱をそのまま受けたとしてもおかしくはないし、常時というのも納得がいく。

黒部観測地点
７ｍ
４ｍ

生地海岸
約１ km

３ｍ
【図 19】黒部と生地の模式図

14

我々は先に暖気移流の原因として生地で暖まった空気を風が運ぶという考えを提案した ４ ）。それに対して今回の観測でさらに明らかになったことは、海岸近くの陸地からの熱が、かなり頻繁に海岸に流れこみ、結果として海上の気温を高めているのではないかということである。
そう考えるといつ蜃気楼が発生してもおかしくはないことになる。しかし実際には、蜃気楼の発生するときには図 17 のように海岸縁にそって風が吹くことが多い。
そして、この向きに風が吹くことで、陸地の熱を多く伴った風となり、それが気温を高めて、鉛直方向の温度差ができると考えられる。
いずれにしろ、この１回のデータだけでは不十分で、さらに温度や風のデータをできるだけ集め、さらなる検討が必要である。

６

まとめ

今回の委託研究でわかったことはまとめると以下の通りになる。
(1) 海上気温測定のノウハウの獲得
海上にバルーンを上げて、気温の鉛直分布を長期間にわたって測定するという方法は、我々はもちろん、業者にとっても初めての経験であった。失敗も幾度かあったが、それをクリアし、予定の観測ができた。その結果、海上気温の鉛直分布測定のノウハウを獲得することができた。
①ヘリウムを充填したバルーンで長期間の観測が可能である。
②温度記憶計ロガ、温度センサーも今回の軽量、小型の形でよい。
③ただし、防水には細微にわたっての注意が必要である。この方法も今回のプラ
スチック密閉容器とシーラントの方法でよい。
④各地区の漁業協同組合と網元さん、漁師さん方の多大なご協力を得て、定置網のブイに係留させていただいたが、地物の影響を受けることなく観測でき、大変よい方法であった。
(2) 生地から富山への暖気の拡がり
海上気温の鉛直分布測定の解析からは 5 月 17 日の蜃気楼発生日には、①黒部で７ｍのあたりに暖気移流があった。
②この暖気は魚津で 11ｍ、水橋で 19ｍと富山方面にいくに従って層の拡がりが見られる。
このことは、先に木下が提案した発生理由 ４ ） を裏付けたものとなった。
(3) 海岸に沿って吹く風が大事
しかし、いかに暖気が移流したとしても、そのときの風の向きによって、蜃気楼は発生しなくなってしまう（６月９日）。解析の結果からは、海岸にそって風が吹
く５月 17 日のようなとき、蜃気楼が発生していることが分かった。
(4) 陸地で暖まった風が影響する
今回、明らかになったことは、黒部では海岸近くの陸地で暖まった風の影響が強いことである。通常のこの暖気に上記(3)で述べた風の流れによってさらに暖気が加わり、結果として温度差ができて蜃気楼が発生すると考えられる。

７

今後の課題

今回の研究によって残された課題は次の通りである。
(1)バルーンの高さ補正
この問題はバルーンを上げるかぎり必ずつきまとう問題である。風による誤差を少なくするには①相当大きなバルーンをあげ浮力を大きくする。
15

②バルーンをかなり高く上げ、上がゆれても、かなり下にある測定器はあまりその影響を受けないようにする。
③温度計、センサー、ロープの軽量化。
などが考えられるが、①、③は取り扱いや費用の点から限度があり、また②は落下時に漁業に影響があることから、そうは高くできない。以上のことを総合的に判断しても、バルーンでの測定は今回のやり方が限界である。
(2)気温の鉛直分布の観測
そこでこのことをふまえて、以下の通り、バルーンによる海上計測は黒部のみとし、あとはできるだけ海に近い陸上の気温の鉛直分布データを集める。
①田中（地上）暖気は海から来るのか、それとも陸地を通過してできるのかを確認するために、海岸縁にあって地物の影響を受けず海風の生の様子が観測できる国土交通省の田中のポールに温度記憶計をとりつけ、気温の鉛直分布を調べる。
②生地海岸（地上）2001 年の測定では、生地から富山湾に出るときの風が重要であることが分かってきた。そこで生地海岸縁の電柱で、気温の鉛直分布を測定する。
③黒部における 再度の計測（海上）
今回の観測で明らかになった海岸縁の陸地からの暖気移流の新しい見方についてさらに明らかにするために、2001 年のノウハウを生かし、バルーンによる海上
気温の鉛直分布の詳細な計測を行う。
④石田浜でポールを立てての測定（地上）高さの誤差の問題をクリアするには、ポールを立ててそこに温度計をつけることである。海上でそれを行うのが望ましいが、海の中にポールを立てることは相当困難である。そこで、より海に近い石田浜のフィッシャリーナにポールを立てて長期間の計測を試みたい。
(3)風のデータの利用
魚津埋没林博物館上下の気象観測データや、国土交通省、吉田科学館などからデータの提供を受け、上暖下冷の空気層の成因をさぐるべく、風について解析する。
(4)蜃気楼発生日のさらなるデータを
今年は蜃気楼の当たり年といわれたほど、長時間続く蜃気楼が何度も観測された。
我々が観測した期間において蜃気楼を観測できたのは５月 15 日と５月 17 日の２日であった。蜃気楼には、そのときの気象条件の違いによっていろいろなタイプがあり、これだけのデータでその仕組みを論ずるのには無理がある。今後、さらにデー
タを集める必要がある。
(5)蜃気楼予知にむけて蜃気楼の予知については気圧配置、天候、風向・風圧、気温の鉛直分布などかな
り詳細なデータがそろってきた。蜃気楼発生理由の研究とともに、どのようにして正確な予知ができるかも今後検討していきたい。
(6)日本、世界への発信
本研究の成果は今後、気象学会への発表、論文発表へとつなげていきたい。また、
これまでのデータをもとにさらに解析を進め、蜃気楼の発生理由についての研究を紹介し、全国の方たちとの議論を深めたい。さらには、魚津市が蜃気楼研究に科学のメスを入れ、研究に着手していることを日本や世界に発信し、名実ともに「蜃気
楼のみえる街」にしていくことを願う。そのために我々は最大限の力を尽くしたい。

16

８

謝辞

まず初めに、魚津市と魚津市教育委員会にこの研究をさせていただいたことを、ここに深く感謝する。これまでの我々の研究でできなかった海上気温の鉛直分布測定をさせていただき、我々の研究は大きく前進した。
バルーンを係留し、船を出して装置を取り付け、回収するにあたっては、魚津市をはじめ、黒部市、水橋町の漁業協同組合の皆さんや漁師さんたちに何から何まで大変お世話になった。今回の研究はこの方たちの協力がなくしては何もできなかったといえる。以下、お礼の意味をこめてお世話になった方々のお名前と所属をあげさせていただき、心からお礼申し上げる。
＜魚津＞
浜住 博之氏（魚津漁業協同組合）
大黒 信吉氏（網元）中村 喜一氏（魚津水産（株））
大黒 政行氏（魚津水産（株））
その他、4/25 に船を出していただいた魚津水産（株）の皆さん
桐岡博氏（第八博栄丸）＜黒部＞
富山 俊二氏（くろべ漁業協同組合）
浅野 重吉氏（網元）中田 陽一氏（海人丸）山田 晃司氏（第八黒瀬丸）
能登 誠二氏（朋栄丸）＜水橋＞
岡本 文男氏（水橋町漁業協同組合）
藤岡勇氏（水橋町漁業協同組合）
有沢 菊次氏（網元）
高島 高志氏（水橋漁民合同組合）
石金 久利氏（恵比寿丸）
その他、水橋漁民合同組合の皆さん
バルーンの取付と回収では、富山県アドセンター企画（株）の竹田景勝氏に全てお世話になった。お忙しい中、船を出すたびごとに来ていただき感謝申し上げる。
竹田氏の技術がなければバルーンは係留できなかったといえる。
風のデータの提供にあたっては、国土交通省北陸地方整備局の黒部および富山工事事務所の調査課の皆さんにお世話になった。おかげで蜃気楼発生理由の有力な手がかりがつかめた。
この実験全体を通し、共同研究者の木下正博氏（滑川高等学校教諭）には、計画、装置づくり、取付・回収、さらには解析まで全面的に協力していただいた。木下氏の蜃気楼の発生理由を解明しようとする意欲と協力がなければ、この研究ができなかったといっても過言ではない。また、石須秀知氏をはじめとする魚津埋没林博物館のスタッフの皆さんには、漁師さんとの交渉をはじめ、いろいろとお世話いただ
き、心より感謝している。
富山大学教育学部理科専攻物理の長谷川元美さんは卒業論文で気温の鉛直分布に取り組んでいる。実際に装置づくり、観測、データ処理を一緒に行ってきた。気温や風のデータ解析の一部は彼女によるものである。
総じて本研究は、ほんとうにたくさんの方々にお世話になった。
ここに重ねてお礼を申し上げたいと思う。
17

参考文献
１）藤原咲平、大森虎之助、田口克敏、蜃気楼調査課第２報、気象雑纂２(2)、中央気象台 (1919) 17-169.
２）大森虎之助、藤原咲平、田口克敏、富山湾の蜃気楼、富山県伏木測候所、（1919）
153pp.
３）上田弘之、河野哲夫、電波伝播、オーム社、(1952) 177-194.
４）木下正博、富山湾における蜃気楼の研究とその教材化、平成 12 年度富山大学
大学院教育学研究科修士論文、(2001).
５）大鐘卓哉、石狩湾の小樽沖に発生する上位蜃気楼、日本気象学会 2001 年春季
大会講演予稿集、(2001) 424pp.
６）袴谷美弥、富山湾の蜃気楼における風の影響、平成 12 年度富山大学教育学部
卒業論文、(2001)

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