福岡水技研報第2号1994年3月

Bull・ Fukuoka Fisheries Mar. Technol. Res. Cent., N02, March 1994

対馬西水道における底層冷水の特性
大村 浩一・川建 和雄(筑前海研究所) (九州大学応用力学研究所)

Hydrographic Features of the Bottom Cold
Water in the West Tsushima Channel

Kouichi OMURA, Kazuo KAWATATE(Chikuzenkai Laboratory)(Research Institute for Applied Mechanics Kyushu University)

対馬海峡は東シナ海と日本海とを結ぶ平均幅

本海から東シナ海‑流出することはないこと2)等200kmの海峡で,九州北岸と対馬とに挟まれたが明らかにされている。一方,流動に関するもの

対馬東水道,韓国と対馬とに挟まれた対馬西水道は極めて少ない。実際,漁場が形成されている西とからなる。東シナ海で派生した対馬暖流はこの水道で長期の測流を行うことは極めて困難である

両水道をとおって日本海‑と流れるが,海峡内でため,過去に行われた測流も観測期間が数日間との水塊構造は東西両水道で大きく異なっている。

短く流況の変動を捉えるまでには至っていない。

即ち,東水道では周年にわたって暖流系水で覆わ

この冷水の流動を解明するため,著者らは長期れているが,西水道では夏季から秋季にかけて日間の測流を試み, 1991年夏季に西水道の対馬北本海起源の冷水が底層に分布し,表層から中層を西側に位置する舟状海盆上で2カ月余にわたる測流れる対馬暖流と2層構造をなしている。

流を実施することできた。

この底層冷水(以下「冷水」と言う)は,日本

この報告では,冷水の特性を今回観測した測流

海下層冷水の南出現象1)あるいは日本海底層水結果だけではなく冷水の分布特性からも併せて検の拡延2)と言われるものである。このような冷討した。分布特性では,まず対馬海峡断面での海水は日本海の陸棚城には広く認められる現象であ

洋構造の平均的な特徴を解析した後に,冷水の分るが3),島根沖冷水のように冷水の消長と対馬暖布構造の特徴について具体的に検討した。また,流域内に生息する浮魚類の漁場とが密接に関連し流動特性では測流結果から平均的な流況を明らかている場合もある4)。対馬西水道底層にみられるにし,さらに考察を試みた。

冷水と漁場形成との関係については今後の検討課
題として,ここではまず冷水の特性を明らかにすることを目的とした。

資料および方法
1.冷水の分布特性調査

対馬西水道底層の冷水の特性については,水塊

この調査では,対馬海峡断面での海洋構造と冷構造や水塊分布から論じられることが多く,これ水の分布,さらには冷水の季節変化について検討した。

までに冷水は季節的な消長を行うこと,冷水は日‑93‑大村・川建対馬海峡断面での海洋構造の解析に際しては,資料を全て用いると観測日の違いによる影響が水

まず東西両水道の観測定線を設定した。観測定線は図1に示すように東水道側では比田勝(対馬)

温平均値や標準偏差に含まれることになる。そこ〜白鳥(北九州市),西水道側では釜山〜対馬である。これらの観測定線は九州北岸と韓国南東岸た。また,東水道における観測は原則として毎月で,月の前半に観測された資料だけを解析に用い1回行われているが,西水道側では2カ月に1回とをほぼ直線で結んでいるため,海峡断面の水塊偶数月にしか行われていない。このため対馬海峡分布の変化を捉えるには都合がよい。資料は東水断面での水温平均値と標準偏差の月別変化は2カ

道側では当研究所の海洋観測資料を,西水道側で月毎に偶数月となっている。

は韓国水産振興院の海洋観測資料(両水道とも冷水の季節変化の解析には,当研究所の海洋観71‑'91年の資料)を用いたが,一定の条件を設けて資料の整理を行った。つまり,東水道では測資料を用いた。当研究所では'60‑ '70年代前

原則として毎月上旬に観測が行われているのに対の観測資料のなかから欠測がなく1カ月毎に観測が行われている'68‑74年の資料を用いて,西して西水道では上旬に必ずしも行われていない。
水温上昇期や下降期では,観測日が月の上旬か下旬かで水温に数℃の違いが出てくるため,観測半にかけて西水道で海洋観測を実施していた。こ水道舟状海盆上での水温イソプレットを作成した。

⑳胃29

対ss

図1 地形図及び観測位置図‑94‑対馬西水道における底層冷水の特性

2.流動調査の電磁流速計を設置した。流速計の設置水深は海

測流箇所は図1の◎印で示すように冷水の流動が最も捉えられると思われる舟状海盆 34°

底上30mで,測流間隔は30分,測流期間は'9152′ 10〝, N129°22′50〝

年7月11日〜10月2日までの84日間である。

E)を選んだ。この舟状海盆は対馬上島の西側を対馬に沿って北北東に伸びており,最深部の水深は220mにも達する。
この海盆の最深部の北西側斜面にアツレク電子製

結果および考察1.対馬海峡での海洋構造と冷水の分布
対馬海峡断面での平均水温の月別分布を図2に

図2 対馬海峡における平均水温の月別鉛直分布‑95‑大村・川建示す。この図を周年をとおしてみると水温は西水沿岸域と九州側沿岸域に相対的な低水温域が認め道よりも東水道で高くなる傾向にある。しかし,られる。韓国側の低水温域は等温線の傾きから判

月別にみると海峡内での水温は東西両水道とも著断できるように構造的に深い。また,西水道の底しい季節変化を示し,また両水道間での海洋構造層,特に舟状海盆上の150m以深には韓国沿岸は大きく異なっている。

水よりさらに低温の水城が認められる。

冬季2月と春季4月の水温は表層から底層まで6月になると,水温上昇に伴って季節的水温躍均質となっている。この時期の特徴として韓国側層が形成され始め8月に最も顕著となる。夏季に

韓国

対馬

九州

図3 対馬海峡における水温標準偏差の月別鉛直分布‑96‑対馬西水道における底層冷水の特性みられる等温線は西水道から東水道に向かって右しない。冷水の水温は夏季から秋季にかけて低く,下がりに傾斜し,西水道で浅く東水道で深い分布

冬季から春季にかけて高くなる傾向を示すが,構造となっている。西水道の舟状海盆では季節的Lim et al.による冷水の指標値(10℃以下)躍層以外の第2躍層が著しくなっている。に基づくと,平均的な分布特性として冷水は8月

水温下降期の10月になると,表層等温層の厚さは深度を増し始める。表層等温層の厚さは30から12月まで分布し2月から6月までは分布しない季節変化をする。

‑40m深に達するが,東水道ではその厚さが全水温標準偏差の月別分布を図3に示す。西水道域でほぼ同じなのに対して,西水道では対馬側で舟状海盆上での標準偏差は,他の水域に比べて相深く韓国側で浅くなっている。

対的に高い値を示している。 4月の標準偏差は12月になると水温はさらに低下し鉛直混合が1.0‑1.5℃と低く他の水域と大きな違いは見ら活発となる。東水道の水温は上層から下層まで均れないが, 4月を基準に前後に遡るほど標準偏差質となり,九州側沿岸域では再び相対的な低水温は高くなり, 2月, 12月には2.0‑2.5℃, 6月,域が形成される。西水道では韓国沿岸水の水温低8月, 10月には3.5‑4.5℃にもなる。 4月の標下が著しいために等温線の傾きは解消されず,そ準偏差が低いのは,この時期の海洋構造が安定しの傾きは大きい。酋水道の舟状海盆城には夏季以ていることを示している。一方, 6‑2月の標準降の第2躍層が依然存在している。

偏差が大きくなるのは,季節的には冷水が出現す

対馬海峡ではこのような水温の季節変化を示する月とそうでない月とがあること,経年的には水が,海峡内での特徴的な現象として次のことがあ温の年変動が大きいこと,さらに構造的には冷水げられる。 (1)韓国寄りの沿岸域に周年を通して相の厚みが変動することによるものと考えられる。

対的な低水温城が存在する。 (2)西水道の舟状海盆

2.底層冷水の周年変化

上には海峡内で最も低温な水塊が存在する。 (3)東対馬西水道での月別の水温イソプレットを図4

水道では九州側沿岸域に低水温城が12月から4に示す。特に冷水の変動に注目するため, 10℃月まで形成される。

以下の水温帯には斜線を施している。

これらの特性のなかで,東水道にみられない現この図をみると冷水は明瞭な周年変化を示して象として西水道舟状海盆上での低水温域があげらいることがわかる。冷水は水温躍層が形成されるれる。この低水温城は前述した日本海下層から派時期に出現し,鉛直混合が活発で表層から底層ま生している冷水と言われている1),2)。冷水は舟で均質となる冬季に消滅する傾向が強い。冷水の状海盆上に分布し,韓国側沿岸域の底層には分布

流入は東シナ海からの表層低塩分水の西水道への1972

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図4 対馬西水道舟状海盆状での水温のイソプレット‑97‑1973

1974

大村・川建流入が引き金となることが指摘されている6)。しかし,冷水の西水道への流入時期は4月に1回,5月に3回, 6月に1回, 8月に1回となっており,この時期が対馬暖流表層水の低塩分化する時期とは必ずしも一致しないようである。
冷水の流入が一端始まると西水道内が再び順圧的な状態となるまで,冷水の分布は長期にわたって続く。その分布期間は'68年度には8カ月, '69
年度には6カ月, 70年度には8カ月, '72年度には10カ月, '73年度には9カ月でいずれの年も半年以上も続き,この期間中に冷水の流入が途切れることは一度もなかった。実際, '91年の測流結果でも,測流期間中の80日間に水温が10℃を超えるような水温上昇は認められなかった。
冷水の水温は毎年分布が認められる8 ‑ 11月
を例にしてみると8月は3‑9℃台, 9月は3‑5℃台, 10月は2‑7℃台, 11月は5‑8℃台で,前述したように水温の変動幅は大きい。
図5 対馬西水道舟状海盆状での水温鉛直分布

図4の̀68‑̀74年の観測資料は転倒式採水器を用いて観測されたため,中層から底層までの観測深度は50m間隔で粗い。このため冷水が分布3.西水道底層冷水の流動しているかどうかは確かめられても,どの水深で水温傾斜が急激に起こっているか,つまり対馬暖系列を図6に示す。観測期間中の水温は2.2‑6.1

流と冷水との境界を提示するには正確さに欠けて℃の範囲で変動しており,冷水の指標値であるいる。

10℃以下であったことから,この測流データは実測流の北流成分,東流成分ならびに水温の時'92年7, 8, 10, 11月に舟状海盆上のほぼ同冷水の流動を捉えていると思われる。実測流の時

じ位置でSTD観測を行ったが,その水温鉛直分

系列をみる限り北流成分,東流成分とも半日,一布を図5に示す。この図をみると,対馬暖流と冷水との境界に形成される水温躍層は120‑ 160m

日, 15日程度の周期で変動しており潮流成分の影響が大きいことが伺える。そこで花輪7)が設に存在していることがわかる。しかし,水温躍層計した24時間タイド・キラー・フィルターを用いが形成される深度,水温躍層での水温傾斜の度合て実測流から潮流成分を除去したデータを冷水のいは月によって異なっている。水温躍層の深度は流速値として解析した。

7, 8月の夏季に深く, 10, 11月の秋季に浅く潮流成分を除去した後の冷水の北流成分,東流なる傾向を示している。水温躍層付近の水温傾斜成分ならびに水温の時系列を図7に示す。北流成の度合いは7月には0.2℃/mの割合で低下し,分の時系列をみると冷水の流れは南向きに卓越し

8, 10月には0.3℃/m台, 11月には0.4℃/mているが,常に南下傾向を示しているわけではな台となっており,水温傾斜の度合いは秋季に向かく間欠的に北上傾向を示していることが認められうほど強くなっている。また冷水は海底から60る。ただし,北向きの流れが卓越している期間は‑70mまでを占めており,かなり厚みのある水短く, 2日以上にわたって北上傾向を示している塊であると言える。のは8月3‑7日, 8月19‑21日, 9月14‑‑98‑

対馬西水道における底層冷水の特性

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図6 実測流の北流成分,東流成分ならびに水温の時系列‑4‑6‑8‑incm/ s
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121086420‑2‑4‑6℃
10810[1'46 20
水 温

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図7 底層冷水の北流成分,東流成分ならびに水温の時系列‑99‑大村・川建20日だけである。一方,東流成分では東向きの係にあることは明かであるが,この2つの流れの流れが卓越しており,西向きの流れは観測期間中間にどのようなメカニズムが働いて冷水の消長がにわずか3回しかみられず,その期間も短い。今起きているのかは,まだ明かではなく今後の課題

回,流れの周期性は検討していないが,北流成分,である。ただ,三井田8)による西水道での測流

東流成分とも一週間以下の時間スケールで変動し結果を参考にすると,冷水の流速は夏季の西水道ていることは伺うことができる。

表層流速の1割程度となり,冷水の流速は対馬暖図7に示した冷水の北流成分,東流成分の時系流よりもかなり遅い。

列データを日平均値にし,図8に示すように北流

冷水は韓国の蔚山付近では沿岸湧昇に伴って韓成分をY軸,東流成分をX軸にしたXY座標にお国沿岸域にも分布するが,冷水が南下するにつれとした。流向の頻度は東から東南東方向の頻度がて韓国沿岸を離れ,西水道内では対馬と韓国の間最も多く,これに東から東北東方向の頻度を加えを南西方向に張り出すことが指摘されている3)。

ると全体の70%以上になる。ただし,冷水の流このため西水道内での冷水の流向は対馬や舟状海

向はランダムになっているわけではなく,北西一盆に沿った方向,つまり南西方向になると思われ南東方向に規則的に並んでいる。北流成分と東流た。しかし,潮流結果による冷水の流向は北西一成分との相関係数はR=‑0.75 (1%の有意水南東方向になっている。この方向を図1に示した準)である。

地形図と比較すると,冷水の流向は等深線に沿っ日平均流速の平均値と標準偏差は流れの方向のた方向ではなく等深線に直交する方向になってい南東流成分とその垂直方向の北東流成分とに分ける。つまり,冷水が南下するときは韓国側から対ると以下のようになる。

馬に向かって流入し,北上するときは逆に韓国沿岸に向かって流出する結果となっている。

南東一北西流成分(南東向きが正の値)
平均 5.72cm/s

今回の測流結果はオイラー型のある1点での観標準偏差 4.02cm/s測であるから他の地点で測流を行った場合には,北東一南西流成分(北東向きが正の値)
平均4.08cm/S違った結果になることが推定される。冷水が海底標準偏差1.80cm/s

地形の影響を受けた流れである場合,あるいは冷冷水とその上層を流れる対馬暖流とが密接な関水分布の南限では,冷水が舌状に張り出していることから冷水の舌状先端部で同一方向流として存在しているのか,あるいは反流を伴っているのかで流向は大きく違ってくると思われる。
対馬西水道底層に認められる冷水は季節的な変化を示すが,冷水の消長に伴って漁場形成機構がどのように変動するのか,あるいは冷水の変動が対馬暖流を回遊する浮魚類の分布.移動にどのように影響するのかは漁業の重要な課題である。本報は冷水特性の一部を検討したにすぎないが,これを機会にして冷水の変動様式,さらには漁場形成との関係を解明していきたい。
要約S

対馬西水道の舟状海盆上に分布する底層冷水の図8 底層冷水を日平均値にした場合のスキャタリング

特性を水塊分布と流動から解析した。

‑100‑

対馬西水道における底層冷水の特性

1)対馬西水道内での冷水の平均的な分布特性と2) Chang, S. and M. Uda : Oceanic front in

して冷水は8月から12月まで分布し, 2月から

the western part of the JapanSea, Summary

6月までは分布しない。

Kept. Annual Meet, Oceanogr Soc Japan,

2)冷水の進入が始まると,海峡内が再び順圧的な状態となるまで長期にわたり続く。その期間はApr. 5‑9 (1968).

3)森脇晋平・小川嘉彦: "低部冷水"の海況学

半年以上にも及ぶ。

的特性,東北区水産研究所研究報告, (50),3)冷水の水温は毎年分布が認められる8, 9,pp.25 ‑41 (1988).

10, 11月を例にすると8月には3‑9℃台, 94)小川嘉彦・森脇晋平: "低部冷水"の変動機

月には3‑5℃台, 10月には2‑7℃台, 11月

構,東北区水産研究所研究報告, (48), pp.には5‑8℃台で水温の変動幅は大きい。

97‑114 (1986.

4)冷水と対馬暖流との間に形成される水温躍層5)

DuByung

Lim・Sun‑duckChang:

ONTHEの深度,水温躍層での水温傾斜の度合いは季節にCOLD WATER MASS IN THE KOREA

よって異なる。

STRAIT, The Journal of the Oceanological5)冷水は海底から60‑70mまでを占めており,

SocietyofKorea, (4), pp. 71 ‑82 (1969).

6)磯田豊:対馬暖流に対する対馬列島の地形効

かなり厚みのある水塊である。
6)冷水の流動は南向きの流れが卓越しているが,嵐間欠的に北上傾向も示す。また,流向には規則性

84 (1989).

沿岸海洋研究ノート(27), pp. 76‑

7)花輪公雄・三寺史夫:海洋観測資料におけるがあり北東一南西方向である。
7)冷水の日平均流速の平均値は

日平均値の作成について一日平均潮位を扱う

南東流成分 5.72cm/s

際の留意点‑,沿岸海洋研究ノート, (23),北東流成分 4.08cm/sである。
文

pp. 79‑87, (1985).

8)三井田恒博:定置測流からみた流れ,水産海献

洋研究会報, (28), pp. 33‑58 (1976).

1)西田敬三:朝鮮近海の測流結果について(1932 ‑ '26年海洋調査報告),朝鮮総督府水試報告, 2, (1927).

‑101‑