京都大学防災研究所年報 第 56 号 B 平成 25 年 6 月
Annuals of Disas. Prev. Res. Inst., Kyoto Univ., No. 56 B, 2013田辺中島高潮観測塔における2012年夏季観測結果
Field Measurements at Tanabe-Nakashima Observation Tower in the Summer of 2012

馬場康之・久保輝広・内山雄介(1)・森信人
Yasuyuki BABA, Teruhiro KUBO, Yusuke UCHIYAMA(1) and Nobuhito MORI
(1) 神戸大学大学院 工学研究科 市民工学専攻(1) Department of Civil Engineering, Kobe University
Synopsis
This paper shows some results of intensive field observations carried out in thesummer seasons in 2012. The intensive field observations have been conducted at theobservation tower of Shirahama Oceanographic Observatory (SOO), DPRI, Kyoto
University. One of the aims of the observations is field data measurements tocomprehend the vertical mixing process due to wind and wind wave. During theobservations, one typhoon (TC17, Jelawat) hit the Kii peninsula and passed along thesouthern coast of Japan. In the observation, the vertical profiles of currents and watertemperature have been measured as well as wind and wave conditions. The main results
are as follows: Strong wind and high wave conditions have occurred when the typhoon
hit the observation site. The water temperature felt down a few hours later the typhoons
come close to the observation site. The observed results underline the needs for thecontinuous observation activities and multidimensional data analysis.

キーワード: 現地観測，台風，鉛直混合
Keywords: Typhoon, Field observation, Vertical mixing

1.

はじめに

2.

現地観測の概要

白 浜海 象観 測所 では ，毎 年夏 に台 風接 近時 の気白浜海象観測所・田辺中島高潮観測塔は和歌山県

象・海象データ計測を目的とした集中観測を実施し南部の田辺湾湾口部にあり，Fig. 1に示す観測機器をている（例えば，森ら，2010；木原ら，2011；森ら，設置して，以下の項目についての計測を行った．

2011；馬場ら，2012）．2012年夏季の現地観測は，「高潮・波浪災害リスク軽減に向けた大気-海洋-地盤

大気圧，気圧，比湿，風速，風向，波高，海面温度，水温，流速，流向系における界面力学過程に関する現地調査 」（防災

水温計測点（全14点）：水深3m～10mまで1m間隔，研究所・一般共同研究）の一部として実施されてお水深15m，水深20m，水深25m，水深30m，ADCP計測

り，強風時の海洋表層における物理過程，特に鉛直地点混合に着目して，台風接近時の海水混合の観測を，2012年の夏期集中観測は8/10～11/1の間実施され気象・海象の観測と並行して行ったものである．

た．2012年に紀伊半島付近に接近した台風のうち，― 441 ―

(a) 2011/15 (Roke)(b) 2012/17 (Jelawat)
Fig. 2 Track of typhoon(from Digital Typhoon Data)
Fig. 3は，台風17号の移動速度と田辺中島高潮観測塔に対する角度の時間変化を示したものである．比較のため，2011年台風15号についても，同様の図をFig.

1

Locationoftheobservation

towerandmeasurement set-up at observation tower示している．図中，横軸は時間（日表示）を表しており，ゼロは台風の位置（気象庁，RSMC Best TrackData）と田辺中島高潮観測塔の距離が最小になった

観測期間中に接近したものは1つ（台風17号，Jelawat）時点を示している．二つの台風の移動が似た傾向をである．上記観測項目のうち，水温2点（水深25m，持っていることが，Fig. 3からわかる．すなわち，観ADCP計測地点）は測器の動作不良のため欠測となっ測塔への最接近後に速度を速めていること．紀伊半た．

島の南を東進したため観測塔に対する角度の時間変化が似ていることの2点である．

2.1

台風17号

なお，台風17号は観測塔への接近速度が2011年台Fig. 2は，台風17号および2011年の台風15号（Roke）

風15号に比べてやや早い．また，Fig. 2から2011年台の移動経路である．台風17号は日本の南海上で非常

風15号は紀伊半島接近前に日本に近いところをゆっに強い勢力に発達した．その後，日本列島に沿うよくりとした速度で移動しているのに対し，台風17号

うに，速度を速めつつ東へと移動した．日本付近のは日本から離れた場所で発達し，日本へ接近を始め移動経路は，2011年の台風15号と似た経路を取ってた段階から移動速度を速めていることがわかる．

いる．

― 442 ―

(km/h)802k1115 ROKE(deg)360: averaged velocity(km/h)

2k1217 JELAWAT

270

690244809672

solid: H 1/3, dots: T 1/3(m)804(sec)

16124(deg)360: averaged velocity

8036018000-202Day (Zero: closest to SOO Tower)(deg)

121800-4

solid: velocity, dots: direction

Wind18: angle to SOO Tower

40(m/s)24

00: angle to SOO Tower

8Wave

424

48

72096

1020

180

40

1000
Air Pressure (hPa)98000-4-20
2Day (Zero: closest to SOO Tower)

04Fig. 3 Moving velocity of the typhoons and the angle to-2-4Tidal Level (m)024the observation tower of SOO

48
72hour since Sep28th 0:00

96Fig. 4 Temporal variations of wind, wave, air pressure

3.

観測結果

and tidal level (Typhoon 2012/17)

本章では，田辺中島高潮観測塔周辺で観測された結果について，気象・海象の結果，ADCPによる流動の結果，および水温計による水温分布の結果につい(m/s)

18Wind velocity

solid: ObsTower
dots: AMEDAS

12てそれぞれ示す．

3.1

24600

気象・海象の状況

Fig. 4は，田辺中島観測塔で計測された風速・風向，有義波高・有義波周期，気圧および潮位の時系列である．2012年の観測時は気圧計に不具合が発生しており，台風最接近に伴う気圧の低下が計測されてい360(deg)

48時の平均値を示している．

8

白浜海象観測所・観測データページ

96

Red: ObsTower
Black: AMEDAS

00

海象観測所web上で公開されているデータであり，毎72Wind direction

180る以外は欠測である．これらの観測データは，白浜

24(m)48729672967296

Significant wave heightsolid: ObsTower
dots: ADCP

http://www.dpri.kyoto-u.ac.jp/~rcfcd/frs/shirahama/da4ta.php
計測結果は台風17号接近時の前後4日間の結果で00あり，観測塔付近における気圧が最低となる時期は，9/30の15～16時頃である．先に述べたように，台風
17号は日本付近に接近してからの移動速度が早く，2424(sec)

48
Significant wave period

16

強風，高波浪の状況は台風最接近の時期のみに発生8している．台風の接近前から，10秒を超える周期の波が観測されている．これは南海上に台風があるた

00めで，2011年以前の観測においても台風接近前に10solid: ObsTower
dots: ADCP

24

48秒を超える周期の波の入射が確認されている（馬場Fig. 5 Comparisons of measured results on wind andら，2012）．

wave (Typhoon 2012/17)― 443 ―

Fig. 5は，観測塔での計測結果を，他の計測結果と比較したものである．風速・風向の比較には南紀白浜空港アメダスの時間データを，有義波高，有義波
周期については，観測塔近くに設置されたADCPの計測結果を比較に用いた．ADCPのデータは台風接近前の半日間程度が欠測となっている．
いずれの比較においても，観測塔でのデータとア
メダスおよびADCPのデータはほぼ同様の時間変化を持つことが確認される．強風時の風速，台風最接近時の有義波高などに計測結果の異なる部分が認められるが，風速，波高，周期については総じて良好に一致していることがわかる．風向については，風速の弱い時期の風向にやや違いがみられるが，風速がある程度大きい状況においてはほぼ同様に変化している様子が確認できる．

3.2

流速分布の時間変化

Fig. 1中のADCP（Acoustic Doppler Current Profiler）
は，超音波を使って流速・流向の鉛直分布を計測することができる．本観測で用いている機器は流速と同時に波に関する観測（波高，周期，波向き等）も計測することができ，波のデータは先のFig. 5（観測塔データとの比較）で示した通りである．
Fig. 6は，台風17号接近前後の流速（東西成分，南北成分，鉛直成分）の時間変化を示したものである．
Fig. 6内の赤い点はADCPで計測された水面位置であり，Fig. 5同様，台風接近前のADCPデータは欠測とFig. 6 Contours of velocity components measured byなっている．
台風が紀伊半島の南を東進する際，接近前は南寄

ADCP (Typhoon 2012/17)

り，接近後は北寄りの風が吹くことが多い．台風17号の場合は，Fig. 4から台風接近前は南東～東寄りの風向が卓越し，接近後は北寄りの風が増えていることがわかる．風速20m/sを超える強い風は北寄りで，数時間程度継続している．その強い北風によって発生した南向きの吹送流が捉えられている（Fig. 6b，700hr付近）．台風17号接近時は，強風の継続時間が短く，接近前後の風速が弱かったために，吹送流の発達や流向・流速の明確な変化は確認できていない．
一方，2011年台風15号接近時は，台風接近前から風速10m/s程度の南風が1日程度連続し，台風の通過

Fig. 7 Contours of north-south velocity component
measured by ADCP (Typhoon 2011/15)

後には北寄りの風となり，風速10m/sを超える強風が2日程度連続した．その結果，台風の接近前には北向

Fig. 8は，台風接近時の音波の反射強度の時系列を示

きの吹送流が，台風の接近後には南向きの吹送流がしたものである（縦軸：ADCPからの距離，赤点：海卓越する結果となり，台風の最接近を境に流向が急水面）．比較のため，2011年台風15号接近時の結果激に変わっている様子が確認できる（Fig. 7）．

も合わせて示す．図中の三角印は，計測された有義

台風が接近して波が高い状況になると，砕波，鉛波高の3倍に相当する水深の位置を示している．また，直混 合に よる 気泡 の混 入が 促進 され る（ 吉岡 ら，図中色の付いていない部分は欠測を意味している．

2003）．その結果，ADCPの計測結果において本体から発信された音波の反射強度が増加する傾向がある．

両方の計測結果において，台風最接近時を中心に，反射強度の高い部分がADCPの設置水深にまで達し― 444 ―

Jelawat

Temperature (C)272625240(a) 2011/15 (Roke)

3m deep
5m deep
15m deep
20m deep
30m deepSep 28

Sep 2924

Sep 3048

Oct 017296

hour since 2k12Sep28 0:00

Fig. 9 Temporal variations of water temperature at SOOtower

40air temperature
by AMEDAS

30203010(b) 2012/17 (Jelawat)
Fig. 8 Contours of echo intensity (including depth related
to wave height)ている様子がわかる．2009年の計測結果（森ら，2010）

200water temperature
at 3m, 5m, 15m, 20m, 30m deep

480

960

01440

1920

hour since 2k12Aug10 0:00

では，台風最接近の前からうねりの砕波の影響と考Fig. 10 Temporal variations of air temperature and water

えられる反射強度の増加が指摘されている．台風接temperature at SOO tower

近前から周期が長く，相対的に波高の大きな波が計測されていた2011年台風15号の場合，台風最接近の1が必要である．

日程度前から反射強度が計測範囲の半分程度にまで

台風最接近時には，最も表層の計測点（水深3m）達する様子が見られる．一方，台風接近前の波高がの水温が約2度程度低下している．これは，強風・高小さく，風速も弱かった台風17号の観測結果では，波浪条件下において，海水温よりも低い空気との混反射強度が大きいのは台風最接近時に限られ，接近合の影響によるものと考えられる．Fig. 10に示すよ前後においては静穏期と同程度の状況であったこと

うに，台風17号接近時（図中1250hr頃）には，気温が確認できる．

（右軸）が低い時には20度程度まで下がっており，海水温（左軸）を下回る状況となっている．

3.3

水温の時間変化

Fig. 9において台風通過後に水深30mの水温が1度

Fig. 9は台風17号接近前後の観測塔付近における程度低下，水深20mの水温がわずかながら低下して水温の時間変化，Fig. 10は観測期間全体における海いる様子が確認できる．これらの結果は表層での混水温と気温（南紀白浜空港アメダス）の時系列を示合によるものとは考えにくく．湾外からの影響を含したものである．

めた検討が必要である．

Fig. 9には水深の異なる5地点での水温の時間変化

Fig. 11は水深10m以浅の水温変化，Fig. 12は台風通が示されている．台風17号接近前，水深約30mの田過前後の気温，海水面温度（放射温度計による）お辺湾湾口付近の水温は，鉛直方向にほぼ一様の値によび水深3m地点の水温の時間変化を，海上風，波浪なっていることがわかる．この状況はSTDによる水の時間変化と合わせて示したものである．

温の鉛直分布計測結果からも確認されている．観測上述の通り，台風17号接近時には表層付近の海水塔付近の水温分布が鉛直方向に一様に近くなったの温が2度程度低下している．その結果は，Fig. 11でもは，9/25付近（図中1100hr頃）以降である．この結果確認できる．表層の水温が低下しているのは，Fig. 11については，外海側との関係など，紀伊水道に対し中72hr付近より少し早い時刻からであり，Fig. 12下段て開放性の湾であることによる影響を考慮した検討の水温の時間変化からも確認できる．しかしながら，― 445 ―

東進する際の現地データを収集することができた．
台風17号は南海上で発達した後，日本の南海上を速い速度で移動した．台風接近時にはこれまでに観測された台風と同様に強風・高波浪が観測されたが，強風・高波浪の継続時間は短く，台風接近前後数時間程度に留まった．その結果，表層混合による気泡の混入など水中における音波の反射強度を示す値も，台風接近時のみ大きくなっている．
台風17号と同様の経路を取った2011年台風15号接Fig. 11 Contours of water temperature

近時には，周期の長い波（有義波高2m以上）が最接(Typhoon 2012/17)

近の1日ほど前から入射し，音波の反射強度も増加する状況が観測されており，台風17号の状況とは大き24(m/s)

solid: velocity, dots: direction(deg)Wind18360270

く異なることが確認された．
また，2011年台風15号接近の前には南寄りの強風，通過後は北寄りの強風が連続したため，流速の観測

12180

690

台風の通過に伴って流向が逆転している様子が計測

00096

されているが，台風17号は台風最接近時の強風に対

8244872

solid: H 1/3, dots: T 1/3

(m)

(sec)

応した吹送流が計測されるだけに留まった．
16124Wave0030

244872

結果は強風に対応した吹送流の発生を捉えており，2012年の観測では，表層付近（水深3m～10m）の水温を1m間隔で計測した．表層付近の水温は，台風

8最接近の数時間後に2度程度低下する様子が確認さ4れた．表層で水温が低下したのは水深5mまでで，水096

温の低下傾向は10時間程度継続した．台風の接近前後に観測される水温の低下は，台風最接近時に発生

Air & Water temperature and SSTするばかりではなく，湾内への河川水の流入が影響する可能性も考えられる．台風17号の接近に伴う表25

層水温の低下は強風・高波浪による鉛直混合による

203m deep
150SST

もの と考 えら れる が， ほぼ 同じ タイ ミン グで 水深

Air Temp

244872
Hour (Zero: 2011Sep28 0:00)

30mの水温も低下しており，水温の鉛直構造につい96ては田辺湾への湾外からの影響を含めた検討が必要

Fig. 12 Temporal variations of wind, wave andである．

temperature (Typhoon 2012/17)

謝辞

台風最接近に対応する強風・高波浪のタイミングからは数時間程度遅れて発生している．9月，10月に観本研究は，防災研究所一般共同研究「高潮・波浪測塔付近を台風が通過した際に，表層付近の水温が災害リスク軽減に向けた大気-海洋-地盤系における低下する状況は従来の観測においても確認されてい界面力学過程に関する現地調査 」（神戸大，防災研）

る．ただし，水温低下の程度や低下が発生するタイの成果である．現地観測の実施にあたり，電力中央ミングには差異があり，温度低下の原因が田辺湾内研究所の今村正裕氏，木原直人氏から水温計，放射への河川水の流入の影響を受けている可能性も指摘温度計などのご提供を受けた．現地観測の実施ならされている（馬場ら，2012）．

びにデータの処理，検討にご協力いただいた各位に記して謝意を表する．

4.

まとめ
参考文献

本報告は，2012年夏期に白浜海象観測所・田辺中
庁

：

Best

Track

Data

気いて，その概要を示したものである．

http://www.jma.go.jp/jma/jma-eng/jma-center/rsmc-hp-

2012年の観測では，台風17号が紀伊半島の南側を象

RSMC

島高潮観測塔周辺で実施された現地観測の結果につ

pub-eg/besttrack.html．

― 446 ―，

木原直人，中屋耕，坪野考樹，松山昌史，平口博丸，号B，pp.343-350．

森信人，鈴木崇之，武藤裕則（2011）：うねりと発

森信人・鈴木崇之・木原直人（2010）：海洋表層鉛

達中の風波が混在する湾内における大気・海洋間運

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森信 人， 田中 悠祐 ，間 瀬肇 ，鈴 木崇 之， 木原 直人

木原直人，中屋耕，坪野考樹，松山昌史，平口博丸，（2011）：沿岸域における強風時の強鉛直混合につ大原信，森信人，鈴木崇之，武藤裕則（2011）：気いての数値実験，土木学会論文集B2(海岸工学)，第象擾乱の数値予測精度向上のための研究(その2)－

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現地観測による沿岸域での大気・海洋運動量輸送に

吉岡洋，松本昌幸，芹沢重厚，高山知司（2003）超関する検討－，電力中央研究所報告，N11055．

音波反射強度から求めた砕波に伴う気泡連行特性，

デジタル台風：http://agora.ex.nii.ac.jp/digital-typhoon/．

海岸工学論文集，第50巻，pp.116-120．

馬場康之・久保輝広・森信人・木原直人（2012）：
田辺中島高潮観測塔における2011年夏季台風接近
時の現地観測結果，京都大学防災研究所年報，第55― 447 ―（論文受理日：2013年6月11日）