南関東の験潮所における海面絶対高観測（2002 年 ～ 2012 年）
DETERMINATION OF GEOCENTRIC HEIGHT OF MEAN SEA LEVELAT THE TIDE STATION OF JHOD FROM 2002 TO 2012

Summary -This observation has been carrying out since2002 for the purpose of monitoring thesea level change. Geocentric height of the mean sea level above the WGS-84
ellipsoid was obtained at Yokosuka, Kozu-shima, Miyake-shima and Hachijo-shima
tide station by combining the Satellite Laser Ranging and GPS techniques.
Key words : geocentric height - mean sea level - Satellite Laser Ranging - GPS

1. はじめに海洋情報部では 1980 年から海洋測地網の整備を推進しており，海洋測地網の原点である本土基準点として位置づけられている下里水路観測所において，1982 年以来人工衛星レーザー測距（SLR）観測を行うことによって，世界測地系に基づく正確な位置を求めている．
一方，1999 年 8 月から整備を開始した南関東における地殻変動監視のための GPS 固定点は，そのうち横須賀，南伊豆，神津島，三宅島及び八丈島の験潮所施設に併設したので，2002 年から地球温暖化に伴う海面上昇の速度を把握するため下里水路観測所の SLR 観測を基に地球重心による絶対的な海面変動を測定することとした（第 1 図）．
本報告では，横須賀験潮所・神津島験潮所・三宅島験潮所及び八丈島験潮所における2002年1月1日から2012年12月31日までの海面絶対高観測について報告する．
なお，GPS固定点移設等により八丈島験潮所には始期を2002年10月16日からとする．また，南伊豆験潮所は廃止により新たな観測結果が無いため本報告には含めない．
2. 作業概要
下里水路観測所における本土基準点（下里H0標石）と験潮所GPS固定点（GPSアンテナ）間において，GPSによる水準測量を行い，地球重心に基づく海面絶対高を測定した．
海面絶対高算出方法の概要は以下のとおり（第2図）．
（イ） SLR 解析によって，下里 H0 標石の各観測年における楕円体高を求める．
（ロ） 下里 H0 標石を基準として，GPS 観測結果から GPS 固定局アンテナ底面(BAM)の楕円体高を求める．
（ハ） 験潮所基準測定成果等に基づいて BAM から潮位観測基準面(0 of g)までの高低差を計算し，0 of g の楕円体高を求める．
（ニ） 0 of g の楕円体高に海岸昇降検知センター潮位年報に掲載された月間および年間平均水面の値を加えて，海面絶対高を求める．
3. 観測結果（１） SLR 解析による下里 H0 標石の楕円体高の算出

GEODYN-II によるラジオス I，II の解析により求められたレーザー測距装置不動点の楕円体
高 H T から，各観測年の中間点における下里 H0 標石の楕円体高 H 0 ’を求め，MGC2000 に基づく下里 H0 標石（楕円体高 97.536m）からの変化量ΔH 0 を求めた．（H T と H 0 ’の楕円体高差は管理測量により求められた 4.091m を使用．）
観測年

2002.5

2003.5

2004.52005.5

2006.52007.5

H T (m)101.628101.626

101.616101.595

101.607101.612

H 0 ’ (m)97.53797.53597.52597.50497.51697.521

ΔH 0 (m)0.001-0.001-0.011-0.032-0.020-0.015

観測年

2008.52009.52010.52011.52012.5

H T (m)101.594101.614101.627101.629101.620

H 0 ’ (m)97.50397.52397.53697.53897.529ΔH 0 (m)-0.033-0.013

0.000

0.002-0.006（２） GPS 長基線解析による GPS 固定局アンテナ底面(BAM)の楕円体高の算出
下里 H0 標石直上の下里 GPS 固定局と各験潮所屋上の GPS 固定局について 24 時間観測デー
タと IGS 最終暦を使用して長基線解析ソフトウェア Bernese Ver. 5.0 で解析を実施し，アンテナ底面の楕円体高を求めた．
（３） 潮位観測基準面(0 of g)の楕円体高の算出
以下の成果から，各験潮所の GPS 固定局アンテナ底面～潮位観測基準面の高低差を算出した．
イ) 横須賀験潮所(1) GPS アンテナ底面(BAM)～球分体(SM)間の水準測量
平成 22 年 2 月 25 日実施の水準測量の成果⊿ SM-BAM = H BAM - H SM = 2.968 (m)(2) 球分体(SM)～潮位観測基準面(0 of g)間の水準測量
第三管区海上保安本部海洋情報部の験潮所基準測定成果等

観測年月⊿ 0 of g-SM (m)2001/1 2002/11 2006/10 2011/12
4.702

4.701

4.7024.702ロ) 神津島験潮所(a) GPS アンテナ底面(BAM)～球分体(SM)間の水準測量
平成 17 年 10 月 28 日実施の水準測量の成果⊿ SM-BAM = H BAM - H SM = 3.544 - 0.063 = 3.481 (m)(b) 球分体(SM)～潮位観測基準面(0 of g)間の水準測量
第三管区海上保安本部海洋情報部の験潮所基準測定成果等

観測年月

2001/12 2005/10 2007/10 2011/9⊿ 0 of g-SM (m)

4.494

5.495

5.496

5.495ハ) 三宅島験潮所(a) GPS アンテナ底面(BAM)～球分体(SM)間の水準測量
平成 17 年 6 月 2 日実施の水準測量の成果⊿ SM-BAM = H BAM - H SM = 3.521 - 0.063 = 3.458 (m)(b) 球分体(SM)～潮位観測基準面(0 of g)間の水準測量
第三管区海上保安本部海洋情報部の験潮所基準測定成果等

観測年月

1995/3 2005/2 2005/6 2007/3 2008/1 2008/8 2009/10 2010/10⊿ 0 of g-SM (m)

5.128

5.132

5.132

5.133

5.132

5.132

5.132

5.132ニ) 八丈島験潮所(a) GPS アンテナ底面(BAM)～海洋情報部水準標(HBM)間の GPS 短基線解析
平成 16 年 1 月 21 日~22 日の成果等⊿ HBM-BAM = H BAM - H HBM = -13.579 (m)(b) 海洋情報部水準標(HBM)～球分体(SM)間の水準測量
第三管区海上保安本部海洋情報部の験潮所基準測定成果等

観測年月1998/4 2003/11 2008/10⊿ SM-HBM (m)17.04917.04617.040(c) 球分体(SM)～潮位観測基準面(0 of g)間の水準測量
第三管区海上保安本部海洋情報部の験潮所基準測定成果等

観測年月⊿ 0 of g-SM (m)1998/4 2003/11 2008/10
4.668

4.6684.667

上記イ) ~ ハ）について，
H 0 of g = H BAM - ⊿ SM-BAM - ⊿ 0 of g-SMニ）について，
H 0 of g = H BAM - ⊿ HBM-BAM - ⊿ SM-HBM - ⊿ 0 of g-SMとして，各期間における潮位観測基準面（0 of g）の楕円体高を求める．

（４） 海面絶対高の算出
海岸昇降検知センター潮位年報に掲載された各験潮所の月間および年間平均水面の値を潮位観測基準面（0 of g）の楕円体高に加えて海面絶対高を求めた．

4. 成果
潮位観測基準面・平均水面・海面絶対高の 2002 年からの変化を第 3～6 図に示す．
横須賀（第 3 図）については，年周変動が明瞭に表れ，島嶼部の神津島・三宅島・八丈島は不規則な変動成分が大きいが，年周変動以外に黒潮流路による海面変動の影響が現れている．
この 11 年間において地球重心による絶対的な海面変動の観測結果からは有意な地球温暖化に伴う海面上昇の速度を把握するまでには至っておらず，今後も長期継続的に監視を続けることが重要である．

参考

文

献

海岸昇降検知センター潮位年報：http://cais.gsi.go.jp/cmdc/center/siryou.html

135E
36N

136E

験潮所配置図
137E

138E

139E

140E
36N

横須賀験潮所
35N

35N

南伊豆験潮所
神津島験潮所
34N

34N

三宅島験潮所
下里本土基準点
八丈島験潮所

33N
135E

136E

137E

138E

第 1 図 GPS 固定点併設験潮所配置図
Fig.1 Tide Stations of JCG with GPS Stations

139E

33N
140E

下里水路観測所
HT:レーザー測距装置不動点
管理測量
本土基準点（下里H0標石）

GPS観測
各験潮所
BAM: ＧＰＳ固定点（ＧＰＳアンテナ底面）

直接水準測量球分体

SLR観測験潮所基準測定成果

平均水面

潮位観測

0 of g: 潮位観測基準面
海面絶対高楕円体面

第 2 図 水準測量等の鉛直位置関係
Fig.2 Vertical Relation of Levelings

横須賀
0.7 m
0.6 m
0.5 m
0.4 m
0.3 m

楕円体高変動
Vertical Displacement

0.2 m
0.1 m
0.0 m
−0.1 m−0.2 m−0.3 m−0.4 m−0.5 m−0.6 m−0.7 m

観測基準面（月間平均）
0 of gauge (Monthly)
平均水面（月間平均）
Observed Sea Level (Monthly)
海面絶対高（月間平均）
Absolute Sea Level (Monthly)
海面絶対高（年間平均）
Absolute Sea Level (Annual)−0.8 m−0.9 m−1.0 m−1.1 m−1.2 m
2002

2003

2004

2005

2006

2007

2008

2009

2010

2011

2012

観測年
Year

第 3 図 横須賀験潮所の絶対海面高変動
Fig.3 Vertical Displacement of Absolute Sea Level at Yokosuka Tide Station

神津島
0.7 m
0.6 m
0.5 m
0.4 m
0.3 m

楕円体高変動
Vertical Displacement

0.2 m
0.1 m
0.0 m
−0.1 m−0.2 m−0.3 m−0.4 m−0.5 m−0.6 m−0.7 m

観測基準面（月間平均）
0 of gauge (Monthly)
平均水面（月間平均）
Observed Sea Level (Monthly)
海面絶対高（月間平均）
Absolute Sea Level (Monthly)
海面絶対高（年間平均）
Absolute Sea Level (Annual)−0.8 m−0.9 m−1.0 m−1.1 m−1.2 m
2002

2003

2004

2005

2006

2007

2008

2009

2010

2011

2012

観測年
Year

第 4 図 神津島験潮所の絶対海面高変動
Fig.4 Vertical Displacement of Absolute Sea Level at Kozu-Shima Tide Station

三宅島
0.7 m
0.6 m
0.5 m
0.4 m
0.3 m

楕円体高変動
Vertical Displacement

0.2 m
0.1 m
0.0 m
−0.1 m−0.2 m−0.3 m−0.4 m−0.5 m−0.6 m−0.7 m

観測基準面（月間平均）
0 of gauge (Monthly)
平均水面（月間平均）
Observed Sea Level (Monthly)
海面絶対高（月間平均）
Absolute Sea Level (Monthly)
海面絶対高（年間平均）
Absolute Sea Level (Annual)−0.8 m−0.9 m−1.0 m−1.1 m−1.2 m
2002

2003

2004

2005

2006

2007

2008

2009

2010

2011

2012

観測年
Year

第 5 図 三宅島験潮所の絶対海面高変動
Fig.5 Vertical Displacement of Absolute Sea Level at Miyake-Shima Tide Station

八丈島験潮所
0.7 m
観測基準面（月間平均）
0 of gauge (Monthly)
平均水面（月間平均）
Observed Sea Level (Monthly)
海面絶対高（月間平均）
Absolute Sea Level (Monthly)
海面絶対高（年間平均）
Absolute Sea Level (Annual)

0.6 m0.5 m
0.4 m
0.3 m

楕円体高変動
Vertical Displacement

0.2 m
0.1 m
0.0 m
−0.1 m−0.2 m−0.3 m−0.4 m−0.5 m−0.6 m−0.7 m−0.8 m−0.9 m−1.0 m−1.1 m−1.2 m
2002

2003

2004

2005

2006

2007

2008

2009

2010

2011

2012

観測年
Year

第 6 図 八丈島験潮所の絶対海面高変動
Fig.6 Vertical Displacement of Absolute Sea Level at Hachijo-Shima Tide Station