地学Ⅱ›大気·海洋の運動

海水の運動

Ocean Dynamics

風が海を動かす
🌊 コーヒーカップの風
①熱いコーヒーに息を吹くと表面のコーヒーが押される
②海も同様 — 風が海面に摩擦力を与える
③しかし地球は自転する!→ 転向力(コリオリ)が作用
④風方向そのままでなく「ねじれた」方向に水が動く
⑤これがエクマン輸送の核心
エクマン螺旋とエクマン輸送
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エクマン輸送方向
北半球:風の直角右 / 南半球:風の直角左
転向力により海水全体の正味移動が風と直角
📐 エクマン螺旋の原理
①風 → 表層海流(風方向から約45°偏向)
②表層海流 → 下の層に摩擦力伝達
③各層で追加偏向+速度減衰
④結果:深くなるほど時計回り(北半球)で弱化
⑤全層を合算 → 風の直角90°方向=エクマン輸送
地衡流 — 海面傾斜と転向力の平衡
地衡流平衡
水圧傾度力 = 転向力 → 等圧線(等海面線)に並行な流れ
風がなくても維持される大洋循環の核心
🏔️ 海面にも「山」と「谷」がある
①エクマン輸送が海水を集めると → 海面が膨らむ
②高い海面 → 低い海面へ水圧傾度力
③転向力がそれを相殺 → 等海面線に並行 = 地衡流
④北半球:高い海面を右にして流れる
⑤大洋亜熱帯環流(黒潮·湾流)の原理
西岸強化
大洋西側海流(黒潮·湾流)≫ 東側(カリフォルニア·カナリア)
転向力の緯度変化(β効果)で西側が狭く速い
湧昇と沈降

比較

📊湧昇と沈降
区分湧昇(Upwelling)沈降(Downwelling)
原因表層水が遠ざかる → 深層水上昇表層水が集まる → 沈み込む
沿岸湧昇海岸平行な風 + エクマン輸送が外洋へ逆方向
水温冷たい深層水上昇 → 表層冷却暖表層水下降
栄養塩豊富 → 漁場形成!不足
例ペルー沿岸·カリフォルニア沿岸収束域
🐟 湧昇と漁場の関係
①湧昇域:栄養塩豊富な深層水が上昇
②植物プランクトン大増殖 → 食物連鎖活発
③世界四大漁場の多くが湧昇域近傍
④エルニーニョ:湧昇弱化 → 漁獲量急減(ペルー沿岸)
総まとめ
海水運動の核心
風 → エクマン輸送(直角)→ 海面傾斜 → 地衡流 → 大洋循環
風のエネルギーが転向力を介して大洋循環を生む
🎯 試験ポイント
①エクマン輸送:風の直角(北半球右·南半球左)
②エクマン螺旋:深いほど時計回り(北半球)+ 速度減衰
③地衡流=水圧傾度力と転向力の平衡(等海面線方向)
④西岸強化:β効果 → 西側が狭く速い
⑤沿岸湧昇:海岸平行な風 → 深層水上昇 → 漁場形成