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単語帳
高校2~高校3年生 (16-18歳)

海水の運動

Ocean Dynamics

風が海面に摩擦力を与えると海が動きますが、地球の自転による転向力で水は風どおりではなくねじれた方向に流れます。 深くなるほど向きが回り弱まるエクマン螺旋を合計すると風と直角のエクマン輸送になり、海面傾斜と転向力が平衡すると地衡流が生まれます。 沿岸の風向きによっては湧昇や沈降も起きます。 このページでは風速と緯度のスライダーを変え、エクマン螺旋の深さ別海流方向を観察してみましょう。

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
5
37
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

Chart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
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)
例題と過去問で確認
例題 1
北半球の外洋で風が一定に吹くとき、表層海水全体(エクマン輸送)は風の方向に対してどちら側へ移動するか?
1
転向力(コリオリ効果)により表層海流は風の方向から次第にそれる。
2
深さごとの海流をすべて合計すると、北半球では風の方向の直角右へ正味移動する(エクマン輸送)。
風の方向の直角右(北半球)
南半球は直角左。エクマン輸送が海水を集めたり散らしたりして湧昇·沈降を起こす。
例題 2
風が海岸に平行に吹いて表層水が沖へ押し出されると、その空いた場所を埋めに何が上がってきて、漁場にどんな影響を与えるか?
1
エクマン輸送で表層水が沖へ抜けると、その場所を埋めに深部の冷たい海水が上がってくる(沿岸湧昇)。
2
深層水には栄養塩が豊富で植物プランクトンが繁殖 → 良い漁場が形成される。
冷たい深層水が湧昇 → 栄養塩が豊富 → 良い漁場
ペルー·カリフォルニア沿岸の豊かな漁場は沿岸湧昇のおかげ。エルニーニョで湧昇が弱まると漁獲量が激減する。
定期テスト類題
海水の運動についての説明として正しいものは?
北半球でエクマン輸送は風の方向の直角左である
沿岸湧昇が起こると栄養塩が豊富になり良い漁場が形成される
地衡流は水圧傾度力と転向力が釣り合わないときに生じる
エクマン螺旋では深くなるほど海流の速度が速くなる
沈降海域は栄養塩が豊富である
② 沿岸湧昇が起こると栄養塩が豊富になり良い漁場が形成される
1
湧昇は栄養塩が豊富な冷たい深層水を表層へ持ち上げ、プランクトンの繁殖と漁場形成を助ける。
2
北半球のエクマン輸送は直角右で(①)、地衡流は2つの力が釣り合うときに生じ(③)、エクマン螺旋は深くなるほど遅くなり(④)、沈降海域は栄養塩が乏しい(⑤)。
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
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