正統派の月刊 G ファンタジー
海沿いの地域は、同じ緯度の大陸内部の地域と比較して、夏と冬の温度差が小さい。
よく知られた、温度変化の「緩衝材」としての海洋の役割である。
もしも海洋に流れがなかったなら、これが役割のすべてだったかもしれない。
しかし、実際にはもう一つの重要な役割がある。
海洋の流れは熱を運んでおり、この熱輸送が、現在の地表面温度の分布を維持している。
地表面には太陽からの放射が降り注いでいるが、年平均の地表面温度は永年にわたってほぼ一定に保たれている。
地球は太陽放射という形で吸収した熱と同じ量の熱を地球放射として宇宙空間へ放出しており、地球全体としてみると、熱の収支がバランスしているためである。
ところが緯度ごとの熱収支をみると、低緯度では吸収のほうが多く、高緯度では放出のほうが多くなっていて、バランスしていない。
この緯度ごとのアンバランスを解消しているのが、海洋と大気による低緯度から高緯度への熱輸送である。
海洋と大気は熱輸送に関してほぼ対等な働きをしており、地表面温度分布の維持に貢献している。
このことは、海洋の熱輸送がなんらかの原因で変化すれば、温度分布が変化するということも意味している。
海洋が運んでいるのは熱だけではない。
降水量が蒸発量よりも多い海域から、蒸発量のほうが多い海域へと、海洋は水そのものを運んでいる。
この水は「海水」となって運ばれているのだが、蒸発によって海面から出て行くときには「淡水」だけが出て行くので、淡水輸送と呼ばれる。
海洋の淡水輸送は、大気中の水蒸気輸送と対をなして、地球上の水循環をになっている。
海洋はまた、さまざまな物質を溶かしたり浮遊させたりして運んでいる。
その中には、温室効果ガスとして知られる二酸化炭熱輸送の概念図白抜きの矢印は各緯度における正味の放射、黒い矢印は大気と海洋による熱輸送をあらわす。
深層循環を中心に、海洋循環像を概観する。
次に、世界の海洋循環をより詳しく理解し気候変動予測に役立てるために、国際的な協力の下に進められている海洋観測プロジェクトについて紹介する。
流れの話に入る前の準備として、海洋の層構造についてまず説明しよう。
素なども含まれる。
海洋の熱輸送が温度分布をコントロールしているのと同様に、海洋の物質輸送は、水（水蒸気・降水・雲・雪氷など）の分布や、二酸化炭素をはじめとするさまざまな物質の分布に貢献している。
あたかも人体における血液の循環のように、熱や物質を輸送することによって気候を維持している海洋の流れとは、具体的にはどのようなものなのだろうか。
以下の小節では、さまざまな空間・時間スケールで海洋をめぐる流れのうち、北太平洋の表層循環と地球全体をめぐる地球スケールで考えると、海洋は広くて薄い水の層である。
たとえば北太平洋は幅が約一万キロメートルなのに対して、深さは五キロメートルほどしかない。
この薄い層は、さらに細かな層の重なりによって構成されている。
海洋の層の重なり具合、すなわち成層構造の具体例を図２．２に示す。
この図は、北太平洋をほぼその中央の西経一六五度線に沿って鉛直に切って、横からながめた水温の鉛直断面図である。
海面の水温は、赤道付近で二五℃以上、北緯五○度付近でも一○℃以上あるが、深さ千メートルで三から四℃にまで急激に低下し、約二千メートルよりも下は二℃以下の冷たい水で占められている。
海面から約千メートルまでの急激な水温変化に比べて、それより下層の水温変化が小さいことから、水温の成層構造を単純化して、厚さ四千メートルの比較的均質な冷水（深層）の上に、厚さ千メートルの暖水（表層）がのった二層構造、と大まかにとらえて話を進めよう。
海水の重さ、つまり海水の密度は水温が低いほど大きい。
したがって、この二層構造を、重い深層の上に軽い表層がのったものと、いい換えてもよい。
表層と深層とは一般に混ざりにくく、水温・塩分濃度以外の海水の諸成分も異なる。
またその流れの様子や成因も大きく異なる。
海洋は、なぜこのように成層しているのであろうか。
海洋は太陽放射によって温められている。
海洋に入射した太陽放射は、海面から数十メートルまででほぼ完全に吸収される。
すなわち、太陽放射は海洋の表面近くだけを温める。
上から温められるため、暖かくて軽い水が表面付近にたまって熱が下方へ伝わりにくい。
このため、海面付近ほど高温で下層ほど低温な成層構造が形成される。
海洋の成層構造を維持しているしくみの説明には、実はまだ続きがあるのだが、それは後にまわして流れの話に進もう。
海洋はその上を吹く風の摩擦力に常にさらされている。
つまり、海洋には風から運動エネルギーが供給されている。
その結果、表層に大規模な循環が生じており、この循環を、風が駆動するという意味で、風成循環と呼んでいる。
表層の大規模な流れのほとんどは風に駆動されているので、表層循環は基本的に風成循環であるととらえてよい。
一方、風のエネルギーはもっぱら表層循環を駆動するのに使われ、深層には及ばない。
深層の流れは表層に比べてけた違いに弱く、その駆動力は風の摩擦ではない。
これについては後述する。
表層循環の特徴を、北太平洋を例にして説明しよう北太平洋の表層循環は大きく三つの部分からなる。
最も目立つのは、北緯一○度から四○度にかけての時計回りの循環セルで、亜熱帯循環系と呼ばれる。
その北に反時計回りの循環セルがあり、これが亜寒帯循環系である。
亜熱帯循環系の南縁部から赤道にかけての、比較的強い西向流と東向流の帯が交互に並んでいる部分を、ここでは熱帯・赤道循環系と矢印の向きと長さは、それぞれ風向と風速をあらわす。
この循環を海上風の分布と比べてみよう。
低緯度には貿易風が、中緯度には偏西風が、そして高緯度には偏東風がそれぞれ吹いている。
偏西風が最も強い緯度（北緯四○度付近）から貿易風が最も強い緯度（北緯一○度付近）にかけては、風の摩擦が海洋を時計回りに回転させるように作用して、亜熱帯循環系の流れを駆動している。
一方、亜寒帯循環系の流れは、偏西風と高緯度の偏東風による反時計回りの摩擦力に駆動されている。
各循環系の西端、すなわち西岸付近には他の場所に比べて一○から一○○倍も強い流れがあり、これを西岸境界流と呼ぶ。
北太平洋亜熱帯循環系の西岸境界流は黒潮である。
流速が最大で毎秒一から二メートル、幅が約一○○キロメートルほどのこの流れは、世界でも有数の強い海流であり、毎秒約五千万トンの海水を運ぶ。
黒潮は膨大な熱・物質を輸送しており、その変動は気候だけではなく、水産資源などの変動にも大きな影響を及ぼすことが知られている。
亜寒帯循環系の西岸境界流は親潮である。
親潮の流速等値線の数字の単位はＷ/ｍ２○実線は正の値（海洋の熱吸収)、破線は負の値(海洋の熱放出）をあらわす。
これは毎秒○・五メートルほどであるが、比較的深くまで流れているため、黒潮に匹敵する流量をもつ。
一方、熱帯・赤道循環系にも西岸境界流は存在するものの、亜熱帯・亜寒帯循環系ほどは目立たず、北赤道海流、北赤道反流、南赤道海流といった東西方向の流れが顕著である。
赤道付近では中・高緯度より地球の回転の影響が弱いことがその一因となっている。
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