図３　年平均の海上風（m/s）^（３）（ECMWFデータによる）

フォーム

フォームの終

 図４　風成循環の模式図^（３）

前回学習したように海は表面から暖められ表層、水温躍層、深層の安定な成層構造をしています（図５）。熱の拡散は海水温を一様にしますから、永年的な水温躍層の存在は不思議な現象といえます。また、全海水の75 % を水温3.5 ℃ 、塩分34.7 psuの冷たい水塊（図６）が占めるという事実は表層の暖かい水の下で盛んな混合が起こっていることを暗示しています。  

 図５　水温と密度のプロフィール^（４）

 図６　四角で示される海水（水温-塩分）

 が全海洋の75%を占める^（５）

こうした深層の循環は極域から重い海水が沈みこんで生じます。大西洋の北部グリーンランド沖と南極海のウェッデル海では冷却と塩分の付加により高密度になった海水が沈降し深層に対流をひき起こします。あらたな海水の闖入により深層のあちらこちらで上昇流ができます。自転する地球流体の性質^（６）により、これは水柱の伸張を介して深層の表面付近で南北へ向かう水平の流れを生じます。沈み込んだ冷たい海水は大洋の西岸で強化されて南下します。海水の密度の違いに起因するこの深層の流れは熱塩循環といわれます。図７はこの様子を応用数学者のStommel,H.が50年ほど前に描いたものです。沈降した海水が大西洋、インド洋、太平洋の深海を流れ、やがて風成循環の表層海水と混合しながら再浮上しています。２千年の旅といわれる深層大循環が少数の特定箇所から沈んだ海水によって駆動されているとしたら大変面白いことです。

 図７　深層循環の模式図

     （ストンメルによる）

まとめ

１　ふつう目にする海の波は風がつくる風浪である。分散性の波動であ

るため浪源から離れたところには整然としたうねりとして伝播してくる。風浪とうねりをあわせて波浪という。

２　波浪は波長が海の深さより長いか短い（小さい）かにより、性質が

異なるので深海波と浅海波に区別する。

３　波形は位相速度で進行し、波浪のエネルギーは群速度で進む。

４　海洋には風成循環と熱塩循環がある。

５　吹走流は表層で風下右45°方向に流れ、鉛直方向には螺旋を描

いて減衰する。全体として海水を右直角方向に輸送する。エクマン輸送という（北半球で）。

６　表層の循環はせいぜい1000mまでの深さに限られる。

７　深層の循環はグリーンランドとウェッデル海から沈みこむ重い海水

により駆動される対流で熱塩循環といわれる。

８　永年的な水温躍層の形成には熱塩循環に伴う上昇（湧昇）流の存在

がある。

よくある質問

①   日本海という呼称は世界的なものか

（韓国では東海と呼ぶと聞いた）

第1回「講座のあらまし」

石森繁樹

講座の概要

私たちは四面環海の国に住んでいます。当然ながら自然も社会生活も海の影響を色濃く受けているはずですが、海が話題になることも少なく教育の場でもあまり海を教えてきませんでした。海はふつうの生活感覚からすれば非日常的な存在かもしれませんが、海洋国家を標榜する国民であれば、もっと親しく海に思いを馳せてもよいのではないでしょうか。

かつて「海洋国家日本の構想」^（１）という本が関心を呼び、海洋開発が声高に叫ばれた時期^（２）もありましたが、総じてわが国の海への取り組みは消極的でした。幸い2007年に関係者が待ち望んだ海の基本理念を定める「海洋基本法」が成立し、2008年には海洋調査の実施、海洋資源の開発、日本籍船の増強、海洋情報の一元管理など海洋権益を守る政策指針が「海洋基本計画」として決定されました。

富山県は、日本海の自然･共生･循環を大切にする視点から環日本海諸国との交流を進め海洋環境の保全に力を入れてきました。ここでは、自然としての日本海、暮らしと産業を支える日本海、地政的に特異な位置にある日本海を念頭に置きながら海と郷土のかかわりを考えてみました。一見、茫洋として捉えどころのない海ですが、富山湾には面白い事象が多いので、身近な例をひきながら海の話を展開できそうです。

講座の大要を次に示します。

1回「講座のあらまし」

全体の構成と各回のあらましを述べます。

2回「海洋概論」

海とはどんなところでしょうか。その自然の特長と社会的な性格について概観します。

九州・津軽海峡間の日本海の沿岸航海や、対岸にあるウラジオストックまでの船旅を経験すると日本海も結構な広さだと感じますが、それでも太平洋の広さと較べれば１％にも満たないというから海はとてつもない広さです。

世界の海の全体像は、いわば１つの器（basin）が平均水深3700mの莫大な海水を湛えた存在です。一方、日本海のほうは大陸と島弧に囲まれ、４つの浅い海峡で外海と通じる平均水深1350mの縁海です。

海底はどのような様子でしょうか。もともと地球が誕生した灼熱状態のとき重い物質は沈み、軽い物質は浮きました。やがて冷え固まって核、マントル、地殻が形成されますが、海底地殻は玄武岩質の重い岩石で、大陸地殻は花崗岩質の軽い岩石でできました。地球表層はこの地殻とマントルの最上部から成る約10枚のプレートで覆われ、互いにゆっくり動いていると考えられるようになりました（プレートテクトニクス^（３））。海底の世界は広大な深海大平原と、これを区分けして延々と連なる海底山脈（海嶺）および平原を縁取って走るプレート沈降帯の海溝と、まさに山あり谷ありの地形をしています。

水の惑星といわれる地球表面には約14億km^３の水分があり、その97%は海に存在するといいます。その海を知る上で水温Tと塩分Sの観測は重要です。水温は－2～28 ℃、塩分は33～37 psu（practical salinity unitの略で、海水1 kg中の塩分のグラム数）の範囲で変化^（４）します。大西洋の塩分は太平洋の塩分より高く、蒸発が盛んな亜熱帯高圧帯では雨の多い赤道や高緯度より高塩分となります。T、Sの分布がわかると海水密度の分布が決まり、水型の判定や水塊の安定性、さらに海水の流動を知ることができます。これまでに得られた観測データから全海洋の平均水温は3.5℃、平均塩分は34.7 psu^（４）と計算されます。

日本海の85 %を占める日本海固有水^（５）は大変に冷たく低塩分で水温0.0～1.0 ℃、塩分34.00～34.10 psu、溶存酸素量210～260 μmol kg^-1（海水１kgに溶存する酸素分子の数マイクロ・モル）の均質な水塊です。

大気を鉛直温度分布で対流圏、成層圏、中間圏、熱圏と区分けするように、海洋も海水の密度差により海面から混合層、水温躍層、深層に分類したり、表層水、中間水、深層水、低層水と区分することがあります。

海水にはほとんど全ての元素が含まれ、水の成分であるHとOを除けば、濃度の順でCl、Na、Mg、S、Ca、Kの６主要元素が99 % 以上を占めるということです。これらの元素は塩化ナトリウム（NaCl）、塩化マグネシウム（MgCl_２）、硫酸ナトリウム（Na₂SO₄）などの塩として溶け海水中ではイオンになっています。面白いことに、これらイオンの組成比はどこの海でもほぼ一定であることが知られています（チャレンジャー号の世界周航海洋調査でディットマーが発見、1884）。大気の成分組成（混合比）も高度80kmまではほぼ一定ですから、海も大気も対流や大循環の作用のより、よく混合されていることがわかります。

海には光合成を行う植物プランクトン（生産者）、それを消費する動物プランクトンや魚（消費者）、そして生物の死骸や糞を分解するバクテリアなど多様な生物が棲み、豊かな生態系をつくっています。そうした生物の成長や活動にはさまざまな微量生元素が必要ですが、とりわけ農作物の肥料にあたる窒素(N)、リン(P)、珪素(S_i)が重要です。

海水は弱アルカリ性（pH 8.1）ですが、大気中の二酸化炭素が増大すると海洋が酸性化し海洋生態系への影響が懸念される、という議論があります。

昔から海は食料収穫の場であり暮らし憩う場でした。ときには多量の物を運び、重い物資を輸送する路となりました。海は国や人を隔てるものでなく結びつけるもの、といわれるように海に親しみ航海の術（すべ）を身につけた民はやがて遠い国へ漕ぎだすことになりました。当然とも云えますが、こうした海での人間活動はすべて自由を原則としていました。

しかし、中世の軍事力をもった都市国家が地中海で海の領有権を主張したり、16-17世紀の北欧やイングランドが排他的漁業専管水域をめぐり海の線引き論争を起こしました。こうした風潮はグロチウスの「自由海論」やセルデンの「閉鎖海論」^（６）をうみ、18世紀には多くの国が領海を主張するようになります。第２次世界大戦後、アメリカのトルーマン大統領が大陸棚宣言を行うと、これに同調して中南米を中心とする国々が広い海域を自国の領海と主張しだしました。

長年にわたる海の秩序を乱すこのような不穏な動きに歯止めをかけようと国連海洋法会議が開催されることになります。1958年から四半世紀の審議を経て1982年に海洋に関する包括的な国連海洋法条約が採択されました。こうして沿岸国の主権が領海（12海里）、排他的経済水域（200海里）、大陸棚（最大350海里）に及ぶようになり、世界は200海里時代に突入しました。いまや海の40％はいずれかの国の管轄下に属し、自由な海はわずか60％とたいへん狭くなっています。

3回「海洋の物理」

2008年2月富山湾に大規模な高波被害が発生しました。海の波にはどのような性質があるのでしょうか。密度の違う空気と海水がそれぞれ違う速度で運動すれば、水面が不安定になり起伏（波）ができます。風が吹くと海面に波が立つということです。これを風浪といいます。風はもともと強くなったり弱くなったり変動してますから発生する波もいろいろな大きさの波が入り混じっています。形状も動きも複雑な風浪を正確に表現することは簡単ではありませんが、ふつう確率統計的な考えを根拠にしたスペクトル法^（７）が用いられます。これは風浪をいろいろな波の集合と見たて、どの波長帯にどれだけの波エネルギーが存在するかを知り、波高や周期などの物理量を求める手法です。これによれば、天気予報で波高2ｍの波という場合は目視平均で約2ｍの波という意味であり、1000個に1個はこの2倍すなわち4ｍの高波も混じる可能性があると解釈しなければなりません。風浪は、風速、風の吹き続く時間(duration)、風の吹き渡る距離(fetch)の3要素によって発達の度合いが決まり、このいずれもがある大きさ以上になれば十分に発達します。反対に例えば、吹き続く時間が十分でなければ、これが制限因子になって大きな波に成長できません。台風の暴風域では風浪が十分に発達して海は大時化（しけ）になります。風浪は波長によって位相速度が異なる分散性の波なので波長の長い波ほど早く進みます。台風の余波である土用波は、大時化の海から波の一群が足並みを揃え整然とやってくるうねりです。風浪とうねりをあわせて波浪といいます。

海には波のほかに海流といわれる流れがあります。日本海の特徴は対馬暖流という海流の影響によるところが大きいのですが、対馬暖流の駆動力は何かといった問題を考えてみます。

4回「海洋と気象」

海洋は次のような性質によって気候を調節しその変動に深く関わっています。

海には熱容量が大きいという性質があります。海水の比熱は空気の4倍で、全質量も約300倍（両者とも平均温度はほぼ270Kです）と大きいものですから、海は大気の約1000倍の熱を貯え大きな熱的慣性をもちます。海洋は太陽エネルギーを吸収し、それを数10年あるいは数100年かけてゆっくり放出します。因みに大気のほうは数日から数週間でエネルギーを解放してしまいます。

海は緩やかに変動します。巨大な海水を湛える海は力学的慣性が大きく、太陽放射を海面から受けて熱力学的に成層が安定し、運動量･熱･物質の輸送も移流や拡散が支配的ですべてがゆっくり変動します。太平洋はじめ世界中の海で時間スケールが20年とか50年の変動^（８）が知られるようになりましたが、海は気候変動の時間スケールが長くなるほど重要な役割を果たします。

海はさまざまな物質を溶解します。この物質を溶かす性質が多量の二酸化炭素を吸収して大気中の温室効果を和らげます。

海の波の飛沫は雲の生成に欠かせない凝結核をつくります。凝結核としては海塩核や硫酸エアロゾル（DMS）^（９）などが重要です。

ときに、海の表面は凍ります。海氷は大気中の雲と似て、太陽放射を反射し海の放熱を遮断します。

5回「海洋と生物」　

地球上には多様な生物がいます。現在知られている約180万種は陸上生物が圧倒的に多く海洋生物はわずか25万種にすぎないといわれます。海に住む生物についてはまだ知られていないことも多く、実際には1億種の生物がいるとも考えられています。

それにしてもいろいろな海の生き物がいます。脊椎動物では魚類や鯨などの哺乳類、原索動物のホヤ、節足動物のエビや蟹、軟体動物のイカや貝など、植物ではワカメや珪藻といった藻類、これらは誰もがよく知る生物です。小さなプランクトンやバクテリアになると顕微鏡を使わないと見ることができませんが、これら微小な生物の種数や個体数は非常に多いようです。

生き物にとっての生活環境は海と陸とでおおいに異なります。陸上生物の活動はほぼ大気と陸が接する面に限られますが、海の生物は海面から暗黒の海底まで広々とした３次元空間を棲家とします。海では温度や塩分の変化は緩慢で安定していますが、光は吸収されて急速に減衰します。とくに長波長の赤色光は水によく吸収されて、20 mも潜ると青味がかった世界になってしまいます。植物プランクトンの光合成量が呼吸量とつり合う深さ（補償深度）は場所や条件によりますが100mの程度です。

水中では圧力が10m降下する毎に1気圧ずつ増えます。したがって100m潜水すれば11気圧という高圧で暗黒の世界になります。また密度、粘性、重力（浮力）、熱容量も陸と海とでは大きく異なります。

海洋生物はその生活スタイルからプランクトン（浮遊生物）、ネクトン（遊泳生物）、ベントス（底生生物）に分類されます。

こうしてグループ分けされた海洋生物はそれぞれが勝手に独立して生きているわけでなく、食う・食われるの行為を介した大きな生命（いのち）の輪で結びついています。

植物プランクトンは二酸化炭素をとり込み、太陽の光エネルギーを利用して光合成を行います。そのエネルギーは有機物に化学エネルギーとして貯えられます。動物プランクトンは植物プランクトンを捕食し、呼吸をして二酸化炭素を放出します。この動物プランクトンを小魚が食べ、これをまた大型のネクトンが餌とします。この過程でも呼吸により活動の源泉の化学エネルギーがとり出され、同時に二酸化炭素が放出されます。また動物の体内で不用になった蛋白質はアンモニアの形で尿となって排出されます。死んだ生物は海底に落ちてベントスの餌となりバクテリアに分解されて二酸化炭素やアンモニウム塩・硝酸塩として再び生物に利用されます。

このように炭素や窒素などの無機物および太陽エネルギーは生物のからだの中で有機物に変身したあと、やがて分解されてもとの無機の炭素や窒素に還元されます。この過程で、物質は生態系の中を循環しますが、エネルギーの方は化学エネルギーとして次々に生態系を流れ行くだけで（最終的に熱エネルギーとなって散逸し）再び生物によって利用されることはありません。

6回「海洋基本法」

海の権利義務関係を律する国連海洋法条約（United Nations Convention on the Law of the Sea：UNCLOS）は1982年に採択され、1994年に発効しました。平成19年2月現在、152カ国が本条約を締結しています。本条約は全17部320条の本文と9つの附属書から成る長大な法体系で、領海、公海、大陸棚といった従前の分野に加え、国際航行に使用される海峡、排他的経済水域、国際海底機構、紛争の解決のための国際海洋法裁判所設立など新たな規定が設けられました。主な内容を要約しますと、① 沿岸国の主権関連：領海が12海里、排他的経済水域（EEZ）が200海里と定められました。これにより沿岸国はEEZ内で漁業、鉱物資源、海洋汚染防止について主権をもつことになります。② 船舶の航行関連：領海における無害通航権と国際海峡における通過通行権が認められました。③ 深海鉱物資源関連：公海における海底資源の開発は国際海底機構（ISA）の管轄下に置かれるように決められました。議論の多いところで最近、法のこの部分に自由市場原理と私企業活動を優遇する修正措置が施されました。④ 紛争の調停関連：海洋法条約に関連する紛争を調停する目的で国際海洋法裁判所が設立されました。

2007年「海洋基本法」が成立しました。これにより日本の海洋政策は一元的・総合的に推進できますので、法の目的通り世界に冠たる海洋立国を実現したいものです。

７回「海の安全」

日本国民は恒久の平和を念願し、平和を愛する諸国民の公正と信義に信頼して（日本国憲法）行動する者ですが、平和に対する脅威や侵略行為その他の平和の破壊行為（国連憲章）があれば、万全を尽くしてこれを防止しなければなりません。わが国の領土を劃する国境は海上にありますが、昨今、領海侵犯、不審船事犯、海賊行為が多発しています。日本周辺海域の防衛･警備態勢は万全でしょうか、日本の安全保障と海洋秩序の維持について述べます。

８回「日本海の特性」

日本海はユーラシア大陸中緯度帯の東端に接する縁海で、４つの浅い海峡で外海と連絡しています。東部にはプレート境界が南北に走り、地殻変動が活発^（10）で海底地形にも特徴があります。日本海は、大半を冷たい日本海固有水が占め、その上に対馬暖流系の水が薄く覆いかぶさった二重構造をしています。本邦日本海側が世界的に有数な多雪地帯であることも、富山湾で暖流系魚類と寒流系魚類が獲れるのも、この構造に由来します。このような日本海の特性について学習します。

９回「富山で生まれた日本海学」

日本海を共有する環日本海地域の人と自然、あるいは人と人のかかわりを学際的・総合的に研究する「日本海学」⁽¹¹⁾について紹介します。

10回「富山湾－自然の恵みと神秘Ⅰ」

私たちは富山湾から沢山の恵みを得ています。なかでも鰤、シラエビ、ホタルイカなど海の幸は人々の食生活を豊かにし、観光の振興に役立っています。天然の生簀（いけす）といわれる富山湾では暖海性の魚と寒海性の魚が獲れ、環境に優しい定置網漁のお陰でキトキトの味が楽しめます。魚が旨いのも、それなりの理由がなければなりません。名物誕生の根拠を富山湾の特徴の中に探ります。

11回「富山湾－自然の恵みと神秘Ⅱ」

富山湾といえば蜃気楼が有名であるように、ここには魚以外にも興味ある事象が少なくありません。3000m級の北アルプスから1000mの海底に一気にかけ落ちる地形そのものが特異であるほか、一万年前の海底林は世界的にも貴重な天然の遺物です。先人のお蔭で様々な知見が得られていますので、その経緯を振り返るとともに、今なお未解決な問題について紹介します。

12回「富山湾－海に生きた人と暮らし」

富山湾は天然の良港でありますから昔から水運が栄え、日本海を往来する多くの北前船で賑わいました。とくに江戸の文化文政のころは米の増産とニシン肥料の需要が相まって多くの裕福な海商が誕生し越中海運の黄金時代が出現しました。長者丸の次郎吉らが活躍したのもこの頃です。

能登半島に抱かれた富山湾は古くから漁業や舟運が発達し、河口や潟を利用した漁港や貿易港が築かれてきました。富山県には16の漁港が存在し、定置網漁業を主とする沿岸漁業とイカ釣りやカニかご漁業などの沖合漁業の拠点になっています。湾奥には歴史的に由緒ある伏木富山港が存在し、1986年に国際貿易上の特定重要港湾に指定されました。同港は伏木地区の伏木港、富山地区の富山港、新湊地区の富山新港の3つの港から成りたっています。伏木港は万葉の時代から利用され古い歴史をもつ港で、小矢部川の河口港として栄え、最近は万葉埠頭を築造し、国際貿易港としての機能を向上させました。富山港は北前船時代から賑わいをみせた神通川の河口港で、現在は沖合に28万トンのタンカー荷役用の施設を有し、原油の荷揚げを行っています。富山新港は新産業都市の指定を受けて1968年に誕生した新しい港です。

13回「水中カメラから見つめる日本海の自然環境」

陸上に四季の変化があるように、海中にも季節ごとの生き物の変化や景観の違いがあります。日本海の四季の移り変わりを、ホンダワラの海中林、カミクラゲの出現、ワカメ漁、雪解け水の流入と海底湧水の増加、アメフラシの産卵、ホタルイカの身投げ、アンドンクラゲの大発生、死滅回遊魚、アユの幼魚などの映像で紹介します。

14回「海洋観測と技術」

海を知る最良の方法は海を観測することです。海の観測といえば流速を測るものや水温、塩分、透明度など海水の特性を知るためのものが代表的ですが、目的によってさまざまな観測が行われます。海洋観測指針（気象庁）には、採水と測温、測流、海水の透明度と水色、測深、海洋の底質と地殻、海水の化学分析、海洋生物、海洋の放射能、波浪、潮汐、津波と高潮、海氷の測定について総論、測定方法、測定機器、計算方法、観測結果の整理、原簿の記載法など詳細な記述があります。ここではリモートセンシング技術を用いた富山湾の波浪の観測例を紹介します。

15回「まとめ」

学生さんの海に対するイメージにはさまざまなものがあります。＜海はとても神秘的である、海を眺めていると心が安らぐ、海は人間にとり母のような存在である、海には謎がありすぎて海が何ものか理解しにくい、風の強い日の波には迫力があった、海は奇妙な生物がいたり、水が汚れていたりマイナス・イメージが強い、海には生活の糧を与えてくれるありがたい面と国際紛争の場になる厄介な二面性がある＞などですが、ここに海への関心の潜在的な高さを感じます。

「私の耳は貝のから　海の響きをなつかしむ」^（12）（ジャン・コクトー、堀口大学訳）という2行詩があります。海が命のふるさとであるせいか、海の深みへ誘（いざな）ってくれる響きに多くの人が共感を覚えるようです。

八尾に海韻館という化石資料館があります。「聞こえています、かつて海だった頃の海韻が」とは当館パンフの文言ですが上の詩と一脈通じるものがあって面白いと思います。

最後に、誰もが知る海の歌を口ずさんで第1回の終わりとします。

＊　春の海　ひねもすのたり　のたりかな（蕪村）

＊　いな妻や　浪もてゆえる　秋津島（蕪村）

＊　大海の　磯もとどろに　よする波　われて砕けて　裂けて散るかも

（源実朝）

＊　われは海の子白波の　さわぐ磯辺の松原に　煙たなびくとまやこそ

我が懐かしき住みかなれ（文部省唱歌）

＊　名も知らぬ遠き島より　流れよる椰子の実ひとつ　故郷の岸を離れ

て　汝はそも波に幾つき（島崎藤村）

＊　あゆの風　いたく吹くらし　奈呉の海人の　釣りする小舟　漕ぎ

隠る見ゆ（大伴家持）

＊　海のあなたの⁽¹³⁾遥けき国へ　いつも夢路の波枕　波の枕のなく

なくぞ　こがれ憧れわたるかな　海のあなたの遥けき国へ

（テオドル・オオバネル、上田敏訳）

参考文献

（１）高坂正堯著「海洋国家日本の構想」中央公論社、1965

（２）海洋開発審議会「長期的展望にたつ海洋開発の基本的構想」、

1980

富山県海洋総合利用対策研究会「富山県海洋総合利用基本調査体系報告書」､1982

（３）高校「地学」教科書や岩波講座「地球惑星科学」シリーズ

岩波書店、1996

（４）Millero,F.J. Chemical Oceanography. 3rd ed. CRC Press,

2006

（５）気象庁ホームページ「日本海固有水」で検索

（６）高梨正夫著「海洋法の知識」成山堂、1979

（７）Holthuijsen,L.H.　Waves in Oceanic and Coastal Waters.

 Cambridge, 2007

（８）UNFCCC/WMO/UNEP  IPCC Fourth Assessment WG1 Report. IPCC,

 2007

（９）原島省、功刀正行著「海の働きと海洋汚染」裳華房、1997

(10) 大竹政和、平朝彦、太田陽子編「日本海東縁の活断層と地震テク

トニクス」東京大学出版会、2002

(11) 日本海学推進会議編「日本海学の新世紀」全８巻　角川書店、

2001～2008

(12) 文芸春秋編「教科書でおぼえた名詩」文芸春秋、2005

(13) 上田敏訳詩集「海潮音」新潮文庫､2006