海流

世界の主な海流(暖流は赤、寒流は青)
世界の海流図(暖流は赤、寒流は緑)、1943年アメリカ陸軍による
世界の海流図(暖流は赤、寒流は黒)、2004年

海流(かいりゅう)は、地球規模でおきる海水の水平方向の流れの総称。似た現象に潮汐による潮汐流(潮流とも)があるが、潮汐流は時間の経過に伴って流れが変化し、短い周期性を持つ。海流はほぼ一定方向に長時間流れる。また海の中は鉛直方向にも恒常的な流れが存在する海域もあるが、その流速はひじょうに小さいので、通常は海流とは呼ばない。海流はその性質により、暖流と寒流の2種類に大別される。

海流が発生する原因は諸説あるが、大きく分けて表層循環と深層循環がある。表層循環と深層循環の意味は、メカニズム的に論じるか現象的に論じるかで違ってくる。メカニズム的に言えば、海面での風(卓越風)によって起こされる摩擦運動がもとになってできる「風成循環」が表層循環、温度あるいは塩分の不均一による密度の不均一で起こる「熱塩循環」が深層循環である。この二つを総称して、海洋循環と呼ぶ。「海流」が海水の流れを重視した呼び方であるのに対して、「海洋循環」は特に地球規模での海水の巡り、循環を重視した呼び方であり、これらを使い分けることが多い。

なお日本語では、潮流と言った場合はふつう潮汐流のことだが、黒潮親潮潮境などのように「」を潮汐の意味でなく海流の意味で使うことも多く、また、海水浴場における遊泳上の注意など、潮汐流のことを指して「海流」と言う場合もあり、まれに逆もあるので注意。

黒潮メキシコ湾流を二大海流といい、これらは流量が多く、流速も速い。

海流の種類

暖流と寒流

海水の比熱容量は大気のそれに比べ非常に大きいため、暖流・寒流は沿岸の気候に与える影響が大きい。なおこの二つは実生活上よく使われるが科学的な厳密さを欠く分類法であり、水温が何度以上から暖流というような定義は存在しない。周辺海域の水温との比較によるものである。

  • 暖流(だんりゅう、warm current)とは、低緯度から高緯度へ向けて流れる海流のことをいう。海流図上では通常赤色の線で表される。多くの場合、周囲の大気を暖めて自身は冷やされる海流である。暖流沿岸では温暖で湿潤な気候が保たれる。これは、暖流が大気を暖めて水蒸気を供給するとともに、上昇気流が発生してが降りやすくなるためである。西ヨーロッパ北大西洋海流の影響を受けており、同緯度の東ヨーロッパよりも温暖な気候である。ただし、論文を根拠とした議論によれば、「ヨーロッパが温暖な理由は湾流の影響だ」という説明は不十分である。北アメリカ東岸に比べてヨーロッパが温暖である原因は海流による熱輸送だけでなく大気側の要因も(海の風下であることおよび気圧の谷との位置関係)ある、という意味で“不十分”である。日本周辺には黒潮(日本海流)と対馬海流がある。
  • 寒流(かんりゅう、cold current)は、高緯度から低緯度へ向けて流れる海流のことをいう。海流図上では通常青色の線で表される。周囲の大気を冷やして自身は暖められる海流である。水蒸気を発生させにくい寒流は沿岸を冷涼で乾燥した気候にする傾向がある。寒流の影響で熱帯地域に形成される砂漠が海岸砂漠である。ペルー海流により形成されたチリアタカマ砂漠はその代表例である。日本周辺にはリマン海流親潮千島海流)がある。海水は濁っていて、緑色を帯びている。漁業への影響も大きい。寒流は比較的水温が低いため栄養に富んでおりプランクトンが豊富である。ここに、魚類の多数生息する暖流が流れ込む海域は好漁場となる。(例:ノルウェー海南アフリカ共和国沖日本海三陸沖タスマン海アルゼンチン東方沖など)

成因による分類

暖流と寒流以外にも、その海流の成因による分類がある。しかし、実際の海流はただひとつの成因によるものではないので注意したい。以下に主な分類を挙げる。

  • 吹送流(すいそうりゅう)は風が海面に及ぼす応力によって生ずる海流。風の応力によって海面に運動が起こり、渦粘性のためにその運動は次第に下層に及び、風向がかなり長い間一定であれば定常状態に達する。大規模な場合、風成海流(ふうせいかいりゅう)と呼ばれることもある。ごく海水表面にしか海流が流れない場合、皮流(ひりゅう、Skin current)と呼ばれる。また川の水などが外洋に流出する場合、この水は外洋水の上に非常に薄い層をなして広がることがあり、このような流れも皮流とよばれる。(風成循環参照)。
  • 傾斜流(けいしゃりゅう)とは何らかの原因によって海面に傾斜ができると、そのために生じた海流の圧力分布と平衡を保つために流れが生ずる海流のことである。
  • 密度流(みつどりゅう)とは海水の密度分布、すなわち水温と塩分の分布によって生ずる海流のこと。これはヴィルヘルム・ビヤークネスらが提唱した力学的海流推算法によって海水の密度分布から算出した海流が実際とよく一致したために、海流の成員が海水の密度分布であるかのように考えられたのである。しかしこれは流体の運動方程式を書き直し海流と密度分布との関係を導いたものであって、密度分布が海流の成因なのか、海流の成因はほかにもあって密度は海流に対応するように分布したものであるかどうかは分からない。最近では厳密に密度流と考えられる海流は、深層以外には存在しないものと考えられている。(熱塩循環参照)。
  • 補流(ほりゅう)は海水の移動に伴って、他の海水がそれを補うように流れることによって生じる海流。よって吹送流などと比較すると二次的なものである。補流の性質を持つものとしては北赤道海流南赤道海流の間にある赤道反流などが挙げられる。また、補流の一種として湧昇流、 沈降流のような鉛直方向の流れも考えられる。

期間による分類

海流は同じ場所でも時間とともに変化する。これは海流の原因が場所によって異なり、さらにそれらが時間に伴って変化することを反映している。なお以下の説明で、流れの向きが変わらないといっても、永久流や季節流にも一時流が重なり、その流れを乱すので、これは75パーセント程度の頻度である[1]

  • 永久流(えいきゅうりゅう、permanent current)は年中流れの向き・速さが変わらない海流。ほぼ一定の方向に同じ強さで風が吹いている場合このような流れが生じる。たとえば貿易風と赤道海流。
  • 季節流(きせつりゅう、seasonal cuurent)は季節によって流れる方向が反対であり、流速もいくらか異なるが、同季節内ではそれらがほぼ一定である海流。季節風が卓越する海域でよく起こる。
  • 一時流(いちじりゅう、temporary current)は移動性高低気圧が頻繁に通過するなどして風向・風速が変化し、そのことによって流れが一時的に変化する海流。時には逆方向に流れることもある。
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