高潮について

出典:気象庁ホームページを元に、一部、編集・加工を行っています。

1.高潮とは

台風や発達した低気圧が通過するとき、潮位が大きく上昇することがあり、これを「高潮」といいます。 高潮は、主に以下の2つのことが原因となって起こります。

吸い上げ効果
台風や低気圧の中心では気圧が周辺より低いため、気圧の高い周辺の空気は海水を押し下げ、中心付近の空気が海水を 吸い上げるように作用する結果、海面が上昇します。 気圧が1ヘクトパスカル(hPa)下がると、潮位は約1センチメ ートル上昇すると言われています。 例えば、それまで1000ヘクトパスカルだったところへ中心気圧950ヘクトパスカ ルの台風が来れば、台風の中心付近では海面は約50センチメートル高くなり、そのまわりでも気圧に応じて海面は高く なります。
吹き寄せ効果

台風や低気圧に伴う強い風が沖から海岸に向かって吹くと、海水は海岸に吹き寄せられ、海岸付近の海面が上昇します。 この効果による潮位の上昇は風速の2乗に比例し、風速が2倍になれば海面上昇は4倍になります。 また遠浅の海や、風が吹いてくる方向に開いた湾の場合、地形が海面上昇を増大させるように働き、特に潮位が高くなります。

台風や低気圧 沖から打ち寄せた高波 吹き寄せ効果

高潮で潮位が高くなっているときに高波があると、普段は波が来ないようなところまで波が押し寄せ、被害が拡大することがあります。 また、満潮と高潮が重なると、潮位がいっそう上昇して大きな災害が発生しやすくなります。 しかし、高潮災害の防止のためには、満潮時刻だけでなく、台風や低気圧の接近時を中心に気象情報に十分注意して、早めに警戒し対策をとることが大切です。

2.台風に伴う高潮

(1) 潮汐の仕組み
海面は月や太陽の引力によりほぼ1日に1~2回の割合で周期的に満潮と干潮を繰り返しており、この海面の高さ(潮位)を「天文潮位」といいます。天文潮位は前もって計算しておくことができ、神戸港の潮位は、気象庁のホームページに潮位表として公開されています。 また実測潮位はこちらです。 潮汐の仕組み
(2) 台風による高潮のメカニズム

しかし、台風に伴う風が沖から海岸に向かって吹くと、海水は海岸に吹き寄せられて「吹き寄せ効果」と呼ばれる海岸付近の海面の上昇が起こります。この場合、吹き寄せによる海面上昇は風速の2乗に比例し、風速が2倍になれば海面上昇は4倍になります。特にV字形の湾の場合は奥ほど狭まる地形が海面上昇を助長させるように働き、湾の奥ほど海面が高くなります。

また、台風が接近して気圧が低くなると海面が持ち上がります。これを「吸い上げ効果」といい、外洋では気圧が1hPa低いと海面は約1cm上昇します。例えばそれまで1000hPaだったところへ中心気圧が950hPaの台風が来れば、台風の中心付近では海面は約50cm高くなり、そのまわりでも気圧に応じて海面は高くなります。

このようにして起こる海面の上昇を高潮と呼び、天文潮位との差を潮位偏差と呼びます(実際の潮位=天文潮位+潮位偏差)。最新の潮位については、「潮位観測情報」をご覧ください。

(3) 事例紹介(平成30年台風第21号)

平成30年台風21号は、9月4日12時ごろ、非常に強い勢力で徳島県南部に上陸(中心気圧:950hPa 、最大風速:45m/s)し、同日14時ごろに兵庫県神戸市に上陸(中心気圧:955hPa 、最大風速:45m/s))し、速度を上げながら近畿地方を縦断しました。 台風21号は、甚大な被害をもたらした第二室戸台風(昭和36年9月16日)と酷似した進路で、非常に強い勢力で接近しし時速55~65km/hという比較的速いスピードで通過したことから、(1)台風接近前後で急激に風が強まった、(2)進行方向右側の観測所の多くで過去の風速記録を更新、(3)大阪湾を中心に記録的な高潮が発生し、大阪湾で多くの被害が発生しました。

事例紹介

下の図は、平成30年9月4日に近畿地方を縦断したときの神戸港の潮位(3分平均値)を示したものです。

兵庫県神戸市の潮位変化

神戸市では、4日昼前頃から猛烈な風となり、台風の接近に伴って潮位が急上昇しました。瞬間値で天文潮位(図の橙線)よりも277cm高い潮位(図の青線)を観測し、過去の最高潮位を超える値となりました。

一般に、大潮(新月または満月の頃で、満潮時の天文潮位は最も高くなり、逆に干潮時の天文潮位は最も低くなる)の満潮時に台風の接近による高潮が重なれば、それに伴って被害が起こる可能性も高くなりますので、特に注意が必要です。ただし、高潮の被害は満潮時以外にも発生しています。台風の接近が満潮時と重ならないからといって安心はできません。

9月頃は海水温が高くなるなどの影響で、1年を通じて最も平均潮位が高くなる時期であることも台風に伴う高潮災害を考える上で見逃してはいけません。

なお、潮位は東京湾平均海面を基準面として表します。この基準面は海抜0mとも言い、山の高さなどを表す標高の基準にもなっています。

3.潮汐の仕組み

(1) 満潮・干潮

海面の水位(潮位)は約半日の周期でゆっくりと上下に変化しています。 この現象を「潮汐」といいます。 潮汐が起こる主な原因は、月が地球に及ぼす引力と、地球が月と地球の共通の重心の周りを回転することで生じる遠心力を合わせた「起潮力」です。 地球と太陽との間でも、同じ理由でやや小さい起潮力が生じます。 下図のように、起潮力は地球を引き伸ばすように働くと、潮位の高いところと低いところができます。 潮位が上がりきった状態が「満潮」、反対に下がりきった状態が「干潮」です。

起潮力は、地球を引き伸ばすように働きます。地球は1日1回自転するので、満潮・干潮は1日2回ずつ起こります。

地球は1日に1回自転するので、多くの場所では1日に2回の満潮と干潮を迎えることになります。 また、月が地球の周りを約1か月の周期で公転しているために、満潮と干潮の時刻は毎日約50分ずつ遅れます。 さらに、満潮時と干潮時の潮位やそれらの差も、毎日変化しています。

(2) 大潮・小潮

地球に対して月と太陽が直線上に重なるとき、月と太陽による起潮力の方向が重なるため、1日の満潮と干潮の潮位差が大きくなります。 この時期を「大潮」といいます。 月と太陽が互いに直角方向にずれているときは、起潮力の方向も直角にずれて、互いに力を打ち消す形となるため、満干潮の潮位差は最も小さくなります。 この時期を「小潮」といいます。 大潮と小潮は、新月から次の新月までの間にほぼ2回ずつ現れます。 新月と満月の頃には大潮、上弦の月と下弦の月の頃には小潮になります。

大潮のとき 小潮のとき

(3) 潮位の季節変化
気温に季節の変化があるのと同様に、潮位にも季節変化があります。 日本の多くの沿岸では夏から秋にかけて潮位が高くなりますが、地域によって傾向に差があります。
(4) 天文潮位
満潮・干潮や大潮・小潮のように、月や太陽の起潮力によって起こる潮位の変化を「天文潮」といい、その潮位を「天文潮位」といいます。 ある地点について、長期にわたる精度の良い観測データがあれば、その地点の天文潮位は高い精度で予測することができます。 神戸港の潮位は、気象庁のホームページに潮位表として公開されています。