海流の仕組み

海で帽子やサングラスの足を失くしたことがある人なら、海が静止していないことを知っているはずです。紛失物をすぐに取り戻さなかった場合、それは海流に乗って地球の反対側へ向かっていた可能性があります。

水について話すとき、流れという言葉は水の動きを指します。流れは川、池、沼地、さらにはプールにも存在します。ただし、海洋のような複雑な流れシステムを持つ水域はほとんどありません。予測可能な潮流から気まぐれな離岸流まで、海流は潮汐、風、密度の違いによって引き起こされることがあります。それらは天候、海上輸送、栄養素の循環に大きな影響を与えます。

正確にはどのように?とりわけ、海流は西ヨーロッパの気温上昇の原因となっており、海流のおかげで南極では膨大な量の植物や動物の生命が育まれており、その混乱により 2 億 5,000 万年前にすべての海洋生物の 95 パーセントが大量絶滅した可能性があります。

海流の知識は海運業や漁業にとって不可欠であり、捜索救助活動、危険物の除去、娯楽としての水泳やボート遊びに役立ちます。潮流パターンの予測測定とリアルタイム測定を組み合わせて使用​​することで、ボートを漕ぐ人は安全にボートを接岸したり離岸したりすることができ、救助者は行方不明者が漂流する可能性のある場所を判断し、清掃員は流出の可能性のある場所を予測し、サーファーは完璧な波をキャッチできる位置に配置することができます。 。

ビーチを訪れたときに海に引き寄せられるような局地的な流れについて詳しく知りたい場合でも、地球を一周する地球規模の海流についても、この記事を読めば海流に関する基本的な質問がすべて解決されます。何が原因なのでしょうか？それらはどのような形態をとるのでしょうか?それらは生態系にどのような影響を与えるのでしょうか?次のページでは、海面で起こる海流について学びます。

海流の種類: 地表流

水深 100 メートル (328 フィート) 以上で発生する海流は、通常、表層流として分類されます。沿岸流や表層海流などの表面流は、主に風によって動かされます。

ビーチに行ったことがある人は、沿岸の流れについてよく知っているでしょう。これらの表面流は波や土地の形成にも影響を与えます。沿岸流をより深く理解するには、まず波を理解することが役立ちます。

風が海を横切って吹くと、風が水面を引っ張り、エネルギーの蓄積によって波が形成されます。風速、吹く距離、吹く時間の長さはすべて波の大きさに影響します。風が速く、同じ方向に長く、遠くまで吹くと、大きな波が発生します。波はその根元が海底にぶつかると砕け、不安定になり岸に倒れます。

海岸で波が砕けるときに放出されるエネルギーが沿岸流を生み出します。波が正面からではなく斜めに海岸に近づくと、波のエネルギーの一部は海岸に垂直に向けられ、一部は海岸に平行に向けられます。平行エネルギーは海岸線に沿って流れる沿岸電流を生成します。海で泳いでいて、海が岸のほうまで引っ張っていくのを感じたことがあるなら、それは遠洋流の影響を感じたことがあるでしょう。

これらの海流が移動する際、堆積物を拾い上げ、海岸漂流として知られるプロセスで海岸まで運びます。海岸漂流物は、砂州と呼ばれる細長い陸地露出部や、海岸に平行に位置する長い島である障壁島を形成することがあります。沿岸海流が砂を拾い上げ、移動し、再堆積し続けるため、障壁島は常に変化します。

離岸流は、水中の地層によって波がまっすぐに海に戻るのを妨げる場所で形成される、別の種類の沿岸流です。おそらく離岸流を警告する標識がビーチに貼られているのを見たことがあるでしょう。それらは、砂州の切れ目のような狭い開口部から大きな勢いで流れ出す使い終わった波（またはすでに砕けた波）によって生じます。小さな排水溝を開けると、浴槽から大量の水が勢いよく流れ出る様子を想像してみると、離岸流の概要がわかります。離岸流については「離岸流のしくみ」で詳しく学べます。

湧昇と呼ばれるさらに別の種類の沿岸流は、風が地表水を吹き飛ばし、深部の水が上昇してそれに置き換わるときに発生します。逆のプロセスであるダウンウェリングは、風によって地表水が海岸線などの障壁に向かって吹き飛ばされ、その結果として水が蓄積し、上部の水が強制的に沈むときに発生します。これらのプロセスはどちらも外洋でも発生する可能性があります。

湧昇流と降下流は、海洋の栄養素の循環にとって重要です。冷たく深い水層には栄養分と二酸化炭素が豊富に含まれており、暖かい表層水には酸素が豊富に含まれています。層が入れ替わると、栄養素とガスも入れ替わります。

ダウンウェルは、地表の有機物の分解に溶存酸素が使用されるのを防ぎ、嫌気性細菌の繁殖や有毒な硫化水素の蓄積につながる可能性があります。一方、湧昇により、生態系は他の方法では繁栄できない場所でも繁栄することができます。より深く冷たい水から流入する栄養素は、南極などのありそうもない場所で多種多様な生命を育んでいます。

沿岸流は局地的な風によって引き起こされますが、外洋の表層流は地球全体の風のパターンから生じます。次のページでは、これらの流れについて学びます。

より多くの表面電流

もうお気づきかと思いますが、風と水は切っても切れない関係にあります。名前が示すように、外洋で発生する表層海流を理解するには、それに燃料を供給する風について少し知っておく必要があります。

これらの風のパターンの一部はコリオリ力によって引き起こされます。地球が自転していなければ、風は地球上を直線的に進みます。その代わり、地球の自転により、風は北半球では右に、南半球では左に曲がるように見えます。この風の曲率はコリオリ効果として知られています。

北半球では、北東から西に吹く強い貿易風が海面を赤道近くまで引っ張ることを意味します。海岸線とコリオリ効果のおかげで、暖水流は北に向かい、北緯約 30 度で向きを変えます。その後、偏西風が引き継ぎ、周回が完了します。西から吹くこれらの風は、陸地に到達した後、流れを東と南に導きます。 2 つの風のパターンは、北半球では時計回りに、南半球では反時計回りに流れる風の継続的な円形のパターンを作成します。

これらの円形の風のパターンは、「循環」と呼ばれる渦巻き状の海流を生み出します。赤道の北と南の両方に、北大西洋、南大西洋、北太平洋、南太平洋、インド洋の 5 つの主要な環流が流れます。極には小さな循環流も存在し、南極大陸の周りを循環しています。持続時間が短く、より小さな流れは、多くの場合、大小両方の回転をオフにします。

北大西洋循環の一部であるメキシコ湾流は、特に強い流れで、メキシコ湾から北に暖かい水を米国東部の海岸を北上し、西ヨーロッパまで運びます。その結果、フロリダ州の東海岸に住む幸運なフロリダ人は、周囲の地域よりも夏は涼しく、冬は暖かく、西ヨーロッパは同じ緯度の他の地域よりもはるかに暖かいです。

風が水面の上層 100 メートル (328 フィート) にのみ影響する場合、より深い海流はどのように形成されるのでしょうか?次のページでご確認ください。

深層海流（地球規模のベルトコンベアー）

私たち陸上生物には目に見えませんが、水中流は、世界中のすべての川を合わせたものよりも 16 倍強い力で地球を回っています [出典: ]。この深海流は地球規模のベルトコンベアとして知られており、水中の密度の違いによって動かされます。水の密度はその温度（熱）と塩分（塩分）に依存するため、密度の違いによって引き起こされる水の動きは、熱塩循環としても知られています。

密度は、単位体積あたりの物体の質量、または物体のコンパクトさを指します。重くてコンパクトなボウリング ボールは、明らかに空気の入ったビーチ ボールよりも密度が高くなります。水の場合、冷たくて塩分が強いほど密度が高くなります。

地球の極では、水が凍るとき、塩も一緒に凍るとは限らず、大量の濃くて冷たい塩水が取り残されます。この濃い水が海底に沈むと、それと入れ替わるためにさらに多くの水が移動し、流れが生じます。新しい水も冷たくなり沈み、サイクルが続きます。信じられないことに、このプロセスは世界中に水の流れを引き起こします。

地球規模のベルトコンベアーは、北極近くの冷水から始まり、遭遇する大陸の影響も受けながら、南アメリカとアフリカの間を南極に向かって南下します。南極では、より多くの冷水で充電され、その後 2 つの方向に分かれます。1 つのセクションはインド洋へ、もう 1 つは太平洋へ向かいます。赤道に近い 2 つのセクションが暖まり、湧昇として記憶される現象で地表に上昇します。これ以上進めなくなると、2 つのセクションは南大西洋に戻り、最後に北大西洋に戻り、再びサイクルが始まります。

地球規模のコンベア ベルトは、地表流よりもはるかにゆっくりと移動します。秒速数十、数百センチメートルに比べて、秒速数センチメートルです。科学者らは、ベルトの 1 つのセクションが地球を一周するのに 1,000 年かかると推定しています。しかし、どんなに速度が遅いとしても、アマゾン川の流れの 100 倍以上となる膨大な量の水を動かします。 [ソース： ]。

世界規模のベルトコンベアは、世界の食物連鎖の基盤として極めて重要です。世界中に水を輸送する際、二酸化炭素が少なく、栄養分が枯渇した表層水を、それらの元素が豊富に存在する海洋の深層に運ぶことで、その水を豊かにします。下層からの栄養分と二酸化炭素が上層に分配されることで、最終的にあらゆる形態の生命を支える藻類や海藻の成長が可能になります。ベルトは温度調節にも役立ちます。

風や密度の違いではなく、この世のものとは思えない力によって引き起こされる海流について学びましょう。

潮流

潮流は、その名前が示すように、潮汐によって発生します。潮汐は本質的に、地球の表面にある月や、程度は低いものの太陽の引力によって生み出される、長くて遅い波です。月は太陽よりも地球に非常に近いため、月の引力は潮汐により大きな影響を与えます。

月の引力により、地球の反対側で海が外側に膨らみ、月と一致する場所では水位が上昇し、その 2 つの場所の中間にある場所では水位が低下します。この水位の上昇には、潮流と呼ばれる水の水平方向の移動が伴います。

潮流は、連続した流れとして完全に流れるわけではないという点で、前述の潮流とは異なります。また、満潮と干潮が変わるたびに方向を変えます。潮汐や潮流は外洋ではあまり影響を与えませんが、湾、河口、港などの狭い地域に出入りする場合、時速 15.5 マイル (25 キロメートル) の急流を引き起こす可能性があります [出典] ：スキナー』。速い潮流は堆積物を巻き上げ、動植物の生活に影響を与えます。たとえば、海流は魚の卵を河口から外海に運び出したり、魚が必要とする栄養分を海から河口に運んだりすることがあります。

最も強い潮流は、満潮と干潮のピーク時またはその付近に発生します。潮が満ちて海流が岸に向かう場合を潮流といい、潮が引いて海に戻る場合を引き潮といいます。月、太陽、地球の相対的な位置は既知の速度で変化するため、潮流は予測可能です。

潮流、海面、深海のいずれであっても、海流は私たちが知っている世界に大きな影響を与えます。海流を引き起こす複雑なシステムについて詳しく知りたい場合は、次のページのリンクをご覧ください。

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