技能一覧 › 高校地学 海洋(知識)

海洋の層構造

水温の鉛直分布のデータから、表層混合層(風や波・対流でかき混ぜられ水温がほぼ一様)・水温躍層(深さとともに水温が急に下がる)・深層(低温でほぼ一様、海水の大部分を占める)を見分け、その特徴や季節・緯度による違いを説明できる

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説明

海の水温は、深さによって決まった変わり方をします。水温を深さごとに測ると、海は上から、表層混合層・水温躍層・深層の 3 つの層に分けられます。この技能では、水温の鉛直分布(深さと水温の表)からこの 3 つの層を見分け、それぞれの特徴や、季節・緯度によって層のようすがどう変わるかを説明できるようになります。

なぜそうしてよいのか

海を温める太陽の光(放射)は、ほとんどが海面近くで吸収されます。そのため温められるのは海面付近だけです。海面付近の海水は、風や波によってかき混ぜられ、また冬などに海面が冷やされると、冷えて密度が大きくなった海水が沈み込む対流も起こります。こうして上下によく混ざるので、海面から数十 m〜数百 m ほどの深さまでは水温がほぼ一様になります。この層が表層混合層です。

その下では、かき混ぜの効果が届かず、上の温かい海水と下の冷たい海水がほとんど混ざりません。このため、深くなるにつれて水温が急に下がる層ができます。これが水温躍層で、およそ 1000 m 程度の深さまで続きます。温かい海水は密度が小さく冷たい海水の上に乗るので、この層はかき混ぜにくく安定しています。

さらに深いところは深層で、太陽の熱は届かず、高緯度で冷やされて沈み込んだ海水が広がっているため、低温(およそ 2〜4 ℃程度)で水温がほぼ一様です。深層は海水全体の大部分を占めます。表層の水温は緯度や季節で変わるので、層のようすも変わります。低緯度では海面が一年中温かいので水温躍層がはっきりしています。中緯度では、冬は海面が冷やされて対流が強く、風も強いので表層混合層が厚くなり、夏は表層が温められて表層混合層が薄くなります。高緯度では海面も深層と同じくらい冷たいので、水温躍層がほとんど見られません。

手順

  1. 水温の鉛直分布の表で、深さごとの水温の変化(深さ 100 m あたりなどでどれだけ下がるか)を読む。

  2. 海面から水温がほぼ変わらない範囲を表層混合層と判断する。

  3. その下で、深さとともに水温が急に下がる範囲を水温躍層と判断する。

  4. さらに深く、低温で水温がほとんど変わらない範囲を深層と判断する。

  5. 季節や緯度が与えられていれば、表層混合層の厚さ(冬に厚く夏に薄い)や水温躍層の有無(高緯度では不明瞭)と照らし合わせる。

例題

次の表は、ある低緯度の海域で測定した水温の鉛直分布である。

深さ(m)水温(℃)
025.0
5024.8
10024.6
20018.0
40010.0
7006.0
10004.0
20002.5
30002.0
40001.8

この海域の水温躍層にあたる深さの範囲として最も適当なものを、次のア〜エのうちから 1 つ選べ。

ア 0 m〜100 m
イ 100 m〜1000 m
ウ 1000 m〜4000 m
エ 0 m〜1000 m

例題の解答

手順 1: 深さごとの水温の変化を読むと、0〜100 m では 0.4 ℃しか下がらない。100〜1000 m では 24.6 ℃から 4.0 ℃まで約 20 ℃下がる。1000〜4000 m では 4.0 ℃から 1.8 ℃まで、3000 m で約 2 ℃しか下がらない。

手順 2: 0〜100 m は水温がほぼ一様なので表層混合層(アはこの層)。

手順 3: 100〜1000 m は深さとともに水温が急に下がるので水温躍層。

手順 4: 1000 m より深いところは低温でほぼ一様なので深層(ウはこの層)。エは表層混合層と水温躍層を合わせた範囲である。

よって水温躍層にあたるのはイ。

答え:

イ

よくある誤り

この説明は AI が書き、別の AI が例題を独立に解いて答えを確かめ、説明を一歩ずつ査読しました。

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