1. 風が ない のに、なぜ 波が 来るの?
1. 風がやんでいても波が寄せる ── 風浪とうねり
1. 風浪とうねり ── 風がやんでも残る波
うみべに 立つと、風は ほとんど ふいて いません。でも、海の むこうから、ゆっくり 大きな 波が 来ます。
気象庁は、波を 2つに 分けて います。海の 上で ふいて いる 風で できる 波が「ふうろう」。風の 力で そだつのが おわった あとに のこる 波が「うねり」です[1]。
風の ない 日の 大きな 波は、うねりです。うねりは、台風や 低気圧のように、遠くで ふいた 風で できた 波が、つたわって 来た ものです[3]。
では、遠くの 風は、どうやって 波を 大きく するのでしょう。
2. あらしの 中で、波は どう 大きく なるの?
2. 強く、長く、広く吹く風が、大きな波を育てる
2. 風速・吹き続ける時間・吹く距離 ── 波が育つ3つの条件
おふろの 水に、うちわで 風を 送って みる 場面を 思いうかべて ください。弱く そっと あおいだだけでは、小さな さざなみしか できません。
海でも 同じです。ウィスコンシン大学の しりょうでは、波が 大きく なる ために、3つが かかわると せつめいして います[2]。
- 風が 強い こと
- 風が 長い 時間 ふき つづける こと
- むきが あまり かわらない 風が、広い 海を ふく こと
ただし 本当は、おふろは せまくて、すぐ かべに ぶつかります。海の あらしは、とても 広い 場所で、長く ふく ことが できます。
あらしの 中の 波は、そうして 大きく そだちます。では、あらしを 出た 波は、どう なるのでしょう。
お風呂の水にうちわで風を送る場面を思い浮かべてください。そっとあおぐだけでは、さざ波しか立ちません。
ウィスコンシン大学の海洋学の教材は、波が大きく育つ条件を三つ挙げています[2]。一つ目は風の強さで、風が波の山より速く動いていないと、エネルギーが波へ移りません。二つ目は風の吹く時間、三つ目は、向きが大きく変わらない風が吹く距離(フェッチ)です。
お風呂の水槽はすぐ壁にぶつかってしまいますが、海の上の嵐は、広い範囲で長く吹くことができます。だから、嵐の中では大きな波が育ちます。
嵐を出た波は、そのあとどうなるのでしょうか。
ウィスコンシン大学のCIMSS(宇宙科学工学研究所)の海洋学教材は、波の成長に関わる要素を3つ挙げる[2]。第一は風速で、風が波の山より速く動いていなければ、エネルギーが波へ移らない。第二は風の吹き続ける時間。第三は、向きが大きく変わらない風が吹く距離、すなわちフェッチ(日本語では吹送距離)である。
この3つがそろう場所が、広い海を覆う発達した低気圧や台風だ。狭い水面では風を受ける距離が足りず、波はすぐに岸にぶつかってしまう。
こうして育った波は、風の吹く領域の中では、長さも向きもばらばらだ。その波は、領域を出るとどうなるのか。
3. あらしを 出た 波は、どんな 旅を するの?
3. 嵐を出た波は、長い波を先頭に並んで進む
3. 周期の長い波ほど速い ── 嵐を出たうねりが整列して届く
あらしの 中の 波は、長い 波も 短い 波も、ごちゃまぜです。ところが あらしを 出ると、長い 波が 前、短い 波が 後ろに、ならびかたが かわって いきます。長い 波ほど 速く 進むからです[2]。
電車で たとえて みましょう。ふつうの 電車と とっきゅうが 同じ 駅を 出ると、とっきゅうが 先に ついて、ふつうの 電車が あとから 来ます。ただし 本当は、波は 電車と ちがって、長さで 速さが きまります。
そうして ならんだ 波は、なめらかで きれいに そろった うねりに なります。周期が 長い 波ほど、波の 長さも 長く、速く 進みます[1]。
ハワイの 天気の しりょうに、こんな れいが あります。遠い ロシアの 沖の 低気圧の 風で できた 波が、ハワイの ほうへ 進み、ハワイの うねりに なりました[4]。
遠くへ 行く ほど、波の 高さは ひくく なり、周期は 長く なって、少しずつ 弱く なります[3]。それでも 数千キロ はなれた 場所で 見つかる ことが あります。
嵐の中の波は、長い波も短い波も入りまじっています。ところが嵐の領域を出ると、長い波が前、短い波が後ろに並び分かれていきます。長い波ほど速く進むからです[2]。
電車にたとえると、普通電車と特急が同じ駅を出れば、特急が先に着きます。ただし本当は、波は電車と違って、波の長さによって速さが決まります。
並び分かれた波は、なめらかで規則的なうねりになります。気象庁によると、水深が十分に深い海では、波長は周期の2乗に比例します[1]。周期の長い波ほど波長が長く、速く進むということです。
ハワイの気象局の解説には、こんな例があります。遠いロシア沖の低気圧の強い風で生じた波のエネルギーが、南東へ進んでハワイに向かい、ハワイのうねりになりました[4]。
ただ、遠くへ進むほど、波の高さは低く、周期は長くなりながら弱まります[3]。それでも、高いうねりは数千kmも離れた場所で観測されることがあります。
この遠くから来るうねりを、日本では、台風のころの高波として経験してきました。
嵐の領域の中では、波の長さも向きもまちまちだ。ところが領域を出ると、長い波ほど速く進むため、長い波が前、短い波が後ろに並び分かれていく[2]。その結果、うねりは滑らかで規則的な波になる。
周期と速さの関係は、波長を通して決まる。気象庁によれば、水深が十分に深い海域では、波長は周期の2乗に比例する[1]。周期の長い波は波長も長く、速い。たとえば周期が2倍の波は、波長が4倍になる。
遠くの嵐の波が届いた例が、米国気象局ホノルル事務所の解説にある。ロシア沖の強い風を伴う低気圧が生んだ波のエネルギーは、南東へ進み、風の強い領域から離れてハワイへ向かい、ハワイのうねりになった[4]。
ただし、うねりは進むほど減衰する。気象庁は、遠くへ行くほど波高は低く、周期は長くなりながら次第に弱まる、と説明する[3]。それでも高いうねりは数千kmも離れた場所で観測されることがある。この遠くから来る波が、日本では季節の言葉になっている。
4. 台風より 先に、波が 来るのは どうして?
4. 台風が来る前から高い波が寄せる ── 土用波
4. 土用波 ── うねりが台風より先に届くわけ
空は 晴れて いるのに、太平洋がわの 海岸に、高い 波が 次々に よせる 日が あります。夏から 秋の ことです。
むかしの 人は、この 波を「どようなみ」と よびました[3]。
わけは、台風の 進む 道に あります。この 時期の 台風は、太平洋高気圧の まわりを ぐるっと まわってから、日本に 近づきます。だから 台風が 来る 前に、うねりの ほうが 先に 日本へ やって 来る のです[3]。
台風が 遠くに ある 日の 海は、あぶないほど 高い 波に なる ことが あります。そんな 日は、海に 近づかない ように しましょう。
遠くから 来た うねりは、岸の 近くで、また すがたを かえます。
空は晴れているのに、太平洋側の海岸に、高い波が次々と寄せる日があります。夏から秋にかけてのことです。昔の人は、この波を「土用波」と呼びました[3]。
気象庁の説明によると、この時期の台風は、太平洋高気圧の周りをまわってから日本に近づきます。だから、台風が来る前に、うねりのほうが先に日本に届くのです[3]。
サーフィンをする人にとって、遠くの嵐が作るうねりは、よい波のもとにもなります[6]。ただ、うねりが高い日は、波打ちぎわも海の中も危険が増します。そんな日は、海に近づかないようにしてください。
さて、遠くから届いたうねりは、岸の近くで、また姿を変えます。
夏から秋にかけて、太平洋側の海岸に高い波が寄せることを、昔から「土用波」と呼んできた。気象庁の解説では、この時期の台風は太平洋高気圧の周りをまわってから日本に近づくため、台風より先にうねりが日本に届く。土用波はそのことを言い表した言葉だ[3]。
遠くの嵐のうねりは、嵐の領域を出たあと、周期の長い波を先頭に進む(3章)。その先頭の波が、台風の接近に先立って岸に届く。土用波は、そうしたうねりの先着を、昔の人が経験から言い表した言葉と考えられる。
サーフィンの側から見ると、遠くの嵐のうねりは、よい波を生む材料になる[6]。ただ、うねりが高い日は波打ちぎわも危険が増すので、海に近づかないことが大切だ。
そのうねりが岸に近づくと、今度は、波そのものの形が変わる。
5. 岸に 近づくと、波は どう かわるの?
5. 浅い海で波は遅くなり、背が高くなる
5. 浅水変形 ── 周期は変わらず、波長が縮んで波が立つ
道路で、前の 車が ゆっくりに なると、うしろの 車が つまって、車の あいだが せまく なります。
波も にて います。うねりが あさい 海に 入ると、波は おそく なります。でも 周期(つぎの 波が 来るまでの 時間)は かわりません。おそく なっても つぎの 波は 同じ 間かくで 来るので、波と 波の 間が せまく なり、波は 高く なります[4]。ただし、どれくらい 高く なるかは、場所や 水の ふかさで ちがいます。
ただし 本当は、波は 車では ありません。進んで いるのは 水ではなく、波の 形です。
ハワイでは、くだける 波の 高さは、沖の うねりの やく2ばいと いう けいけんそくが あります[4]。これは ハワイの 目安で、日本の ほかの 海に、そのまま 使える 数では ありません。
でも 同じ うねりでも、その 日の 風で、波の 面は ととのったり くずれたり します。
道路で、前の車がゆっくりになると、後ろの車が詰まって、車間が縮まります。
波にも似たことが起こります。うねりが浅い海に入ると、波は遅くなりますが、周期は変わりません。遅くなっても次の波は同じ間隔で来るので、波と波の間がせまく(波長が短く)なり、波は高くなります[4]。これが浅水変形です。ただし、どこまで高くなるかは場所や水深で違います。
ただし本当は、波は車ではありません。進んでいるのは水そのものではなく、波の形です。
ハワイの気象局は、砕ける波の高さが、沖のうねりの高さの約2倍になるという経験則を示しています[4]。これはハワイの目安で、日本の海岸にそのまま当てはまる数字ではありません。
同じうねりでも、その日の風によって、波の面は整ったり崩れたりします。
うねりが沖から岸へ近づいて浅い海に入ると、波は遅くなるが、周期は変わらない。波が遅くなる一方で次の波が同じ間隔で来るため、波は幅が狭く(波長が短く)なり、そのぶん高くなる傾向がある。これを浅水変形という[4]。実際の波高の変化は、場所や水深によって異なる。道路で前の車が減速すると、後ろの車の間隔が縮まるのと似ている。ただし波は、水が進むのではなく、形が伝わる現象だ。
周期が変わらないという点は、観察に使える。波の高さや速さは岸へ近づくと変わっても、岸に次々と届く波の時間間隔は、沖と同じに保たれているからだ。
米国気象局ホノルル事務所は、ハワイでは砕ける波の高さが、沖のうねりの高さのおよそ2倍になるという経験則を示す[4]。これはハワイの経験則であり、日本の海岸にそのまま当てはまる値ではない。
同じうねりでも、立ち上がった波が整って割れるか、崩れて割れるかは、その日の風で変わる、といわれる。風の向きだ。
6. 風の むきで、波の 形は かわるの?
6. 沖へ向かう風と、岸へ向かう風で、波の面が変わる
6. オフショアとオンショア ── 風向きが波の面を左右する
サーフィンを する 人たちは、風の 向きを 気に します。陸から 海へ 向かう 風を「オフショア」、海から 陸へ 向かう 風を「オンショア」と 言います。
サーフィンの ざっしでは、オフショアは 波の 面を なめらかに して、波を ささえ、くずれにくく すると せつめいされます。オンショアは 波を 平らに して、早く、深い ところで くずれさせる、と いわれます[5]。
同じ うねりでも、風が かわると、波の すがたが ちがって 見える ことが あります。ただし、風が 強すぎる オフショアは、波に のりにくく なる ことが あると いわれます。そよそよ ふく くらいの 風が よいと されます[5]。
では、サーファーは、今日の 波を どうやって 読むのでしょう。
サーフィンをする人たちは、風の向きを気にします。陸から海へ向かう風を「オフショア」、海から陸へ向かう風を「オンショア」と呼びます。
サーフィンの専門誌などでは、オフショアは波の面をなめらかにして、波を支えて崩れにくくすると説明されます。オンショアは、波を平らにして、早く、深いところで崩れさせると説明されます[5]。
同じうねりでも、風向きによって、波の姿はずいぶん違って見えることがあります。ただし、公的機関の説明ではなく、サーフィン関係の媒体の説明なので、「そう説明されている」くらいの強さで受け止めてください。
また、強すぎるオフショアは、波に乗りにくくなることがあるとされます。よいとされるのは、軽いオフショアです[5]。
では、うねりと風を合わせて、サーファーは今日の波をどう読むのでしょうか。
サーファーは、波の面を決める要素として、風向きを重視する。陸から海へ向かう風がオフショア、海から陸へ向かう風がオンショアだ。
サーフィン専門誌(Foam Magazine)によると、オフショアは波の面を滑らかにし、波を急にして、崩れにくく支える。そのため最良の条件の一つとされる。一方、オンショアは波を平らにし、早く、深い場所で崩れさせる[5]。
この説明の出どころは、サーフィン関係の媒体だ。気象庁など公的機関による同様の説明は、この記事の資料には含まれないので、「そう説明されている」という強さにとどめる。
なお、強すぎるオフショアは、波に乗りにくくなることがあるとされ、よいとされるのは軽いオフショアだ[5]。
では、うねりの性質と風向きを合わせて、サーファーはどのように今日の波を読むのか。
7. サーファーは、今日の 波を どう 読むの?
7. 波の高さ・向き・周期を見て、最後は現地の海で確かめる
7. サーフ予報の3つの手がかり ── うねりの高さ・向き・周期
サーフィンの 波の よほうで、おもに 見る ものは 3つ あります。うねりの 高さ、向き、周期です[6]。これは ひゃっかじてんの せつめいで、目やすと 考えて ください。
周期が 長い うねりは、岸の 形に そって まわりこみやすい と いわれます。遠くの あらしが 作る うねりは、サーフィンに 向いた 波に なりやすい と されます[6]。
でも、さいごは 海の 前に 立って、自分の 目で 見て きめます[6]。
遠くの あらしが うねりを 作り、その うねりが 岸で 立ち上がり、風が 面を ととのえます。今日の 波は、天気図の 全体から 来て います。
サーフィン用の波予報では、主なカギになるのは三つです。うねりの高さ、向き、周期です[6]。これは百科事典の説明なので、補助的な目安として読んでください。
周期の長いうねりほど、岸の形に沿って回り込みやすいといわれます。遠くの嵐が作るうねりは、サーフィンに向いたよい波になりやすいとされます[6]。
それでも、最後は現地の海を自分の目で見て決めるしかない、と説明されています[6]。
遠くの嵐がうねりを作り、うねりが岸で立ち上がり、風が面を整える。今日の波は、天気図の広がりの中から届いています。
サーフ予報(Surf forecasting)の百科事典項目によると、予報の主なカギは、うねりの高さ・向き・周期の3つだ[6]。周期の長いうねりほど、岬や湾の形に沿って回り込みやすい。遠くの嵐が作るグラウンドスウェルは、良い波になりやすいとされる。ただし、最終的には現地で波を観察して決めるしかない、と述べられている。
この3つは、本記事の流れとつながる。高さは嵐の発達(2章)、周期はうねりの旅(3章)、向きは台風や低気圧がどこにあるかに関わる。そして岸では浅水変形(5章)と風向き(6章)が、波の面を決める。ただし、出典は一つの百科事典項目なので、ここでの整理は目安である。
遠くの嵐、うねりの旅、岸の変化、風向き。今日の1本の波の背後には、天気図の広がりがある。
8. 自分でも たしかめて みよう
8. 自分でも調べてみたくなったら
8. 自分でも調べてみたくなったら
家の 人と、できる ことが 2つ あります。
1つめは、海か みずうみの あんぜんな 水ぎわで、波が 岸に つく 間を 数える ことです。時計の びょうしんを 見て、波が ついた 時こくを 6回 メモします。さいしょと さいごの 時こくの ちがいを 5で わると、波の 間の びょう数が 分かります。岸に 近づいても 周期は かわらない ので、岸で はかれます[4]。水に 入らず、おとなと いっしょに、はなれた ところから 見ましょう。
2つめは、気象庁の ホームページの 天気図を 見る ことです。遠くに 台風や 低気圧が ある 日に、近くの 海の 波が どうなるか、ニュースや 海の 様子と くらべて みましょう。
自分で確かめられることを、二つ挙げます。
- 海や湖の安全な水ぎわで、波の山が岸に着く間隔を、時計の秒針で測ります。着いた時刻を6回記録し、最初と最後の差を5で割れば、周期の目安になります。浅い所へ入っても周期は変わらないので[4]、岸でも測れます。水には入らず、大人といっしょに、離れた所から観察してください。
- 気象庁のホームページで、天気図を見ます。日本から遠い場所に台風や低気圧がある日に、近くの海の波がどう変わるか、数日間、ニュースや現地の様子と比べてノートに残します。
この記事は、気象庁と米国の資料をもとにした。自分の海で確かめられることを挙げる。
- 海や湖の安全な水ぎわで、波の山が岸に着く間隔を、時計の秒針で測る。着いた時刻を6回記録し、最初と最後の差を5で割ると周期の目安になる。浅い所でも周期は変わらない[4]ので、岸でも測れる。水には入らず、離れた所から、大人といっしょに行う。
- 気象庁の天気図で、日本から遠い所に台風や低気圧がある日を探し、近くの海の波が何日あとにどう変わったかを記録する。うねりの高さが遠くへ行くほど下がる[3]ことが、自分の海でも見えるかを考える。
- 風向きと波の面の関係を、数日分、風向きと波の様子の記録でそろえて比べる。サーフィン関係の媒体の説明[5]が、自分の観察と合うかを確かめる。
資料を読むなら、気象庁の「波浪の解説」[1]が日本語で読める。米国気象局ホノルル事務所の解説[4]とウィスコンシン大学の教材[2]は英語だが、図があって読みやすい。
しらべた ところ
参考にした情報源
参考にした情報源
出典について:気象庁は公的機関の資料、米国気象局とウィスコンシン大学は公的機関・大学の教材、サーフィン専門誌とウィキペディアは民間の媒体・百科事典サイトです。
- 気象庁「波浪の解説」。 https://www.data.jma.go.jp/kaiyou/db/wave/comment/elmknwl.html?wave01 (風浪とうねりの区別、波長と周期の関係)
- ウィスコンシン大学 CIMSS「Ocean Waves」。 https://cimss.ssec.wisc.edu/sage/oceanography/lesson3/ocean/waves.htm (波が育つ条件、嵐を出た波が長い順に並ぶこと)
- 気象庁「台風 5-1 高波」。 https://www.jma.go.jp/jma/kishou/know/typhoon/5-1.html (うねりが数千km離れた場所で観測されること、土用波)
- 米国気象局(NWS)ホノルル事務所「大波(surf)の解説」。 https://www.weather.gov/hfo/dec04surf/ (遠い低気圧からハワイへ届いたうねり、浅い海での波の変化)
- Foam Magazine(サーフィン専門誌のウェブサイト)。 https://foammagazine.com/?p=49 (オフショア・オンショアの説明)
- Wikipedia「Surf forecasting」。 https://en.wikipedia.org/wiki/Surf_forecasting (サーフ予報のカギ、周期と回り込み)
なおした ところ
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