高潮（たかしお）と言えば、台風によって引き起こされるものを連想する人が多いだろう。高潮害は、台風がもたらす代表的な災害態様の1つである。それについては本連載でいずれ解説するとして、今回とりあげるのは、冬季、発達した温帯低気圧によって引き起こされる高潮である。高潮は、温帯低気圧によっても起こる。
2021（令和3）年2月16日、根室半島を中心とする北海道東部地域は、猛烈に発達した低気圧の接近・通過に伴って海面が上昇した。潮位（海面の標高）は、根室で125センチメートル、霧多布（きりたっぷ）で120センチメートル、釧路で105センチメートルに達し、住家浸水や道路冠水などの被害が発生した。この高潮に備え、根室市は海岸付近の1046世帯（2033人）に対して、「避難準備・高齢者避難開始」を発令した。
北海道東部地域は、過去にもしばしば温帯低気圧による高潮に見舞われてきた。被害が比較的大きかったのは2014（平成26）年12月の事例で、潮位は根室で181センチメートルに達し、住家浸水45棟、非住家浸水135件、漁船流失・破損12隻などの被害があった。２月の事例としては、1994（平成6）年や1991（平成3）年に発生したものが記録されており、潮位は2021年の事例と同程度であった。
日本を襲った史上最強の温帯低気圧
高潮は気圧の低い時に起こる。気圧が下がると、海面が持ち上がるからだ。これを、「吸い上げ効果」という。その大きさは、1ヘクトパスカルにつき約1センチメートルである。
冒頭に述べた2021年２月の温帯低気圧に伴って、根室では947.8ヘクトバスカルという最低海面気圧が観測された。これは温帯低気圧によるものとしては、我が国での最低記録を更新するものであった。つまり、日本を襲った史上最強の温帯低気圧ということになる。
表1に、日本国内で温帯低気圧（台風が関与したものを除く）に伴って観測された960ヘクトパスカル以下の日最低海面気圧を、値の低い順に並べた。該当する観測値は全部で19個あったが、すべて北海道の地点であった。断っておくが、北海道に限定してこの表を作成したのではない。北海道以外では、温帯低気圧に伴って、960ヘクトパスカル以下の最低海面気圧は観測されたことがないのである。
2021年２月に記録を更新する前の最低記録も根室で観測されていて、それは1994年2月22日に記録した948.7ヘクトパスカルである。この時も根室半島で高潮による被害があったことは、既に述べた。高潮の被害が比較的大きかった2014年12月17日の事例は、表1では歴代3位の記録になっている。
2021年２月16日には、第1位の根室だけでなく、釧路（第6位）、網走（第7位）、紋別（第14位）、雄武（第15位）、北見枝幸（第18位）でも、960ヘクトパスカル以下の日最低海面気圧が記録された。表1では、それらを着色して示した。網走で観測された956.7ヘクトパスカルは、本連載（2020年5月）で解説した「ゴ・ヒト・マル」のメイストーム（1954年5月10日）の際に観測された最低気圧の極値957.6ヘクトパスカル（第9位）を67年ぶりに更新するものとなった。
谷待ち
図1に、2021年2月14日から3日間の各日9時の地上天気図を示す。15日9時の天気図に根室の位置を示す。16日9時の天気図には、低気圧の経路と中心気圧の推移も記入した。日本を襲った史上最強の温帯低気圧は、2月13日21時に沖縄の南東海上で発生した。その12時間後の14日9時の地上天気図では、沖縄の南東海上に1010ヘクトパスカルの低気圧が見られる。低気圧の領域は広く大きいのに、等圧線はまばらで、前線が描かれておらず、不気味な天気図である。この低気圧はその後、北向きに進んだ。この経路も異様である。低気圧は通常、東または北東へ進む。しかし、低気圧があまり動かない場合や、この低気圧のように北向きに進む場合は、必ず、何らかのワケがある。
14日9時の地上天気図で、華北にある1014ヘクトパスカルの低気圧の存在に気づいた読者は、天気図を深読みするスキルをお持ちの方である。低気圧の強い発達は、単一の低気圧でなく、複数の低気圧がからみ合って現象が展開することが多い。この事例もそうであった。
16日９時の地上天気図には、日本を襲った史上最強の温帯低気圧（赤色表示）だけでなく、華北から黄海を経て日本海へ進んだ低気圧（青色表示）の経路も記入した。各日9時の中心位置を黒枠線付きの大きめの円で示したので、2つの低気圧の位置関係がお分かりいただけると思う。何を隠そう、沖縄の南東海上に発生した低気圧が北向きに進んだのは、華北から黄海に進んでくる低気圧を迎えるためだったのである。まるで、待ち合わせをしていたかのように見えるではないか。両者の距離は次第に縮まり、寄り添って並走を始める。筆者は、沖縄の南東海上に発生した低気圧が見せたような挙動を、「谷待ち」と呼んでいた。1段北側を移動してくる気圧の谷の接近を待ち、本格的な発達のタイミングを見計らっているのである。
移動と発達の経過
華北から東進した低気圧は、2月14日15時に黄海へ進んだが、14日21時には日本海西部に低気圧が現れ、ジャンプしたような形になっている。図1ではその部分を点線で示した。その時刻（14日21時）には、沖縄の南東海上から北上した低気圧は九州の南に達した。これで、両者は南北に並び、以後、並走して発達する構図が整った。
15日９時には、南の低気圧は紀伊半島沖、北の低気圧は日本海中部に進み、どちらも発達中だが、前12時間の中心気圧の降下量は、南の低気圧の方が大きい。このように、2つの低気圧が並走して発達する場合、南の低気圧の方が強く発達することが多い。そして、南の低気圧の方が速く進み、北の低気圧の東側へ回り込みながら、両者は一体となっていく。日本を襲った史上最強の温帯低気圧も、定石どおりの経過をたどった。
16日９時の地上天気図に記入した６時間ごとの中心位置と中心気圧から、低気圧の移動と発達の経過を読み取ることができる。本州の太平洋側を進んだ低気圧について見ると、最も速く移動したのは、紀伊半島沖から関東付近へ進んだ15日9時～15時の6時間で、15日9時の天気図にも表示されているように、スピードは時速85～95キロメートルに達している。これは、温帯低気圧の平均的な移動速度の約2倍の速さである。中心気圧の下がり方を見ると、6時間の気圧降下量が最も大きかったのは、関東付近から三陸沖へ進んだ15日15時～21時の6時間で、18ヘクトパスカル低下した。この移動速度と中心気圧の下がり方の関係も、強く発達する多くの温帯低気圧に共通してみられる特徴で、加速が始まるとともに強い発達が始まり、スピードがピークを過ぎて減速し始めた頃の気圧降下が最も大きく、やがて著しく減速して停滞気味になる直前に中心気圧が最低になる。図１の事例では、中心が北海道東部付近にさしかかった16日朝に、低気圧の勢力が最強となった。
日本海へ進んだ低気圧のその後について述べる。南の低気圧に迎えられ、並走して発達する北の低気圧も、急速に発達していくが、その発達の程度は南の低気圧ほどでない場合が多い。そして、南の低気圧より早いタイミングで発達のピークが過ぎ、減速し、やがて南の低気圧に取り込まれていく。図1においてもその様子が見られる。その意味では、南の低気圧が発達の主役であり、北の低気圧は脇役である。しかし、南の低気圧が強く発達するには北の低気圧の存在が重要であり、北の低気圧がなければ、南の低気圧の発達は少し抑えられたものとなる。
北海道東部付近へ進んだ低気圧のその後についても述べる。16日9時の図の左上に、北海道付近を拡大して示した。込み入っていて分かりづらいかもしれないが、低気圧は減速しながら左へカーブし、オホーツク海へ進んだ。中心気圧は16日６時から12時まで946ヘクトパスカルを示し、この低気圧の生涯の最低気圧を記録した。その後も左へカーブしながらゆっくりと進み、勢力は急速に衰えた。サハリン南部を通過して日本海へ入った後、宗谷海峡を通過してオホーツク海へ戻り、17日にはオホーツク海南部でもう一度ループを描き、18日朝に北方領土の国後島付近を通過し、太平洋に出たところで消滅した。
根室の高潮
高潮という現象は、原因となる気象じょう乱（台風や温帯低気圧）の通過コースやタイミング、強さのわずかな違いによって、現象の現れ方がかなり異なる。また、海岸地形によっても大きく異なる。そのため、予想が難しく、予測に基づいた防災対応も独特の難しさがある。それを根室について考察してみる。
図2に地形図を示す。根室は北海道東端に突き出た根室半島にあり、港が２つある。すなわち、半島の北側（根室湾側）にある根室港と、南側（太平洋側）にある花咲（はなさき）港である。正確に言うと、半島の北側にある港は「根室港区」、南側にある港は「花咲港区」で、両方を合わせて「根室港」であるが、本稿では便宜上、北側を「根室港」、南側を「花咲港」と呼称する。
日本を襲った史上最強の温帯低気圧に伴い、根室港と花咲港で観測された2021年2月16日の潮位変化を図3に示す。潮位は通常、1日に2回ずつの満潮と干潮があり、約半日周期のサインカーブのような変化が基本である。図3で「天文潮位」と書かれた橙色の曲線がそれにあたる。この時は、強い低気圧の接近により、両港とも16日未明から、天文潮位より40センチメートル以上高い海面上昇が見られ、6時頃の満潮に向けて、潮位は上昇中であった。
３時までには、両港とも高潮注意報の基準潮位（黄色線＝標高90センチメートル）を超えた。その後、低気圧は4時半頃、根室に最も接近したが、両港とも６時頃にかけて、潮位が100センチメートルを超え、高潮警報基準（赤色線＝標高120センチメートル）すれすれに迫る状態であった。
6時以降は、満潮時刻を過ぎ、低気圧も遠ざかって行くので、潮位は下がり始めたが、その下がり方には両港で違いが見られた。花咲港では12時頃の干潮に向けてサインカーブのような下がり方だが、根室港では９時頃急激に下がり、その後いったん上昇してから再び下がった。
潮位偏差
図4に、根室港と花咲港における潮位偏差の経過を示す。潮位偏差とは、実測潮位から天文潮位を減じた値で、図３の青色線と橙色線の隔たりに相当する。この場合、潮位偏差は主として気象に起因する潮位変化の大きさ（これを気象潮という）を表している。
図4によれば、日本を襲った史上最強の温帯低気圧による潮位偏差は、根室港、花咲港とも16日3時前後に最大となっている。3時と言えば、低気圧の最接近の約1.5時間前で、低気圧中心がまだ両港の南方にあった時である。図４を詳細に見れば、根室港の方が30分ほど早く潮位偏差のピークを迎え、かつ偏差量が花咲港より10センチメートルほど大きい。潮位偏差がピークを過ぎた後は、花咲港では偏差が漸減したが、根室港では急速に減じ、9時過ぎに偏差が一旦ゼロになり、その後揺り戻しのように偏差が増減した様子が見てとれる。
図4の上端に、根室特別地域気象観測所（旧根室測候所）における毎時の風向が紫色の矢印で記入されている。根室港と花咲港は直線距離で約6キロメートルしか離れておらず、根室特別地域気象観測所は両港を結ぶ直線上で、根室港から約1キロメートルの位置にあるので、図4上端に記入された矢印は、両港における風向を代表していると考えてよい。風速は、前夜から15時頃まで、低気圧の最接近時（午前4時半頃）を挟む2時間程を除き、毎秒15～20メートルの強さが持続し、暴風が吹き続けた。
根室港と花咲港とで、風の吹き方がほぼ同じとみられるのに、潮位偏差の経過が異なったのは、地形的な要因によるところが大きい。花咲港は外洋に面し、南に向いて開いているが、根室港は根室湾内にあり、しかも湾の内側（北西方向）に向いている。低気圧が近づきつつあった16日０時から３時までの期間は、気圧降下による海面上昇のほか、東寄りの暴風に伴う海水の吹き寄せによって、両港とも潮位が急激に上がった。図4によれば、この３時間の潮位偏差の増分は、根室港で約50センチメートル、花咲港で約40センチメートルと読み取れる。根室ではこの３時間に気圧が約20ヘクトパスカル下がったが、「吸い上げ効果」は前述のとおり1ヘクトパスカルにつき約1センチメートルなので、気圧降下による3時間の海面上昇は約20センチメートルと見積もられる。この３時間の潮位偏差の増分から「吸い上げ効果」の20センチメートルを差し引くと、残りは根室港で約30センチメートル、花咲港で約20センチメートルとなり、これが暴風で海水が吹き寄せられた分にあたる。これを「吹き寄せ効果」という。吹き寄せ効果は風速の2乗に比例し、暴風の吹く状況では「吸い上げ効果」より大きくなるのが普通である。16日3時以降、まだ低気圧が接近中で気圧が下がり続けているにもかかわらず、両港とも潮位偏差が減じたのは、東寄りの暴風の風速が16日3時以降は徐々に弱まったためと考えられる。
低気圧の通過に伴い、根室半島の東端近くにあるアメダス納沙布（のさっぷ）観測所では、16日午前4時40分から５時にかけて、風向が東南東→南南東→西南西と順転した。この観測事実は、低気圧中心が同地点より西側の根室半島上を南から北へ通過したことを示している。納沙布観測所の西南西約16キロメートルにある根室特別地域気象観測所では、16日午前4時50分に、風向が135度急変（東南東→西南西）した。このことから、低気圧はまさに根室付近を通過したと見られる。根室特別地域気象観測所で最低気圧947.8ヘクトバスカルを記録したのは16日４時32分であり、風向急変（4時50分）との間に時間差があった。
たらいの水？
低気圧の通過後、西南西または南西の吹き返しの暴風が吹く中で、根室港と花咲港における潮位偏差の経過は大きく異なった。それもそのはずである。低気圧通過の前後で風向が135度変化したが、花咲港ではどちらの風向も海岸線に沿っており、「吹き寄せ効果」という点ではあまり変化がなかった。これに対し、根室港を含む根室湾では、低気圧の通過前は海水が根室湾に吹き寄せられる「向岸風」であったが、低気圧の通過後は反対の「離岸風」に変わってしまった。根室港において、９時頃に潮位偏差がほぼゼロになったのは、根室湾内に吹き寄せられていた海水が湾外に出て行ったことを意味する。ただし、9時過ぎから11時頃にかけて、南西風が続いているにもかかわらず潮位偏差は約35センチメートルまで揺り戻し、その後潮位偏差20センチメートル付近で上昇下降を繰り返したのは、海水が北海道と国後島の間で「たらいの水」のように振動したのかも知れないが、詳細は不明である。
おわりに
高潮被害の大きさは、原因となる気象じょう乱の強さだけで決まるものではない。本稿の冒頭で述べたように、温帯低気圧による北海道東部地域の高潮事例では、2014年12月の被害の方が大きかった。日本を襲った史上最強の温帯低気圧である2021年2月の事例では、低気圧の中心が根室のほぼ真上を北向きに進んだと見られるが、経路が数10キロメートル西か東へずれていたり、進行方向が真北でなく北北東や北北西であれば、高潮の起こり方はかなり異なったと思われる。
高潮を防災面から考えると、原因となる気象じょう乱のわずかな違いによって現れ方が大きく異なるという、現象の特質をわきまえた対応が重要である。じょう乱が西側を通るのと東側を通るのとでは、最接近時の当該地点の風向が180度異なることになり、現象の程度に著しい差が生じる。最も可能性の高いシナリオだけでなく、副次的なシナリオや、最悪のシナリオも想定しておく必要がある。また、避難行動に関しても、潮位が上がってからの避難では暴風の中に出ていくことになるので、現象が始まる前に行動を開始する必要がある。高潮に関しては、警報が発表されたタイミングこそ、避難行動開始の合図である。
