「急に浸水が始まった。満潮になる24時頃が危ないと聞いていたのに、22時半頃から浸水が始まった。浸水が始まる時刻を早く知らせてくれれば、何らかの自衛ができたのに…。」これは、2004（平成16）年8月、台風第16号による高潮（たかしお）に見舞われた香川県高松市内で聞かれた住民の声である。
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。台風により高潮のおそれがあるとき、気象解説ではほぼ例外なく、満潮時刻を示して警戒を呼びかけることが行われる。これはどの程度意味があるのだろうか。本稿ではその功罪を考えてみたい。
台風第0416号
2004年には台風が10個上陸した。気象庁の台風統計で、2004年は上陸数に関して第1位を誇っている。この年の上陸台風はどれも特徴があった。最初と２番目に上陸した第4号と第6号については、先々月に本連載でとりあげた。
■暴風警報と児童生徒の登下校――6月の気象災害――
今回とりあげる第16号（0416号）は、この年6番目の上陸台風である。台風第0416号の経路図を図1に掲げる。2004年8月18日15時にマーシャル諸島で発生した熱帯低気圧は、19日21時に台風となった。この台風は西進して、マリアナ諸島に近づいた22日から23日にかけて爆発的に発達し、大型で猛烈な勢力になった。その後、台風は北西に針路をとり、日本の南海上の北緯23度付近に達する26日3時まで大型で猛烈な勢力を維持した。台風はさらに、日本の南海上を北北西に進んだ後、27日から28日にかけては奄美大島の東の海上で動きが遅くなり、30日未明には九州の南で転向（西進成分がなくなり東進成分を持ち始めること）し、30日10時前に強い勢力のまま鹿児島県串木野市（現・いちき串木野市）付近に上陸した。上陸後は九州と中国地方を通過して日本海に入り、31日15時に北海道北東部で温帯低気圧となり、その後オホーツク海を北上して、9月6日3時にオホーツク海北岸で消滅した。
図1では、各時刻の暴風域を赤円で示した。奄美大島を含む南西諸島北部から、九州、四国、中国地方はすっぽりと暴風域に入った。さらに、近畿地方の中・北部、東海地方の一部と北陸地方、東北地方の日本海側と北海道が暴風域に入った。台風が温帯低気圧に変わると、暴風域は決定されなくなるので、図１で北海道は一部しか暴風域に入っていないように見えるが、実際には道内各地で暴風が観測された。
この台風は、死者・行方不明者17名、負傷者260名を出すなど、各地に大きな被害をもたらしたが、特筆すべきこととして、香川県、岡山県など瀬戸内海沿岸地域での高潮による浸水被害が顕著であった。
高潮のメカニズム
高潮は台風や強い温帯低気圧などによって、海面が上昇する現象である。強い風が吹けば、海面は波立ち、波浪（高波）が発生するが、それは、数秒から10数秒の周期で海面が上下する現象で、海面の平均的な標高はあまり変化しない。これに対し、高潮は、海面の平均的な標高そのものが上昇する現象であり、海面がかさ上げされた状態になる。その原因となるものは、台風や強い温帯低気圧などによる気圧の低下と、沖合から海岸に向かって吹き続ける暴風である。
高潮の概念図を図2のように描いてみた。これは海岸付近の鉛直断面を示しており、左が陸、右が海である。台風による著しい気圧低下が起きるとともに、海から陸へ向かって暴風が吹いている状態を想定している。平常の海面の標高は黄色線で示したレベルだが、この図では気圧低下により海面が吸い上げられて上昇している上に、沖から陸へ向かう暴風により海水が海岸に吹き寄せられて、顕著な高潮が起きている。しかも、海面には波浪が生じ、海水が容赦なく陸上に侵入している。
気圧の低下による海面上昇は「吸い上げ効果」と呼ばれ、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。わが国の観測史上、上陸時の中心気圧が最も低かった台風は1934（昭和9）年9月の室戸台風で、室戸岬で911.6ヘクトパスカルという最低気圧が観測されている。平常時の気圧を１気圧（1013ヘクトパスカル）とすれば、このとき室戸岬では平常より約100ヘクトパスカル気圧が低かったことになる。このことから、吸い上げ効果による海面上昇は、わが国に来襲する最強クラスの台風の場合で約１メートルであることが分かる。これに対し、暴風による海水の吹き寄せ（「吹き寄せ効果」という）のほうは、風速の2乗に比例して増大することが知られている。暴風警報クラス（海上では概ね毎秒25メートル以上）の風が沖合から海岸に向かって吹き続ける状況では、吸い上げ効果より吹き寄せ効果の方が大きくなるのが普通である。さらに、海岸地形に大きく影響され、海岸が湾になっていると、暴風によって吹き寄せられた海水の逃げ場がなく、湾奥に効率よく集められるので、潮位が著しく上昇することがある。しかも、水深の浅い湾ではその効果が著しい。1959（昭和34）年9月の伊勢湾台風による伊勢湾岸の高潮がその典型で、最大潮位偏差（高潮による潮位上昇）は約3.5メートルに達した。この潮位上昇に波浪が加わり、海水は容易に防潮堤を超えて貯木場を襲い、約5000人もの死者・行方不明者を出すに至った。
高潮の予測
高潮という現象の予測を考えると、これは相当に難易度が高いことが分かるであろう。台風による高潮について考えれば、大前提として、台風の進路と強度が精度よく予想される必要がある。特定の港湾に着目する場合、台風がその港湾の西側を通るのと、東側を通るのとでは、高潮の起こり方は正反対と言ってよい。最接近時の風向が正反対になるからである。高潮に対する防災対策は、確度が十分とは言えない台風予測を使わざるを得ないという宿命を背負っている。台風予測には誤差があることを承知の上で、いかにして防災効果を挙げるかという難題に取り組まなければならない。
気象庁の高潮予測では、数値モデルの予測そのもののほか、予報官が決定した台風進路予想の予報円との関連で、図３に示す5つの予測シナリオについて高潮の程度を評価する。シナリオ1は台風中心が予報円の中心を進む場合、シナリオ２は予報円上を最も速く進む場合、シナリオ3は予報円上の最も右寄りを進む場合、シナリオ4は予報円上を最も遅く進む場合、シナリオ5は予報円上の最も左寄りを進む場合である。予報円は、予想対象時刻において、70パーセントの確率で台風中心が含まれる円と定義されているので、シナリオ1～5の予測をみれば、起こり得る現象の程度の幅が大体分かる。高潮に関する気象庁の警戒呼びかけは、こうした資料を総合的に判断して行われる。
潮汐との関係
デリケートな高潮現象をさらに複雑にしているのが、潮汐（ちょうせき＝潮の満ち引き）である。潮位は、月や太陽の引力によって、普段からほぼ半日周期で上下変化しており、通常、1日に2回ずつの満潮と干潮がある。月・太陽・地球の位置関係によって、干満の潮位差が大きくなる大潮（おおしお）と、小さくなる小潮（こしお）がある。大潮は新月と満月の頃、小潮は上弦・下弦の頃に起きる。満潮と干潮の潮位差を干満差といい、時と場所により異なるが、日本列島では1～2メートルのところが多い。
このほか、潮位には季節変化もある。海面水温は気温より約1カ月遅れで年変化しており、夏の終わりから秋の初め頃がピークとなる。海水は温度が高くなると膨張するので、日本近海では8月下旬から9月上旬にかけて、年間で最も潮位が高くなる傾向がある。この要因による潮位の上昇は数10センチメートルである。
高潮現象は、このような潮位の日常的な変化をベースにして、それに重畳し、波浪を伴って起こる。台風シーズンが、年間で最も潮位の高い時期と重なっているのは不運であるが、これはどうしようもない。満潮・干潮は1日に各２回あるので、高潮がどのタイミングで襲って来るかは大きな問題である。高潮が満潮に重なるのと、干潮に重なるのとでは、潮位が1メートル以上異なってくる可能性があり、その差が明暗を分けることにもなりかねない。高潮が懸念される場合に、満潮時刻を気にするのは無理のないことかもしれない。
瀬戸内海の高潮
以上述べたことは、台風や強い低気圧に伴って、海から陸に向かって暴風が吹くことによって発生する高潮の一般的な説明であった。海岸線が湾の形になっていると現象が増幅されやすいことも述べた。わが国では、伊勢湾や東京湾など、太平洋側にある遠浅で南に向いた湾で高潮の被害が起こりやすい。大阪湾や有明海もそれに近い。だが、瀬戸内海は条件が大いに異なる。瀬戸内海の高潮は、一筋縄ではいかないように思われる。
図4に、西日本の地形図を示す。瀬戸内海は本州と四国と九州に囲まれた内海である。瀬戸内海で高潮が発生するためには、海水が外洋から瀬戸内海に送り込まれる必要がある。瀬戸内海と外洋との間で海水が行き来できる流路は、紀伊半島と四国の間の紀伊水道、九州と四国の間の豊後水道、それに山口県と福岡県の間の関門海峡、この３ルートしかない。このうち、関門海峡は幅が狭いので、比較的短い時間のうちに大量の海水がここを通過することは難しい。したがって、瀬戸内海の高潮を考える場合には、紀伊水道と豊後水道の2ルートを通過する海水を基本に考えればよい。
紀伊水道と豊後水道を通って外洋（太平洋）から瀬戸内海に海水が効率的に供給される条件を考える。それが実現するのは、紀伊水道と豊後水道の両方で南寄りの暴風が吹くときである。片方だけで南寄りの暴風が吹いても、他方で異なる風向の風が吹いたのでは、瀬戸内海に海水が集まらない。紀伊水道と豊後水道の両方で南寄りの暴風が吹く気象条件とは、強くて暴風域の広い台風が瀬戸内海のすぐ西側を北上するときである。図1に示した台風第0416号の経路は、瀬戸内海で高潮を発生させる台風の典型的なコースといえる。この台風は、進行方向の右側の暴風域が広く、豊後水道だけでなく紀伊水道をも暴風域に巻き込んだ。
図5に、高松港で高潮が観測されたときに台風中心がどこにあったかを表示した図を掲げる。この図は、高松地方気象台が台風接近に際して実施した台風説明会で使用されたものである。高松港の顕著な高潮は、台風の最接近時ではなく、台風の中心が高松の北方に進んだ頃に起きていることが分かる。すなわち、台風が瀬戸内海のすぐ西側を北上するとき、台風中心の東側では、南寄りの暴風による吹き寄せ効果によって、大量の海水が豊後水道から瀬戸内海に送り込まれる。紀伊水道からも海水が瀬戸内海に送られるが、豊後水道の方が台風中心に近く風速が大きいので、送り込まれる海水の量が多い。その後、台風中心が中国地方または山陰沖へ進むにつれて、瀬戸内海の風向は次第に南西または西寄りに変化する。このため、豊後水道から送り込まれた大量の海水は瀬戸内海を西から東へ移動する。このとき、紀伊水道ではまだ南寄りの暴風が吹いているので、瀬戸内海を西から移動してくる海水が紀伊水道から太平洋に流出することはできず、瀬戸内海の中～東部にたまってしまう。この結果、高松港のある備讃瀬戸付近の潮位が著しく高くなる。これが、瀬戸内海の高潮の大雑把なからくりである。
高松港の潮位
上記のような瀬戸内海の高潮のからくりが、日常の潮汐（潮の満ち引き）に重なって起こる。図6は、台風第0416号の際に高松港で観測された潮位変化で、2004年8月30日0時から31日15時までの39時間について示している。青色実線は、台風の影響がない場合に推定される潮位変化で、天文潮位あるいは推算潮位という。ほぼ半日周期で繰り返す潮の満ち引きが分かる。一方、赤色の太実線は実際に観測された潮位変化で、この図のほぼ全期間にわたって天文潮位より高くなっていた。赤色太実線と青色実線との差（潮位偏差）は、高潮による潮位上昇分に相当する。潮位偏差が最も大きくなったのは、30日22時23分であり、その値は133センチメートルに達した。このタイミングは、図6に黒点線で示された海面気圧が最低となった時刻（20時01分）より2時間以上遅く、台風の最接近より遅れて潮位偏差のピークが現れたことが分かる。実際に観測された潮位（赤色太実線）は天文潮位に潮位偏差が加わったもので、その最高潮位は30日22時42分に観測された246センチメートルであった。この最高潮位は、高松港におけるそれまでの最高潮位の記録を59センチメートル上回る驚異的なものであった。ちなみに、それまでの最高潮位は、1991年9月の台風9119号（本連載2020年9月「リンゴを落とす台風」参照）によって記録された187センチメートルであった。
図6を見ると、高潮の影響が現れた赤色の太実線は、極大や極小の時刻が天文潮位とは微妙にずれており、とくに30日夜の極大時刻には１時間以上のずれが見られた。しかし、ほぼ半日周期で上下する潮汐の原形が崩れるほどにはなっていない。太平洋側の湾などで見られる典型的な高潮の場合は、潮汐の原形をとどめないほどに潮位偏差が大きくなることがある。
高潮への警戒をどう呼びかけるか
高松地方気象台が2004年8月30日15時50分に発表した高潮警報では、「高潮に警戒を要する期間は30日18時頃から31日3時頃まで。ピークは31日0時頃。高松港の最大潮位2.2メートル」と警告されていた。この警告は、ピーク時刻が１時間あまりずれた以外は概ね適切であったと見ることができる。ただし、高松地方気象台が8月30日夕方に発表した台風情報では、「満潮時を中心に高潮に警戒」とし、「高松港の満潮 30日23時59分」と記述していた。また、2.2メートルという最大潮位の予想値は、結果的には過少であった（実況は246センチメートル）にしても、既往最大潮位（187センチメートル）を大幅に上回る非常事態であることを意味していたのだが、そのことは明示的には強調されなかった。
高潮が予想される場合に満潮時刻を示して警戒を呼びかけることは、現在でも行われている。高潮に関する警戒呼びかけで重要な要素は、警戒が必要な期間と、ピーク時刻、それに最高潮位であろう。昔は、高潮の影響を受けやすい満潮時刻を周知することで事足れりとしていた時代があった。それは、高潮予測の難しさからやむを得ない面もあった。しかし、現在では、高潮の予測技術が向上しており、実用的な精度が得られている。満潮時刻に高潮の影響が現れやすいのは事実だが、満潮時刻に潮位が最大になるとは限らない。警戒を要する期間（潮位が警報基準を超える時間帯）とピーク時刻をこそ強調すべきだ。満潮時刻に言及することにより、本稿の冒頭に示したような誤解が生まれるとすれば、それは逆効果あるいは弊害と言えるのではないか。気象情報の発表者だけでなく、気象キャスターや、報道機関などにも、留意してもらいたいと思う。
おわりに
考えてみれば、海面の現象に関して満潮時刻を示して警戒を呼びかけが行われるのは、高潮のときだけのようだ。波浪（高波）や津波の場合に、満潮時刻に注意を向けさせることは行われていない。津波の高さの予測に潮汐を考慮する検討は行われているようだが、それは津波による浸水被害の可能性を予測することが目的であり、津波への警戒を満潮時刻に誘導する意図はないはずである。
