1. 해양 표층의 순환
해수면에서 1000m 깊이까지의 해양 흐름을 장기간에 걸쳐 평균하면, 해양에는 몇 가지 대규모 수평 흐름이 있습니다. 전구 규모로 보면, 남극 대륙 주위에 유량이 큰 동향의 해류(남극 환류)가 있어, 각 대양(태평양·대서양·인도양)의 아열대역 등에 대규모 순환이 존재하고, 예를 들면, 북반구 아열대역에서는 시계방향 순환, 남반구 아열대역에서는 반시계방향 순환이 되고 있습니다. 이러한 해양 표층의 순환은, 주로 해상을 불는 바람이 해면에 미치는 힘(풍 응력)에 의해 구동되고 있어 지구의 자전에 의한 효과에 의해 “서해안 강화”라고 불리는 현상을 볼 수 있습니다. 북반구의 아열대 순환을 예로 하면, 서안 부근에 폭이 좁은 강한 북향의 흐름(서해안 경계류라고 불리며, 북태평양에서는 쿠로시오, 북대서양에서는 만류에 해당한다)이 있어, 그 동쪽은 천천히 남향의 흐름이 있는 영역이 되고 있습니다.
북태평양 해역을 보다 자세히 살펴보면, 열대역에는 반시계 방향의 열대 순환, 아열대역에는 시계방향의 아열대 순환, 아한 대역에는 반시계 방향의 아한대 순환이 있다는 것을 알 수 있다. 이러한 순환은 여러 해류로 구성되며, 아열대 순환에서는 북적도 해류, 흑조 및 흑조속류, 캘리포니아 해류 등의 해류에 의해 아한대 순환이면 친조와 아한대 해류 등의 해류로 구성되어 있습니다.
2. 흑조속류의 변동
북태평양에서 아열대 순환의 서해안 경계류인 쿠로시오는 일본 남쪽 해안을 따라 흐르고 보소반도 앞바다에서 동쪽으로 흐릅니다. 이 보소 반도 이후의 흐름은 쿠로시오 속류라고 불립니다. 쿠로시오 및 쿠로시오 속류는 저위도역에서 중위도역으로 많은 열을 수송하고 동계의 한랭한 계절풍에 의해 혼슈 남방 및 동방해역에서 대기로 대량의 열을 방출하고 있습니다. 이러한 대기 해양 간의 열교환은 북태평양의 10년 규모 기후변화에 중요하다고 생각된다(Kwon et al., 2010). 또 흑조속 유역은, 아열대 순환(고온·고염분인 흑조계의 물)과 아한대 순환(저온·저염분인 친조계의 물)의 경계가 되어 있어, 그 남측과 북측의 해역에는, 많이 중형 소용돌이가 존재합니다. 따라서 중규모 소용돌이에 의한 해수 혼합과 흑조속류를 가로지르는 해수교환이 일어나고 있다(Itoh and Yasuda, 2010). 그리고 이 해역에 모인 해수가 쿠로시오 속류의 남북 방향으로 북태평양의 광범위에 퍼져 나가는 것으로부터, 해수의 순환 경로의 이해에 있어서도 중요한 해역이 되고 있습니다. 또한 대기 중에 배출되어 지구 온난화의 주요 원인 물질로 여겨지는 이산화탄소를 흡수하여 해양 내부로 보내는 해역이며, 북태평양의 이산화탄소를 포함한 다양한 물질의 순환에 있어서도 큰 역할을 수행하는 것으로 여겨집니다.
3. 수많은 데이터를 기반으로 인한 기후 변화를 이해
이처럼 기후변화를 이해하기 위해 중요한 해역인 것은 알고 있었지만, 특히 동계는 엄격한 해황이 되기 때문에 관측 데이터가 적고, 실태의 파악은 진행되지 않았습니다. 그러나 최근, 아르고 플로트의 전개에 수반하는 관측 데이터의 증대, 위성에 탑재된 해면 고도계 데이터의 축적, 중규모 소용돌이를 표현할 수 있는 고해상도의 해양 대순환 모델의 발전 등에 의해, 시공간적 으로 섬세한 스케일에서의 변동의 파악이 가능해지고, 많은 연구가 적극적으로 행해지고 있습니다. 특히 해수면 고도계의 데이터를 이용한 해석에 의해, 쿠로시오 속류의 장기 변동 및 그 메커니즘에 대해서 밝혀져 왔습니다. 흑조속류는, 유로가 비교적 안정하고 직선적으로 흐르는 안정기와, 유로가 안정되지 않고 사행을 반복하면서 흐르는 불안정기 사이를 수년 주기로 천이하고 있는 것을 알 수 있습니다.
안정기에는 흑조속류로부터 분리되는 중규모 와류의 수가 적고, 흑조속류는 강한 상태로 북쪽을 흐릅니다. 반대로 불안정기에는 흑조속류가 분리되는 중규모 와류의 수가 많아 흑조속류는 약한 상태로 남쪽으로 흐른다. 이러한 흑조속류의 변동은 알루샨 저기압의 변동에 수반하는 북태평양 중앙부에서 동부에 있어서의 해면고도의 변동이 서방 전파됨으로써 발생하고 있습니다. 이와 같은 흑조 속류의 유로 변동에 수반하는 흑조 속류로부터 분리되는 중규모 소용돌이의 수의 차이가 흑조 속류의 남쪽 해역에서 해양 구조를 변화시키고 있다는 것을 알게 되었습니다. 그 외, 서쪽에서 이동하는 저기압의 경로의 경향이 쿠로시오 속류의 변동에 의해 변화되고 있습니다.