高潮偏差

 前号でお話しした高潮は,実際には,その時の天文潮位や波と混ざって現れてきます.平成30年21号台風で大阪湾で観測された潮位は下の図です.

 このように,実際の高潮の高さは天文潮位の上に乗っかっています.そのため,実際の高潮だけの成分を「偏差」と言って,天文潮位の分を差し引きます.この図でいうと赤く着色した部分です.9月4日の14時頃に天文潮位が高くなっていますが,実際にはその上にさらに1.5mほど上乗せされ,過去最高の観測潮位となりました.なお,21号での高潮被害が大きかったのは,天文潮位の満潮時間と台風の襲来が重なったことが大きいです.

湾内振動

 この潮位のグラフではもう一つ,重要な特徴があります.18時頃に一度高潮偏差がゼロ以下になり,また30cmほど上がっています.これは,大阪湾内で,なんらかのメカニズムで潮位の振動があったことをうかがわせます.湾内振動は,特定の条件では非常に大きな高潮を発生させますので,注意が必要です.

有義波高

 台風の時の海の姿は,強風のため,高波が発生しています.そのため,潮位だけでなく高波も観測してしまうことになります.

そこで潮位を観測する場合は,この高波の要素を観測しないように,周期の短い波は観測しない計器を使って観測します.

 また,高波についても知っておかないといけないことがあります.波は,スペクトルという様々な成分が混合されたものです.それがいろいろな方向からやってくるので,時には,重なり合い,時には打ち消しあって,台風の時でも,大きな波や小さな波の混合になっています.そこで波の高さを表わすときに,ある種の統計的な方法で平均的な高さにしないといけないのですが,その方法は,観測した波の高い方から並べていって上から3分の1の高さとするというものが一般的です.これを有義波高と言います.気象庁が波の予測値をいう場合は,この有義波高のことです.実際には有義波高の倍近い波が,何波に1回くらいは混ざってくるということになります.

 そのため,防潮堤の設計では,通常,台風時の波を全部を防ぎきるようにまではできません.防潮堤を乗り越えてくる波,これを越波と言いますが,それをある程度はやむを得ないものとして,考慮して設計します.ただし,その越波で防潮堤に入った海水はすぐ背後の水たたきで回収して中に入れないようにするという方法を取っているのです.

 台風21号で関西空港が高潮で浸水しましたが,防潮堤の高さはこの時の高潮高よりも高かったということなので,高潮の高さまでは守れたのでしょうが,防潮堤を越えてくる越波が侵入した分の排水が,排水処理できずに,結果的に空港内にどんどん滞水したものと考えられます.関西空港の「台風21号越波等検証委員会」の資料「台風21号越波等検証委員会-海象状況と浸水状況の再現」には,排水のためのポンプ37台が設置されているということが示されていますが,これが十分機能しなかったものと考えられます.