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海はどうして、満ちたり引いたりするの？：内容をイメージした挿絵
地球・地学

海はどうして、満ちたり引いたりするの？

同じ海岸でも、水の高さが変わるのはなぜ？ 月の引力の「場所による違い」から、満潮と干潮、太陽との関係まで考えてみよう。

執筆・編集：Eggplanet公開：更新・資料確認：

まず、ひとことで

満ち引きの大きな原因は、月と太陽の引力。地球の場所によって引かれ方が違うことが、海を変形させる働きになるよ。実際の時刻や高さは、海岸の形や海の深さにも左右されるんだ。

波と、満ち引きは同じもの？

同じ海岸の写真なのに、ある時間は水に隠れていた岩が、別の時間には顔を出していることがあるよ。海の水面の高さが、長い時間をかけて上がったり下がったりする。この規則的な変化を「潮汐」、ふだんの言葉では潮の満ち引きと呼ぶんだ。

水面が高くなりきるころが満潮、低くなりきるころが干潮だよ。砂浜へ寄せては返す一つ一つの波の山とは、時間の長さが違うね。波で一時的に濡れた場所だけを見て、すぐに満潮だと決めないようにしよう。

満ち引きを生む主な手がかりは、空にある月と太陽なんだ。月の光で水が押されるわけではないよ。離れたものどうしが引き合う「引力」が関わっている。でも、「月が海を引く」とだけ覚えると、反対側の海で起きることが説明しにくくなるんだ。

月は、地球全体を引いている

月が引くのは、海の水だけではないよ。陸も地球の中心の部分も、地球全体が月に引かれているんだ。さらに大切なのは、月に近い側と遠い側では、引かれ方が少し違うことだよ。月に近い場所ほど、月の引力は強くなるんだ。

月に近い側の海は、地球の中心より強く月のほうへ引かれるよ。一方、月から遠い側の海も月へ引かれているけれど、中心ほど強くは引かれない。地球の中心といっしょに動く立場で比べると、近い側は月へ先に引かれ、遠い側は少し取り残されるような違いになるんだ。

そのため、地球を全体として引き伸ばすような働きが生まれるよ。近い側だけでなく、遠い側にも、中心から離れる向きの違いが現れるんだね。遠い側で月が水を押し返している、という意味ではないよ。引力そのものの向きと、中心と比べた違いを分けてみよう。

月の引力は遠い側でも中心でも近い側でも月へ向くが、遠い側ほど弱い。中心と比べた違いは近い側と遠い側で外向きになり、簡単な海の模型では両側が高くなる。
引力の向きと、中心から見た違い

上は月の引力そのもの、下は地球の中心と比べた違い。下は陸を省き、全体を海が覆うとした模型だよ。海のふくらみと矢印を誇張し、縮尺はそろえていないよ。

出典資料に基づきEggplanetが作成した模式図

二つのふくらみは、仕組みの模型

地球全体を同じ深さの海が覆い、陸などを省いた簡単な模型を考えると、海面は月へ向く側と、その反対側で高くなる形に表せるよ。よく見る二つのふくらみの図は、この仕組みをつかむためのものなんだ。図では高さを大きく誇張しているよ。

海の水が宇宙へ飛び出す絵ではないし、海の量が朝と夕方で増えたり消えたりするわけでもないんだ。地球自身の引力で水は地球のそばにとどまりながら、場所による引かれ方の違いに応じて、海の高さや水の動きが変わっていくよ。

実際の海は、二つの水のこぶを、そのまま地球の周りへ運ぶような単純な形ではないよ。海の水が広い範囲で揺れ動き、陸や海底の影響も受けるんだ。模型で分かる原因と、特定の港で何時に何センチメートル上がるかという予測は、別の段階の問いなんだね。

毎日、同じ時刻ではないの？

地球は自分自身で回っているので、地球上の場所と月の位置関係が変わっていくよ。簡単な模型では、一つの場所が海面の高い側と低い側を交互に通ると考えられるんだ。多くの海岸では、満潮と干潮がそれぞれ一日におよそ二回ずつ現れるよ。

ただし、月も地球の周りを進んでいるんだ。ある場所が再び月に対して同じ向きになるまでの時間は、平均すると約24時間50分。二回ずつ満ち引きする場合、満潮どうしの間隔の目安は約12時間25分になるよ。時計の12時間とぴったり同じではないんだね。

これらは平均的な仕組みを考える目安だよ。世界には、一日に一回ずつの満ち引きが目立つ場所や、二回の満潮の高さが大きく違う場所もあるんだ。どの海岸でも同じ時刻と回数になる、という約束ではないよ。日付と場所を決めて、実際の記録や予測を確かめよう。

太陽も参加すると、大潮と小潮に

太陽も地球を引くので、満ち引きに関わっているよ。ただ、太陽は月よりずっと遠くにある。地球全体を引く強さと、地球の場所ごとの引かれ方を違わせる働きは、同じではないんだ。潮を起こす働きでは、月の影響のほうが大きいよ。

新月や満月のころは、太陽・地球・月がほぼ一直線の配置になるね。このとき二つの天体が潮を起こす働きは重なり、満潮と干潮の高さの差が大きくなりやすいんだ。こうした潮を「大潮」と呼ぶよ。満月の明るい光が原因なら、新月でも起きることを説明できないね。

上弦や下弦の半月のころは、地球から見た月と太陽の方向がほぼ直角になるよ。潮を起こす働きが一部打ち消し合い、高さの差が小さくなりやすい「小潮」になるんだ。ただし、実際の大きな差が現れる日は、場所によって月の満ち欠けの日からずれることもあるよ。

新月・満月のころの太陽、地球、月は一直線に近く、潮差が大きくなりやすい。半月のころは地球から見た太陽と月の方向が直角に近く、潮差が小さくなりやすい。
一直線と直角で、潮差が変わる

太陽・地球・月の配置を上から整理した模式図。天体の大きさと距離は実際の比率ではないよ。実際に大きな潮差が現れる日は、場所によってずれることがあるよ。

出典資料に基づきEggplanetが作成した模式図

月が真上なら、すぐ満潮？

月の場所だけを見て、「今、この港は満潮だ」と決めることはできないよ。海岸線には湾や岬があり、海底も平らではないんだ。海を伝わる水の動きは、こうした形や深さに影響され、満潮になる時刻にも場所ごとのずれが生まれるよ。

同じ月を見ている二つの港でも、満潮の時刻や高さの差が同じとは限らないんだ。狭くなる湾で変化が大きくなることもあるよ。地球と月だけの図で全ての港の様子を描けないからこそ、海面を測った記録や、その場所に合う計算が大切になるんだね。

さらに、風や気圧などでも実際の海面の高さは変わるよ。潮の予測だけを読めば、海の状態を全部知ったことにはならないんだ。ここでは海岸へ確かめに出かける代わりに、写真や記録を比べてみよう。図が説明していることと、現地で別に確認することを分けられるとよいね。

架空の記録で、高さの差を読もう

紙の上で練習するため、ある架空の港の記録を考えるよ。同じ基準から測った水面の高さが、満潮では2.0メートル、干潮では0.4メートルだったとしよう。この二つの高さの差は、引き算すると1.6メートルだね。これを「潮差」と呼ぶよ。実在する港の予測ではないんだ。

別の日に、満潮2.3メートル、干潮0.2メートルだったなら、潮差は2.1メートルになるよ。満潮の値だけを見て終わらず、干潮との組み合わせを比べよう。水面の高さを読むときは、何をゼロとした値なのか、単位と日付と場所もそろえることが大切だよ。

今の数値だけで、その日が必ず大潮だったと断定することはできないね。月の配置の記録もないし、風や気圧の影響も分からないんだ。計算で分かったのは、二つの例の高さの差まで。記録から分かることと、さらに資料が必要なことを、別々に書いてみよう。

どっとと考えよう：曇ると潮は止まる？

月の光が雲に隠れたら、潮の満ち引きも止まるのかな。まず、本文で原因にしたのは光だったか、引力だったかを思い出そう。月が見えるかどうかと、月が地球を引いているかどうかは、別のことだよ。月が見えない空でも、引力の働きはなくならないんだ。

次は「大潮は、月と太陽が同じ側にあるときだけ？」と考えてみよう。新月では同じ側、満月では地球をはさんで反対側にあるね。それでも両方のころに潮差が大きくなりやすい。二つのふくらみを持つ働きとして見ると、一直線の配置に共通点が見つかるよ。

身近な水面の高さには、月と太陽の引力、地球の回転、海の地形などが重なっているんだ。一つの模型で原因をつかみ、別の記録でその場所の様子を確かめる。遠い宇宙の動きと、目の前の海をつなぐには、そんな段階を分けた考え方が役立つよ。

ことばのメモ

潮汐（ちょうせき）
主に月と太陽の引力で起きる、海面の高さの規則的な変化。潮の満ち引きのこと。
満潮・干潮
満ち引きの中で、海面が高くなりきるころが満潮、低くなりきるころが干潮。
潮差（ちょうさ）
満潮の高さと干潮の高さの差。比べるときは高さの基準をそろえるよ。
大潮・小潮
満潮と干潮の高さの差が大きくなりやすい潮が大潮、小さくなりやすい潮が小潮。

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