【地学基礎】エルニーニョとラニーニャを図解で総まとめ—貿易風と海水温・大気と海の関係｜武蔵野個別指導塾

風が弱まるとペルー沖が暖まり、日本の夏が涼しくなりやすいのはなぜか。3 つの状態を並べた東西断面の図と平年差グラフを読む例題で、風から天候までを 1 本の矢印でつないでみましょう。

よくあるのは、模試の朝、会場の入口の列に並びながら要点カードをめくっていて、手が止まる場面です。受験票を片手に「エルニーニョは貿易風が弱まる」までは唱えられます。ところが次の一行で詰まります。風が弱まると、暖かい水は東へ行くのか、西へ行くのか。ペルー沖は暖まるのか、冷えるのか。日本の夏は暑いのか、涼しいのか。ガラス戸の向こうに座席表が見えてくるころには、カードの文字がばらばらの断片にしか見えなくなっています。

この単元は、暗記の量で勝負するところではありません。赤道に沿って太平洋を東西に切った断面を 1 枚描ければ、ほとんどの問いが同じ図の読み取りに変わります。貿易風の強弱から、海面水温、積乱雲の居場所、日本の夏と冬の傾向までを 1 本の矢印でつなげるようになること。そこまで来れば、入口で手が止まる理由はなくなります。

この単元で押さえること

• 平常時の赤道太平洋: 貿易風が東から西へ吹き、暖かい海水（暖水）が西のインドネシア付近に厚くたまります。
• 湧昇: 東部の南米ペルー沖では、深いところの冷たい水がわき上がり、海面水温が低く保たれます。
• エルニーニョ現象: 貿易風が弱まり、日付変更線付近から南米沿岸にかけての海面水温が平年より高い状態が 1 年程度続きます。
• ラニーニャ現象: 貿易風が強まり、同じ海域の海面水温が平年より低い状態が続きます。
• 大気と海の関係: 海面水温が積乱雲の発生する場所を変え、その変化がまた風を変えます。どちらか片方だけでは説明できません。
• 日本の天候への影響: エルニーニョでは夏の低温と暖冬、ラニーニャでは夏の高温と寒い冬の傾向が出ます。

大気の大循環で学んだ貿易風と、前の単元の水温躍層を土台にして、次の単元の日本の四季の天気へ続く位置にあります。

基本の考え方

平常時の太平洋は西が厚く東が薄い

まず、何も起きていない年の太平洋から考えます。赤道付近の海面の上には、貿易風が東から西へ吹き続けています。海の表面の暖かい水はこの風に押されて西へ運ばれ、インドネシア付近に厚く積み重なります。浴槽の湯の表面にうちわで風を送り続けると、上の熱い湯が奥へ寄り、手前には下のぬるい湯が顔を出します。赤道太平洋で起きていることも、規模は桁違いですが同じ向きの話です。

図1の上段が、平常時の東西断面です。西では暖水の層が厚く、その下の水温躍層は深いところにあります。東では暖水の層が薄く、水温躍層が海面の近くまで上がっています。前の単元で見た水温躍層の深さは世界の海の代表的な姿で、赤道太平洋の東部ではその上端がもっと浅いところまで来ているのです。

南米のペルー沖では、風に運ばれて去った表面の水を補うように、深いところの冷たい水がわき上がります。これが湧昇です。深いところの水には栄養塩が多く含まれるので、植物プランクトンが増え、カタクチイワシなどの魚が集まる豊かな漁場が生まれます。

海面水温の差は大気も動かします。暖かい西の海の上では空気が暖められて上昇気流が盛んになり、積乱雲が発達して雨が多くなります。冷たい東の海の上では空気が下降しやすく、積乱雲は発達しにくい状態です。すると東西で気圧にも差ができます。上昇気流の西が低く、下降気流の東が高いという差です。この気圧の差が、東から西へ吹く貿易風を支えています。

エルニーニョ現象は風が弱まり暖水が東へ広がる

数年おきに、貿易風がいつもより弱まることがあります。西へ押さえつけていた手がゆるむと、たまっていた暖水は東へ広がります。図1の中段のように、水温躍層の傾きは緩やかになり、東部では暖水の層が厚くなります。湧昇そのものが弱まるうえに、冷たい水が海面まで届きにくくなります。その結果、太平洋の赤道付近の日付変更線付近から南米沿岸にかけて、海面水温が平年より高い状態が 1 年程度続きます。これがエルニーニョ現象です。

積乱雲の盛んな場所も、暖水を追って東へ移ります。雨の降る場所が変わるので、インドネシアやオーストラリアの周辺では雨が減り、ふだん雨の少ない南米の沿岸で大雨になることがあります。栄養塩が上がりにくくなったペルー沖では、魚がとれにくくなります。名前はスペイン語で「男の子」という意味で、クリスマスのころに海水が暖まることをペルーの漁民がそう呼んだのが始まりとされます。

ラニーニャ現象は風が強まり東がさらに冷える

逆に貿易風がいつもより強まると、暖水はさらに西へ寄せられ、東部の湧昇は強くなります。図1の下段です。同じ海域の海面水温が平年より低い状態が続き、これをラニーニャ現象と呼びます。スペイン語で「女の子」の意味です。積乱雲の盛んな場所は西へ寄り、インドネシア付近では雨が増えやすくなります。平常時からのずれの向きが逆になるだけで、登場人物は風・暖水・湧昇・積乱雲の 4 つのままです。

風と海は互いを強め合う

「風が変わるから海が変わるのか、海が変わるから風が変わるのか」と聞かれたら、両方と答えることになります。エルニーニョ現象では、東部の海が暖まると積乱雲が東へ移り、東西の気圧の差が小さくなります。差が小さくなれば貿易風はさらに弱まり、暖水はさらに東へ広がります。大気の変化が海を変え、海の変化が大気を変えるので、いったん始まった状態は数か月で消えず、長く続きます。ラニーニャ現象では、同じ関係が逆向きにはたらきます。

日本の天候への影響は傾向としてつかむ

舞台は赤道の太平洋ですが、影響は日本にも届きます。エルニーニョ現象のときは西太平洋の熱帯で積乱雲の活動が弱まり、夏の太平洋高気圧の北への張り出しが弱くなります。そのため日本の夏は気温が低く日照が少なくなる傾向があり、冬は西高東低の気圧配置が弱まって気温が高くなる傾向があります。ラニーニャ現象のときはその逆で、太平洋高気圧が北へ張り出しやすいので夏は気温が高くなり、冬は西高東低が強まって気温が低くなる傾向があります。どれも傾向であって、すべての年にあてはまる決まりではありません。日本の天候は、ほかの要因も重なって決まるからです。

例題で解き方を確かめる

例題1　エルニーニョ現象の様子を見分ける

次のア〜エのうち、エルニーニョ現象が起きているときの赤道太平洋の様子として正しいものを 1 つ選んでください。

• ア　貿易風が平常より強まり、ペルー沖の湧昇が盛んになる。
• イ　貿易風が平常より弱まり、東部の海面水温が平年より高くなる。
• ウ　積乱雲の盛んな場所が平常より西へ寄り、インドネシア付近で雨が増える。
• エ　太平洋全体の海面水温が一様に上がり、東西の水温差が大きくなる。

解き方は次の順です。

1. 風を先に見ます。現象の出発点は貿易風の強弱なので、ここが合わない選択肢はその時点で外せるからです。アは「強まり」なのでラニーニャ現象の説明です。
2. 東部の海面水温を見ます。現象の名前を決めるのは東側の水温の変化だからです。イは「高くなる」で定義に合います。
3. 残りも理由をつけて消します。答えが合っていても、ほかの選択肢を消す理由が言えなければ本番で迷うからです。ウはラニーニャ現象の積乱雲の動きで、エは「全体」「差が大きくなる」の 2 か所が誤りです。

答え: イ

例題2　平年差のグラフを読む

図2は、赤道太平洋の東部の海面水温について、平年の値との差（平年差）を 2 年間にわたって月ごとに表したものです。数値は問題用に丸めた値で、実際の年の観測値ではありません。この問題では、平年差が +0.5℃以上の月が 6 か月以上続く期間をエルニーニョ傾向、-0.5℃以下の月が 6 か月以上続く期間をラニーニャ傾向として読みます。

• 1. エルニーニョ傾向の期間は何か月続いていますか。
• (2) ラニーニャ傾向の期間は何か月続いていますか。
• (3) 平年差の最大値と最小値の差は何℃ですか。

解き方は次の順です。

1. +0.5 の破線より上にある点を、途切れずに数えます。基準を超えた月が連続していることが条件だからです。1 年目の 4 月（+0.6℃）から 12 月（+0.7℃）までの 9 か月で、3 月の +0.4℃と翌年 1 月の +0.3℃は破線の下にあるので入りません。
2. -0.5 の破線より下にある点を同じように数えます。低い側の判定も、連続する月の数で決まるからです。2 年目の 4 月（-0.6℃）から 10 月（-0.6℃）までの 7 か月です。
3. 最も高い点と最も低い点の値を読み、差をとります。平年差は符号つきの量なので、引き算の符号に注意が要るからです。最大は 1 年目 9 月の +1.8℃、最小は 2 年目 7 月の -1.1℃で、1.8 − (-1.1) = 2.9 となります。

答え: (1) 9 か月　(2) 7 か月　(3) 2.9℃

実際の判定では、日本の気象庁は決まった監視海域の海面水温について、基準の値との差を 5 か月分ならしたうえで続いた期間を見ています。月ごとのふれに振り回されないための工夫で、考え方の骨組みはこの例題と同じです。

例題3　東西の水温差を計算する

次の表は、赤道太平洋の西部と東部の海面水温を、問題用に丸めて示したものです。

• 1. それぞれの状態の、西部と東部の水温差を求めてください。
• (2) エルニーニョ現象のときとラニーニャ現象のときの東部の水温は、平常時からそれぞれ何℃変わっていますか。
• (3) 水温差の変化と貿易風の強弱の関係を説明してください。

解き方は次の順です。

1. 西部から東部を引きます。西のほうが暖かいので、差が正の値で出て比べやすいからです。平常時は 29.0 − 25.0 = 4.0、エルニーニョ現象のときは 28.5 − 27.0 = 1.5、ラニーニャ現象のときは 29.5 − 23.5 = 6.0 です。
2. 東部どうしを比べます。現象を特徴づけるのは東部の水温の変化だからです。エルニーニョ現象のときは 27.0 − 25.0 = 2.0 で上昇、ラニーニャ現象のときは 23.5 − 25.0 = -1.5 で低下です。
3. 数値を気圧の話に置きかえます。水温差は東西の気圧の差につながり、気圧の差が貿易風を支えているからです。差が小さいと貿易風は弱まり、差が大きいと貿易風は強まります。

答え: (1) 平常時 4.0℃、エルニーニョ現象のとき 1.5℃、ラニーニャ現象のとき 6.0℃　(2) エルニーニョ現象のとき 2.0℃上昇、ラニーニャ現象のとき 1.5℃低下　(3) 水温差が小さいと東西の気圧の差も小さくなって貿易風が弱まり、水温差が大きいと貿易風が強まる。

例題4　日本の夏への影響を説明する

エルニーニョ現象が起きた年の夏に、日本で気温が低くなりやすい理由を、「積乱雲」「太平洋高気圧」の 2 語を使って 60 字程度で説明してください。

解き方は次の順です。

1. 出発点と到着点を決めます。論述は、どこから始めてどこで終わるかが決まると、書く順番も決まるからです。出発点は西太平洋の熱帯、到着点は日本の夏です。
2. 図3の上の行を左から順にたどります。間の段を飛ばすと、なぜそうなるのかが答案から消えるからです。貿易風が弱まる → 西の積乱雲が減る → 太平洋高気圧の張り出しが弱い → 低温の傾向、という流れです。
3. 指定の語を入れて 1 文にまとめ、「なりやすい」で結びます。必ず起こるわけではない現象を断定すると、内容の誤りとして読まれるからです。

答え: 西太平洋の熱帯で積乱雲の活動が弱まり、太平洋高気圧の北への張り出しが弱くなるため、日本の夏は気温が低くなりやすい。

まちがえやすいところと直し方

風の向きと強弱を取り違える

• 誤った書き方: 「エルニーニョ現象では貿易風が強まり、暖水が東へ押される。」
• どこが違うか: 貿易風は東寄りの風で、「東風」は東へ吹く風ではなく東から吹く風を指します。強まれば、暖水は東ではなくさらに西へ寄ります。暖水が東へ広がるのは、西へ押す力がゆるむからです。押されて動くのではなく、押さえがはずれて戻る、と考えると矢印を描き間違えにくくなります。
• 正しい書き方: 「エルニーニョ現象では貿易風が弱まり、西にたまっていた暖水が東へ広がる。」

太平洋全体が暖まると思い込む

• 誤った書き方: 「エルニーニョ現象では太平洋全体の海水が暖まる。地球温暖化の一種である。」
• どこが違うか: 変わるのは赤道太平洋の東西の分布です。図4のように、平年より高くなるのは日付変更線付近から東で、西の端ではむしろ平年より低くなる傾向があります。ラニーニャ現象ではこの形がおおむね上下逆になります。数年おきに繰り返す変動なので、長い年月をかけて進む地球温暖化とは別の話として扱います。
• 正しい書き方: 「エルニーニョ現象では、太平洋の赤道付近の日付変更線付近から南米沿岸にかけて海面水温が平年より高くなり、西部ではやや低くなる傾向がある。」

日本への影響を近道で説明する

• 誤った書き方: 「エルニーニョ現象が起きると日本の近くの海が暖まるので、日本の夏は必ず暑くなる。」
• どこが違うか: 誤りが 3 つあります。暖まるのは赤道太平洋の東側で、日本の近海の話ではありません。影響が届く道筋は西太平洋の積乱雲と太平洋高気圧で、結果の向きも暑いではなく低温の傾向です。さらに「必ず」も言いすぎで、傾向として書く必要があります。
• 正しい書き方: 「エルニーニョ現象が起きた夏の日本は、太平洋高気圧の北への張り出しが弱まり、気温が低くなる傾向がある。」

用語のまとめ

練習問題

練習1　次の文の空欄に入る語を答えてください。赤道太平洋では（ア）が東から西へ吹き、暖水は（イ）側に厚くたまります。東部の（ウ）沖では、深いところの冷たい水がわき上がる（エ）が起こります。

練習2　図1の下段を上段と比べたとき、(1) 東部の水温躍層の深さと、(2) 積乱雲の位置は、それぞれどう変わっていますか。

練習3　次の表は、赤道太平洋の東部の海面水温を問題用に丸めて示したものです。(1) 各月の平年差を求めてください。(2) 例題2の読み方に従うと、どちらの傾向と判断できますか。

練習4　エルニーニョ現象が起きた年に、ペルー沖で魚がとれにくくなる理由を、「湧昇」「栄養塩」の 2 語を使って説明してください。

答えと解説

練習1の答えは、ア 貿易風、イ 西、ウ ペルー、エ 湧昇です。風の向きと暖水のたまる側は必ずセットで答えます。東から吹く風なので、暖水は風下の西にたまります。

練習2の答えは、(1) 東部の水温躍層は平常時より浅くなり、海面のすぐ近くまで上がっています。(2) 積乱雲は平常時より西へ寄っています。貿易風が強いと暖水が西へ集まり、東の暖水の層が薄くなることから、どちらも説明できます。

練習3の答えは、(1) 6 月から順に +0.9℃、+0.7℃、+0.8℃、+0.9℃、+1.0℃、+1.1℃、(2) エルニーニョ傾向です。6 か月すべてが +0.5℃以上で、例題2の条件を満たしています。平年の値は月によって違うので、必ず同じ月の値どうしで引きます。

練習4の答えは、次のとおりです。エルニーニョ現象が起きると湧昇が弱まり、栄養塩を多く含む深いところの水が海面近くまで上がりにくくなります。そのため植物プランクトンが減り、それを食べる魚も減っていくからです。湧昇から魚までを、食う食われるの順につなぐと答案が組み立てやすいはずです。

次の単元へのつながりと確かめ方

太平洋高気圧と西高東低は、次の単元の日本の四季の天気でそのまま主役になります。ここで「熱帯の積乱雲が日本の高気圧に関わる」と知っていれば、天気図を前にして、今年はなぜ張り出しが弱いのかまで考えが届きます。地球環境の単元でも、数年おきの変動と長い年月の変化を区別する目が要ります。

机の上の 5 分で確かめるなら、次の 2 つを試してください。

• 白紙に東西の断面を 3 段描き、風の矢印、暖水、水温躍層、湧昇、積乱雲を何も見ずに入れて、図1と見比べます。
• 図3を隠して、「貿易風が弱まる」から「日本の夏は低温の傾向」までを声に出して説明します。ラニーニャ現象でも同じことをします。

個別指導の場では、「東風」という言葉の意味と、大気の大循環の貿易風まで戻って確かめます。生徒本人が白紙に矢印を描けるかどうかで、覚えたのか、わかったのかを見分けています。

まとめ

エルニーニョとラニーニャは、用語を 2 つ覚えて終わる単元ではありません。平常時の断面を 1 枚描き、貿易風の矢印を細くするか太くするかを決めれば、東部の水温も積乱雲の居場所も日本の夏の傾向も、順番に決まっていきます。会場の入口で手が止まったら、カードを閉じて、頭の中に断面を描いてみてください。

ペルーの魚も日本の夏も、同じ 1 本の風の矢印の上に乗っています。