海面が盛り上がって見えても、津波と風で生じた波浪を、同じ波の大きさ違いとして扱うことはできません。違いを考える手がかりは、原因、波の長さ、水の動く範囲です。一枚の写真で見える高さだけから、海全体で起きていることを決めないようにしましょう。
まず、海水を動かしたものをたどる
海底下の地震で広い範囲の海底が上下に動くと、その上の海水も変動し、それが周囲へ波として伝わります。津波はこのような地震に伴って生じることが多く、火山現象や地すべりなどが原因になることもあります。全ての海の地震が、同じ規模の津波を起こすわけではありません。
風による波浪は、風が海面へ働くことで生まれます。津波では波の長さが海の深さに比べて非常に長く、深い所を含めた水の動きが関わります。「水面の一部分が高く盛り上がっただけ」という絵では、違いを表しきれません。
また、台風などで海面の水位が高くなる高潮も、津波とは発生の仕組みが異なります。海の水位が上がる現象を全て津波と呼ぶのではなく、何が水を動かしたのかまで資料を読みます。この記事は現象と計算模型の説明で、個々の海岸の安全性や避難時刻を見積もるものではありません。
波長は、山から次の山まで
波の高さと波長を取り違えないようにしましょう。波長は、波の山から次の山までのように、波形の同じ状態どうしの間の距離です。横方向にどれほど長い範囲が一つの波に関わるかを表します。波の高さが同じに見えても、波長まで同じとは限りません。
海岸へ来る波を見ている場合、次の山までの時間にも違いが現れます。ただし、時間から長さへ直すには、波が伝わる速さが必要です。波長、周期、速さは違う量です。「長い波」という説明に出会ったら、距離のことか、時間のことかを単位で確認します。
例題1｜波長と速さから、次の山までの時間
一定の速さで進む架空の波を考えます。波Aは波長120km、速さ600km/h、波Bは波長60m、速さ12m/sです。固定した一点に一つの山が来てから、次の山が来るまでの時間を、それぞれ求めましょう。
答え・解説： Aは120÷600＝0.2時間で、12分です。Bは60÷12＝5秒です。AとBは計算の仕組みが同じですが、単位が異なります。0.2時間を0.2分として扱わないことが大切です。
山から次の山までの距離を速さで割るのは、その波長分が観測点を通る時間を求めるためです。0.2時間は60分の0.2倍なので12分になります。この数値は波の長さと時間の関係を示す計算用の模型で、実際の津波の到達間隔や継続時間を予測する数字ではありません。
浅い海で変わるのは、速さだけではない
津波は一般に、深い海では速く、浅い海では遅く伝わります。沿岸へ近づくと波の高さも変わり、海岸の形や海底地形の影響を受けます。沖合での高さから沿岸での高さを、条件なしに同じだと決めることはできません。
ここで「遅くなったから小さくなる」と結び付けるのも誤りです。速さと高さは異なる量であり、一方だけの変化で他方を決められません。特に、単純な速さの計算結果を、そのまま海岸の危険性の判断に使わないことが必要です。
例題2｜途中で速さが変わる道のり
さらに単純化した模型です。波は区間Pの120kmを600km/hで、その後の区間Qの30kmを60km/hで進むとします。二つの区間を通る合計時間を求めましょう。区間内では速さが一定という、この問題だけの条件です。
答え・解説： Pは120÷600＝0.2時間、Qは30÷60＝0.5時間です。合計は0.7時間、つまり42分です。長さはQの方が短くても、通る時間はQの方が長くなります。
速さを足して2で割った330km/hを全体の平均の速さとすることはできません。二つの速さで進んだ時間が等しくないからです。距離が違う区間をまとめる前に、各区間の時間を出して足す方が、条件を確実に使えます。この模型は実際の海底地形、反射、屈折などを省いており、避難までの余裕を求める用途には使えません。
一つの波が終わっても、全体の終わりとは限らない
津波は繰り返し到達し、後から来る波が大きくなる場合があります。また、最初に必ず海の水が引くわけでもありません。「引き波を見たら始まり」「一波を見たら終わり」という観察の決め方は成り立ちません。実際には警報や避難情報に従い、観察のために海へ近づかないでください。
波の広がり方は波の回折へ、海水の流れと水位の違いは海流と潮流へつながります。現象の名前、距離、時間、速さを別々に書いてから図へ戻ると、見た目の似た海の変化を整理できます。