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験潮の概要

標高の決定と地殻変動・海面昇降のモニタリング

海面の昇降(潮位)を測ることを験潮といいます。
国土地理院では、土地の高さの基準を決めるために験潮を行っています。
また、長い期間連続観測して蓄積した潮位データは、地殻変動の監視、津波の検出など、防災に重要な役割を果たしています。
さらに、験潮とGNSS(日本の準天頂衛星、米国のGPSなどの衛星測位システム全般を示す総称)などの新しい測量技術を併用することにより、地球温暖化による海面変動監視の研究に役立てることができます。
験潮場別潮位データ蓄積年数

海面は、月や太陽の動き、風、気温および海流の変化によって絶えず変化していますが、長い年月連続して観測し平均すると一定の高さを示します。これを平均海面といいます。
日本の標高は、東京湾における平均海面を基準として、定められています。
水準測量の出発点として設けられたものが日本水準原点です。日本水準原点は、明治24年(1891)に東京都千代田区永田町1丁目1番地内に創設され、その標高は、東京湾の平均海面を基準として、24.5000mと決められましたが、大正12年(1923)の関東地震(関東大震災)や平成23年(2011)の東北地方太平洋沖地震による地殻変動の影響で、現在の標高は24.3900mとなっています。
東京湾の平均海面、日本水準原点および標高の関係は下の図のとおりです。
水準測量

国土地理院が設置している験潮場の基本構造は、井戸および導水管、観測室(験潮儀室)、コンピュータ室で構成されています。
験潮は、導水管を通って井戸に出入りする海水の昇降を、験潮儀から井戸の中に吊した浮標の上下動でとらえて記録します。
また、この他にも海中に沈めたセンサーの水圧変化で潮位をとらえる験潮儀があります。
国土地理院の験潮場では、全ての施設の観測装置がデジタル方式で潮位を記録するようになっています。
験潮場構造図

浮標式験潮儀

水圧式験潮儀センサー部

日本で最初の験潮場は、海中に量水標(物差し)を立てて、海水の高さを目視で読みとっていました。
明治24年(1891)、全国6ヶ所に験潮場を設置し、本格的に観測を開始しました。
日本で最初の験潮場

東京湾の霊岸島で明治6年(1873)から明治12年(1879)まで、量水標を使って潮位を観測し、その平均によって東京湾の平均海面を求めました。
明治27年(1894)に建てられた油壺験潮場

平均海面は、地形や海流などの関係で場所によって異なります。
日本周辺では、東京湾の平均海面を基準にすると、東北・北陸・山陰・九州地方の日本海側が高く、北海道・東北・関東地方の太平洋側が低くなっています。
日本近海の平均海面

国土地理院の験潮場は、全国25ヶ所に設置されています。
地図.国土地理院の験潮場
                               国土地理院の験潮場
 
全国の験潮場では、験潮自動化集中管理システムを導入し、1秒間隔で自動的に潮位観測を行っています。
観測された潮位データは、ネットワーク回線を利用し、リアルタイムでつくば市の国土地理院に伝送されています。
また、つくば市の国土地理院に集められた潮位データは、ネットワーク経由で気象庁に転送しており、津波や高潮の監視といった防災情報としても活用されています。

国土地理院内の集中管理システム


潮位は、気象や海象の影響によって不規則に変化しています。
近接している験潮場では、この影響がおよそ同程度と仮定できるため、相互の平均潮位を比較(引き算)することによって、相対的な地殻変動をとらえることができます。
右の図は、伊東験潮場と油壺験潮場の月平均潮位を比較して、油壺験潮場を固定したときの伊東験潮場付近の地殻変動(隆起)を示したものです。
潮位差でとらえる地殻変動

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