両泳動点

両潮点（アンフィドロミック ポイント）は、潮汐の交点とも呼ばれ、満潮と干潮の海面の高さの差がほとんどないかまったくない地理的な場所です。つまり、潮の1 つの調和成分の潮汐振幅はゼロです。^[2]その調和成分の潮位差（ピーク間の振幅、つまり満潮と干潮の高さの差）は、この点からの距離とともに増加しますが、一様ではありません。そのため、両潮点の概念は潮汐の挙動を理解する上で非常に重要です。^{[3]この用語は、}ギリシャ語のamphi（「周囲」）とdromos （「流れる」）に由来し、両潮点の周りを循環する回転潮を指します。^{[4]これは、}北海沿岸から共潮線を外挿し、線がどこかの点で交わる必要があることを発見したWilliam Whewellによって最初に発見されました。^[5]

両潮汐点は、海洋盆地、海、湾内の干渉とコリオリの効果が組み合わさって、両潮汐点の周りを回転する波パターン（両潮汐システムと呼ばれる）を作成するために発生します。 ^{[3] [6]支配的な}潮汐成分の両潮汐点では、潮汐作用による海面の垂直変化はほとんどありません。つまり、これらの場所では満潮と干潮の差がほとんどないかまったくありません。両潮汐点の両側の水位は同じではないため、潮流が発生する可能性があります。各周期的な潮汐成分によって、別々の両潮汐システムが作成されます。^[7]

ほとんどの場所では、 M ₂として知られる「主要な月の半日周期」が最大の潮汐成分です。共潮線は、満潮と干潮が同時に起こる地点を結びます。図 1 では、干潮は隣接する線より 1 時間 2 分遅れるか先行しています。線が交わる場所はアンフィドロームであり、潮はその周りを回転します。たとえば、チリの海岸沿い、およびメキシコ南部からペルーにかけては、潮は南に伝播しますが、バハ カリフォルニアからアラスカにかけては、潮は北に伝播します。

潮汐は、太陽と月の引力によって発生します。^[8]この引力により、海洋に作用する潮汐力が生じます。^[8]海洋はこの外力に反応して、特に潮汐挙動を説明するのに重要なケルビン波とポアンカレ波（スベルドラップ波としても知られています）を生成します。^{[8]これらの潮汐波は、}ロスビー変形半径（外洋で約3000 km ^[9] ）に比べて広く、海洋の水深（D、平均で約4 kmの深さ^{[10] ）が数千 kmのオーダーである}波長（λ ）よりもはるかに小さい（つまり、 D / λ <1/20）ため、浅いと考えられます。^{[8] [11]}

実際の海洋では、潮汐は進行波として際限なく伝播することはできません。波は、水深の変化（例えば棚海に入るとき）や海岸の境界で反射します。^[8]その結果、入射波とは反対方向に伝播する反射波になります。反射波と入射波を組み合わせたものが全波です。 ^{[12]反射波と入射波の}共振により、全波の振幅は抑制されることも増幅されることもあります。^[8] 2 つの波が互いに増幅する点は腹と呼ばれ、2 つの波が互いに打ち消す点は節と呼ばれます。図 2 は1 ⁄ 4 λ 共振器を示しています。最初の節は全波の1 ⁄ 4 λ に位置し、次の節はさらに1 ⁄ 2 λ 離れた3 ⁄ 4 λで再発します。

自転する地球上の水路を進む長く進行する波は、回転しない水路に沿って進む波とは異なった振る舞いをする。コリオリの力により、北半球では海洋の水は右に偏向し、南半球ではその逆となる。^[8]コリオリの力による流れのこの横方向の成分により、水が蓄積して圧力勾配が生じる。^[8]結果として生じる傾斜は、コリオリの力と平衡になるまで発達し、地衡平衡となる。^[13]この地衡平衡の結果、ケルビン波（もともとはケルビン卿によって記述された）とポアンカレ波が発生する。ケルビン波の振幅は海岸近くで最も大きく、北半球の波を考えると、右側の海岸境界から離れるにつれて減少する。^[9]ケルビン波の伝播は常に海岸に沿っており、その増幅はロスビー変形半径に応じて減少する。^{[9]対照的に、ポアンカレ波は、伝播波パターンを持つ自由波として沿岸に沿って伝播することも、}定在波パターンを持つ閉じ込め波として沿岸を横切って伝播することもできます。^[14]

無限に長い水路は、大西洋と太平洋の単純化された近似として考えることができ、潮汐は入射ケルビン波と反射ケルビン波として伝播します。波の振幅は海岸から離れるほど小さくなり、盆地の中央の特定のポイントでは、波全体の振幅がゼロになります。さらに、潮汐の位相は、これらの振幅ゼロのポイントの周りを回転するように見えます。これらのポイントは、アンフィドロミックポイントと呼ばれます。アンフィドロミックポイントの周りの波の回転方向は、コリオリの力の方向であり、北半球では反時計回り、南半球では時計回りです。

北海のような半閉鎖海盆では、ケルビン波は沿岸方向に伝播する支配的な潮汐波であるが、側方境界または赤道の存在に依存するため、沿岸を横切って伝播することはできない。^[9]そのため、沿岸を横切って観測される潮汐波は主にポアンカレ波である。したがって、半閉鎖海盆で観測される潮汐は、主に入射ケルビン波、反射ケルビン波、および沿岸を横切る定在ポアンカレ波の合計である。潮汐振幅、潮流、およびその両潮流挙動のアニメーションは、アニメーション 2 に示されている。

図 2 は、全波の最初の節が1 ⁄ 4 λ に位置し、 1 ⁄ 2 λ間隔で繰り返される節があることを示しています。理想的な状況では、両波点は、全潮汐波のこれらの節の位置に見つかります。 ^[8]摩擦を無視すると、入射波と反射波の初期振幅と振幅減衰が等しいため、両波点の位置は盆地の中央になります。これは、アニメーション 1 と 2 で確認できます^{[8]ただし、海洋の潮汐波は、}海底 からの摩擦と海岸境界との相互作用の影響を受けます。さらに、水深の変化は、両波点間の間隔に影響します。^{[8] [10]}

まず、両泳動点間の距離は水深に依存する：^[8]

${\displaystyle \lambda ={\sqrt {gD}}\cdot T}$

ここで、gは重力加速度、Dは水深、T は波の 周期です。

水深が浅い場所では、ノードの間隔（ 1 ⁄ 2 λ）の距離が短くなるため、アンフィドロミックポイントが互いに近くなります。次に、浅い海と海岸の境界での摩擦によるエネルギー損失により、潮汐パターンがさらに調整されます。 ^[15]潮汐波は完全に反射されないため、エネルギー損失が発生し、入射波に比べて反射波が小さくなります。^[8]その結果、北半球では、アンフィドロミックポイントはチャネルの中心線から入射波の方向の左側にずれます。^[8]

北半球における第一アンフィドロームの変位度は次のように与えられる: ^[8]

${\displaystyle \gamma =-{\frac {{\sqrt {gD}}\cdot \ln \alpha }{2f}}}$

ここで、γはチャネルの中心からのアンフィドロームの変位（γ =0）、gは重力加速度、Dは水深、fはコリオリの周波数、αは反射波と入射波の振幅の比です。反射波は入射波よりも小さいため、^[8] αは1より小さくなり、lnαは負になります。したがって、アンフィドローム変位γは北半球の入射波の左側になります。

さらに、ある研究では、アイリッシュ海の大潮と小潮の周期に関連したアンフィドローム運動のパターンがあることが示されている。^[15]アンフィドロームの中心からの最大の変位は大潮と一致し、最小は小潮に発生する。大潮の間、小潮に比べて潮汐から吸収されるエネルギーが多い。その結果、反射係数αは小さくなり、アンフィドローム点の中心からの変位は大きくなる。摩擦によるエネルギー散逸が大きい他の海でも、同様のアンフィドローム運動が予想される。 ^[8]

両波点が海岸境界線の内陸側に移動することもあります。^{[15] [16] [17]}この場合、潮汐の振幅と位相は依然として内陸側の点を中心に回転しますが、これを仮想両波点または退化両波点と呼びます。

両潮流点の位置とその動きは、主に潮汐の波長と摩擦に依存する。温室効果ガスの排出増加の結果、世界中の海洋は海面上昇の影響を受けるようになっている。^{[18] [19]} 水深が深くなると、潮汐の波長も長くなる。その結果、半閉鎖系内の1 ⁄ 4 λに位置する両潮流点の位置は、海岸の境界からさらに遠ざかる。さらに、1 ⁄ 2 λの間隔が広がるにつれて、両潮流点は互いにさらに離れる。この効果は浅い海や沿岸地域でより顕著になる。外洋と比較した場合、海面上昇による相対的な水深の増加がより大きくなるためである。さらに、海面上昇の量は地域ごとに異なる。^[20]一部の地域では他の地域よりも高い海面上昇率の影響を受け、近くのアンフィドロミックポイントは位置の変化の影響を受けやすくなります。最後に、海面上昇により海底摩擦が減少し、エネルギーの消散が減少します。^[21]これにより、アンフィドロミックポイントは海岸の境界からさらに離れ、そのチャネル/盆地の中心に向かって移動します。

図 1 に基づくと、時計回りと反時計回りの両行点 は次のようになります。

• セイシェル諸島の北
• エンダービーランドの近く
• パース沖
• ニューギニア島の東
• イースター島の南
• ガラパゴス諸島の西
• クイーン・モード・ランドの北

• スリランカ付近
• ニューギニアの北
• タヒチで
• メキシコとハワイの間
• リーワード諸島付近
• ニューファンドランド島の東
• リオデジャネイロとアンゴラの中間
• アイスランドの東
• ノルウェー南西部のアイゲルスン郊外^[22]
• マダガスカル島とニュージーランド島は、潮が約 12 時間半で一周するという意味では両潮流地点ですが、海岸沿いの潮の振幅は場所によっては大きくなります。

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