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黒潮（くろしお）[ 1 ]は、北太平洋の西側を流れる北向きの暖流です。その水が濃い青色をしていることから名付けられました。北大西洋のメキシコ湾流と同様に、黒潮は強力な西岸境界流であり、暖かい赤道水を極方向へ運び、北太平洋亜熱帯環流の西側の部分を形成しています。日本の東海岸沖では、親潮と合流して北太平洋海流を形成します。
黒潮は、栄養塩や堆積物の輸送、太平洋の主要な暴風雨の経路や地域の気候、太平洋モード水の形成など、北太平洋の物理的および生物学的プロセスに重大な影響を及ぼしています。[ 2 ] [ 3 ] [ 4 ]さらに、この海流による大量の栄養塩輸送は、重要な漁業や多様な海洋食物網を支える生物的に豊かな生態系をもたらします。例えば、南シナ海は表層水の栄養塩濃度が比較的低いものの、黒潮流入による流入によって生物生産性が向上しています。[ 5 ]気候変動に対する黒潮の反応を中心とした進行中の研究では、この西岸境界流の表面流が強化されると予測されており、これは大西洋のメキシコ湾流で予測されている変化とは対照的です。[ 6 ]
20世紀初頭から人類学者は日本文化における潮流の役割について議論してきた。[ 7 ]今日、歴史家は日本の経済発展における潮流の役割を再評価している。
黒潮は1565年、ギプスコア出身のアンドレス・デ・ウルダネタによって発見された。彼は植民地行政官、航海探検隊の監督官、コレヒドール、アウグスティヌス修道士であり、フェリペ2世に仕える忠実な航海士でもあった。彼はナオ・サン・ペドロ号に乗船し、セブ島（フィリピン）と旧カリフォルニア（ヌエバ・エスパーニャ）の海岸を結ぶ「トルナビアヘ」（航路）を初めて開拓した。トルナビアヘの秘密は、スペインに何世紀にもわたって太平洋における絶対的な覇権をもたらし、その覇権は、いわゆる「マニラ・ガレオン船」に象徴されていた。
黒潮の存在は、1650年という早い時期からヨーロッパ人に知られていた。これはベルンハルダス・ヴァレニウスが描いた地図にも示されている。また、ジェームズ・クック船長率いるイギリスの探検隊に参加したJ・キング船長も黒潮の存在に気づいていた。[ 8 ]
歴史家たちは、特に蒸気船航行以前の時代において、日本の経済地理を形成する上での海流の役割について議論してきた。海流の経路は、近世初期に特定の地域で発展した漁業や捕鯨業の発展に影響を与えた。その動きは、日本の沿岸における国内航路や国際航路の発達にも影響を与えた。19世紀半ばには、海流は日本国内外で海洋学的な関心の対象となった。大日本帝国による黒潮の科学的征服と産業的利用のイデオロギー的影響は、フロンティアの併合に例えられてきた。[ 9 ]
黒潮は、年間平均海面水温が約24 ℃（75 °F）の比較的暖かい海流で、幅は約100キロメートル（62マイル）あり、小規模から中規模の渦を頻繁に発生させます。黒潮は、太平洋北赤道海流から始まり、フィリピンのルソン島の東海岸で2つに分かれ、南向きに流れるミンダナオ海流と、より規模の大きい北向きに流れる黒潮を形成します。[ 10 ]台湾の東で、黒潮は琉球列島の深い切れ目である与那国海溝を通って東シナ海に入ります。その後、黒潮は東シナ海で最も深い沖縄トラフによって方向付けられ、琉球列島と平行に北上し、東シナ海を出てトカラ海峡を通って太平洋に戻ります。[ 11 ]その後、日本の南縁に沿って流れますが、大きく蛇行します。[ 12 ]房総半島で、黒潮はついに日本沿岸から分離し、黒潮続流として東へ流れます。[ 13 ]黒潮は太平洋における大西洋のメキシコ湾流に相当し、[ 14 ]暖かい熱帯の水を北へ極地に向かって運びます。
黒潮と北太平洋環流に関連する対流は、北に東向きに流れる北太平洋海流、東に南向きに流れるカリフォルニア海流、南に西向きに流れる北赤道海流である。黒潮の暖かい海水は、世界最北端のサンゴ礁である日本のサンゴ礁を支えている。黒潮から日本海に流れ込む部分は対馬海流（ Tsushima Kairyū）と呼ばれる。
大西洋のメキシコ湾流と同様に、黒潮は西太平洋海盆沿いの海面水温を高くし、大気中に多量の水分をもたらし、熱帯低気圧の発生と維持に寄与している。台風としても知られる熱帯低気圧は、大気の不安定性、海面水温の上昇、湿った空気が組み合わさって低気圧システムを形成する際に発生する。北西太平洋では、年間平均25個の台風が発生する。[ 15 ]台風の大部分は北半球の夏にあたる7月から10月にかけて発生し、[ 15 ]通常、赤道付近の黒潮が最も暖かい場所で発生する。台風は海流の暖かい水に沿って極方向へ進み、より冷たい海域で消滅する傾向がある。[ 16 ]
黒潮の強さ（輸送量）は、その経路に沿って季節によって変化します。日本海内では、観測によると、黒潮の輸送量は約 25 Sv [ 17 ] [ 18 ] (毎秒 25 百万立方メートル) で比較的安定しています。黒潮は太平洋に合流すると著しく強くなり、日本の南東では 65 Sv (毎秒 65 百万立方メートル)に達しますが[ 11 ] 、この輸送量には季節による大きな変動があります[ 19 ] 。黒潮は、日本列島を回り込んで再び合流すると、黒潮延長と対馬海流に分かれ、流れの変化は他の海流の流れに影響を与えます。
地質学的には、過去の海面水位と海底地形に基づくと、黒潮の経路は異なっていた可能性があるが、現在、相反する科学的証拠が存在する。約 115,000 ～ 11,700 年前の最終氷期には、海面水位の低下と地殻変動により黒潮が日本海に流入せず、太平洋盆地内に留まっていた可能性があると提唱されている。[ 20 ]しかし、他の指標や海洋モデルでは、黒潮の経路は比較的変化しておらず、おそらく 700,000 年前まで遡る可能性もあると示唆されている。[ 21 ] [ 22 ] [ 23 ]
黒潮の規模と海底地形により、複数の地域で深海侵食と堆積物輸送が発生しています。台湾南部沖の墾丁台地の侵食は、この台地の隆起に沿って速度が増加する強い底層流によって引き起こされていると考えられます。[ 24 ]底層水は、水深3500mから 約400～700mまで移動するにつれて加速します 。流速の増加により侵食が悪化し、水深400～700m付近にある台地の他の部分と比較して、 水面下 60～70mにある豆形の隆起した平地である黒潮海丘が露出します。[ 3 ]台地は隆起しており、侵食とバランスが取れています。[ 3 ]
墾丁高原とその周辺地域の粒度分布は、黒潮の侵食特性を示している。[ 24 ]砂の堆積物の粒径は高原の縁に沿って変化する。縁の奥深くに行くほど、小さな粒子が流れによって洗い流されるため、粒子は大きくなる。これらの細かい砂粒子の一部は砂丘地帯に堆積し、残りの堆積物は黒潮によって地域全体に運ばれて堆積する。[ 3 ]
黒潮は長江の堆積物も運搬する。堆積物の運搬量は、黒潮の流入、中国沿岸流、台湾暖流の関係に大きく依存する。長江の堆積物は、これら3つの海流の相互作用により、深海ではなく東シナ海の内陸棚に堆積している。 [ 25 ]
異なる起源の堆積物の明確な元素特性により、黒潮内の堆積物の起源を追跡することが可能になります。台湾の堆積物には特にイライトとクロライトが含まれています。これらの追跡可能な化合物は、黒潮から南シナ海の黒潮貫入部を通ってその支流まで、黒潮全体にわたって発見されています。[ 26 ]黒潮の南シナ海支流とルソン島の西のサイクロン性渦は、ルソン島と珠江の堆積物に影響を与えます。スメクタイトを多く含むルソン島の堆積物は、北西方向に移動することができません。珠江の堆積物は、カオリナイトとチタン（Ti）を多く含み、海南島と珠江河口の間の深海盆の上に捕捉されています。 [ 25 ]これらの化合物により、科学者は黒潮全体にわたる堆積物の輸送を追跡することができます。
渦が黒潮によって運ばれる魚の幼生の保存と生存に寄与しているという兆候がある。 [ 27 ]プランクトンのバイオマスは毎年変動し、通常は黒潮の縁の渦域で最も高くなる。暖水リングは生産性が高いことで知られているわけではない。しかし、周辺部での湧昇と、リングが海流の北へ移動するにつれて表層水が冷却されることによる対流混合によって、黒潮の暖水リング全体に生物生産性が均等に分布しているという証拠がある。サーモスタットは、明確な境界と均一な温度を持つ深層混合層である。この層内では、栄養豊富な水が表層に運ばれ、一次生産の急増を引き起こす。リングの中心部の水は棚水とは異なる温度体制であるため、暖水リングが春のブルームを起こしている一方で、周囲の棚水はそうでない場合がある。[ 28 ]
暖水リング内では多くの複雑な相互作用があり、そのため生涯生産性は周囲の棚水とそれほど違いはありません。1998年の研究[ 28 ]では、暖水リング内の一次生産性は、その外側の冷水ジェットとほぼ同じであり、リング内で栄養塩が湧昇している証拠があることがわかりました。さらに、リング内の栄養塩躍層で植物プランクトンの高密度群集が発見され、これはおそらく栄養塩の上方混合によって支えられていると考えられます。[ 28 ]また、暖水リング内での音響研究では、リング内の動物プランクトンと魚類群集からの強い音の散乱と、リング外の非常にまばらな音響信号が示されました。
台風は、短時間、海洋の表層に強い風を吹き付けることがあります。これらの風によって、海洋の暖かい表層が、密度躍層の下にあるより深い冷たい水と混ざり合います。この混合によって、より深い冷たい水から海洋の暖かい表層に栄養分が供給されます。[ 29 ]植物プランクトンや藻類などの生物は、新たに供給された栄養分を利用して成長します。2003年には、2つの台風がこの地域を通過する際に、表層の混合が著しく発生しました。この混合によって、北西太平洋で2つの藻類の大発生が直接発生し、日本に悪影響を及ぼしました。[ 30 ]
黒潮は、SeaWiFSのグローバル一次生産性推定値に基づくと、1平方メートルあたり年間150～300グラムの炭素を一次生産する周辺の貧栄養水から大量の栄養塩が流入するため、栄養塩の流れと考えられています。この海流は、東シナ海の大陸棚から亜寒帯太平洋まで、この一次生産を支えるために大量の栄養塩を輸送します。クロロフィルの最大値は、水深約100メートル（330フィート）付近で見られます。[ 4 ]栄養塩輸送におけるその重要性は、黒潮の栄養塩に富む水が、相対的に栄養塩レベルが低い同じ密度の周囲の水に囲まれていることから明らかです。黒潮の下流では、100～280 kmol N*s-1の割合で大量の栄養塩が流入します。[ 31 ]栄養塩は、黒潮が浅瀬や海山を流れる深層から表層水に運ばれます。このプロセスは沖縄トラフとトカラ海峡で発生します。[ 32 ]トカラ海峡は黒潮が通過する場所であるため、サイクロン活動も活発です。これがコリオリ効果と相まって、大陸棚に沿って激しい湧昇を引き起こします。[ 32 ]この湧昇と表層への栄養塩輸送は、一次生産に不可欠です。なぜなら、これらの重要な栄養塩は、光合成を行うために日光が届く上層にとどまる必要がある植物プランクトンには利用できないからです。したがって、栄養塩に富んだ水が光量の多い地域に絶えず輸送されることで、光合成が増加し、黒潮に関連する生物多様性に富んだ生態系の残りの部分が支えられます。
黒潮による栄養塩、熱、プランクトンの輸送と、黒潮が複数の異なる水域を横断することによって、この海流内およびその周辺では高い生物多様性が実現しています。さらに、黒潮は生物多様性のホットスポットに分類されており、この地域を循環する水には多くの異なる種が生息していますが、そこに生息する生物の多くは、地域的および/または世界的な人間の活動の結果として絶滅の危機に瀕しているか、すでに絶滅の瀬戸際にあります。乱獲と過剰採取は、この地域の多くの絶滅危惧種または絶滅危惧種にとって主なリスクとなっています。[ 33 ]
前述の海流内の高い一次生産性は植物プランクトンによるものです。この地域の海面水温が高く濁度が低いため、水が澄んでおり、太陽光がより深く届き、表層帯が拡大します。これらの特徴は、海流内の栄養塩の利用可能性が低いことと相まって、2種類のシアノバクテリア、プロクロロコッカスとシネココッカスの要求とよく一致しています。[ 34 ]プロクロロコックスは黒潮内のピコ植物プランクトンの優占種であり、これら2種は黒潮の光合成層全体のCO2固定の半分を担っている可能性があります。 [ 34 ]さらに、この地域ではゴビ砂漠からのアジアの砂嵐により、大量の砂塵が堆積します。[ 34 ] [ 35 ]これらのイベント中、塵雲はリン酸塩と微量金属を運搬および沈着させ、その結果、プロクロロコッカスとシネココッカス、および珪藻の成長を促進します。[ 34 ]
珪藻類とトリコデスミウムは、光合成層内外における窒素と炭素の再分配において重要な役割を果たしていると考えられている。トリコデスミウムは豊富な窒素固定菌であり、海流内の全体的な窒素固定と直接相関している。[ 36 ]この窒素固定は、他の光合成独立栄養生物の成長と繁殖に必要な制限栄養素（硝酸塩）を供給する。一方、湧昇の影響を受ける高栄養塩および高炭素濃度の海域では、珪藻類はシリカでできた「ガラスの家」の重さと沈降する性質により、光合成層外への炭素と窒素の供給に重要な役割を果たしている。[ 37 ]
黒潮とその周辺の海域には、少なくとも10属の海藻が生息している。[ 33 ]カウレルパ属は緑藻で、黒潮の周辺沿岸に密集して生育する一方、褐藻類や紅藻類も黒潮のすぐそばで繁茂し、他の光合成生物と同様に、この地域の栄養輸送と低濁度の恩恵を受けている。[ 33 ]
黒潮の湧昇域の水温が著しく低い場所では、台湾北東の湧昇によって栄養を与えられた高濃度の植物プランクトンにより、動物プランクトンのバイオマスが増加します。 [ 38 ]この湧昇現象、ルソン海峡と南シナ海を通る黒潮の流入、および夏のモンスーンは、起源の異なる多数の海洋水の収束を表しています。[ 39 ]これらの水の収束域とそれに続く循環と混合は、多くの動物プランクトン種の輸送と分布に大きな影響を与え、動物プランクトン群集をより栄養豊富で、ユニークで、多様なものにします。[ 40 ] 黒潮に隣接する海域では、カイアシ類の多様性が高いことも報告されています。[ 41 ]この海流の優占種であるカイアシ類の2種、C. sinicusとE. concinnaは、冬期に東シナ海から海流によって高濃度で北へ運ばれる。[ 42 ]
カイアシ類や珪藻類と同様に、ホヤ類、特にサルパ類とドリオルス類も、黒潮の生物地球化学的循環と食物網において重要な役割を果たしている。[ 43 ]サルパ類は、炭素を豊富に含み、沈降の速い糞粒と死骸によって、炭素をこの地域の底層水に輸送する。サルパ類とドリオルス類を含むタリア類は、少なくとも202種の海洋生物の餌となっていることが知られているが、これらの動物の大量発生は、この地域の浮魚類にとって有害な摂食条件を引き起こすことがわかっている。[ 43 ]
魚類の幼生の多くの種は、海流によって運ばれる動物プランクトン群集にも見られます。魚類の幼生は、黒潮系の食物連鎖において重要な役割を果たしています。例えば、ヒゲクジラは、海流によって運ばれるイワシやマアジの幼生を北太平洋の餌場に利用しています。気候変動は、固有の魚類の幼生の分布を変化させると報告されています。LuとLee（2014）による魚種構成の変化分析では、この地域で魚類の幼生の分布に変化が生じていることが示され、この変化したクラスターは黒潮の強度と流量の変化に関連していることが示唆されています。[ 44 ]これらの変化は、この栄養段階の上下の食物連鎖に影響を与えます。これは、魚類の回遊、魚類の個体群全体、主要な漁業に影響を与える可能性があります。
黒潮は、 G. ruberやP. obliquiloculateなどの有孔虫のいくつかの種に影響を与えています。G . ruberは通常は表層に生息し、黒潮沿いの水深 1000 メートルで発見されました。P. obliquiloculate は通常 25 ～ 100 m の間に生息しますが、深海盆 (> 1000 m) の深部で発見されました。[ 45 ]これらの種の分布を Gallagher (2015) が観察した標準的な生息深度と比較すると、この海流の侵入と黒潮全体の栄養塩の再分配能力が示され[ 45 ]、繁栄に必要な条件が異なるさまざまな種に栄養塩が利用可能になります。
黒潮海流内のサンゴ礁は、世界の他のどの熱帯サンゴ礁よりも高緯度（北緯33.48度）に位置しています。[ 46 ]この海域の重要な造礁サンゴであるHeliopora coeruleaは、気候変動による海面水温の上昇、人為的な温室効果ガス排出による海洋酸性化、ダイナマイト漁などの人為的な環境ストレス要因により絶滅危惧種に指定されています。[ 33 ]この種の遺伝的多様性が低いことを確認する研究は、この青いサンゴの絶滅危惧状態をさらに強調しています。[ 47 ]
この地域には、 Acropora japonica、 Acropora secale、 Acropora hyacinthusの3 種が造礁サンゴとして生息しています。 [ 48 ]これらの種は、共生関係にある褐虫藻、ペリジニン、ピロキサンチンをカロテノイドの供給源として利用しています。 [ 48 ]
人為的な脅威に加えて、これらのサンゴには、オニヒトデ(Acanthaster planci)やこの地域の巻貝であるDrupella fragumなどの捕食者もこの地域に生息しています。[ 48 ]オニヒトデはサンゴを餌としています。条件が整うと、この在来種のヒトデの個体数が爆発的に増加し、サンゴ群集全体、およびこれらのサンゴ礁が支える生態系に重大な被害をもたらす可能性があります。オニヒトデの大発生が人為的なストレス要因と相まって、サンゴ礁システムに不可逆的な被害をもたらす可能性があります。[ 49 ] [ 50 ]
黒潮はサンゴ礁（および幼生期を持つ他の海洋生物）間の連結パターンを制御し、幼生を南方のサンゴ礁から琉球弧沿いの下流のサンゴ礁へと輸送する。[ 51 ]
西岸境界流は、特定のイカ種が迅速かつ容易に移動するために利用されており、成熟したイカは最小限のエネルギー消費で北方の豊富な餌場へ移動できる一方、卵や幼生は冬の間、暖かい海流の中で発育する。例えば、トビイカ（Todarodes pacificus）には、冬、夏、秋に繁殖する3つの個体群が存在する。冬の産卵群は黒潮と関連しており、1月から4月にかけて東シナ海で産卵した後、幼生と稚魚は黒潮に乗って北上する。夏には沿岸に進路を変え、本州と北海道の間で捕獲される。夏の産卵は東シナ海の別の場所で行われ、そこから幼生は日本列島と本土の間を北上する対馬海流に巻き込まれる。その後、対馬海流は南下する冷たい沿岸海流である黎海流と合流する。夏に産卵するイカの群れは、伝統的に2つの海流の境界付近に生息し、豊かな漁業を支えてきた。実際、1980年代後半以降、日本の年間漁獲量は徐々に増加しており、環境の変化によって対馬海峡や五島列島近海における秋季と冬季の産卵域が重なり合ってきたことが原因であると指摘されている。加えて、東シナ海の大陸棚や大陸斜面における冬季産卵域も拡大している。
黒潮は、この地域の栄養豊富で多様な水域に生息する数千種の魚類の生息地となっている。この広大な生物量は、温暖な局地的な海洋および大気条件によって促進される、一次生産率の上昇による低栄養段階の生物量の増大によって影響を受けている。この地域に生息する魚類には、アイゴやブダイなどのサンゴ礁魚類、イワシ、カタクチイワシ、サバ、バショウカジキなどの外洋魚類、サメなどの高次栄養段階の捕食者などが含まれる。[ 33 ]
この地域では漁業が盛んで、黒潮をはじめとする海洋環境の変化に大きく左右されます。北には親潮が流れ、本州東部の海水よりもはるかに冷たく淡水の亜寒帯水層を形成しており、この二つの海流が交わる地域は黒潮・親潮海域と呼ばれています。この海域では、年間を通して海洋環境が変化し、魚種構成、ひいては漁業の成否を左右します。例えば、親潮が発達して南方に流れ込むと、冷たい海水がイワシの漁獲に適しています。また、黒潮の蛇行流が大きくなると、黒潮がイワシの産卵場である南部に近づくため、イワシの漁獲量が増加します。このように、これらの海流の流入や流れの経路は、スケトウダラ、イワシ、カタクチイワシなどの魚種の生息状況、生物量、漁獲量に影響を与えます。
地球上に生息する7種のウミガメのうち、アカウミガメ（ Caretta caretta）、アオウミガメ（ Chelonia mydas）、タイマイ（Eretmochelys imbricata）、オサガメ（Dermochelys coriacea）、ヒメウミガメ（Lepidochelys olivacea）の5種は、黒潮を利用して暖かい海域に移動する。[ 52 ]メスのウミガメは海流の輸送能力を利用して日本の海岸の暖かい産卵地へ移動し、若いアオウミガメとタイマイは海流の輸送能力を利用して日本周辺の海域へ移動する。[ 53 ] [ 52 ]
アザラシ、アシカ、クジラ類などの海洋哺乳類も、黒潮の豊かな生物多様性を利用しています。この地域の魅力的な大型ハクジラ類には、ハシナガイルカ（Stenella longirostris）、コビレゴンドウ（Globicephala macrorhynchus）、ハンドウイルカ（Tursiops truncatus）、ネズミイルカ（Phocoenoides dalli）、ハナゴンドウ（Grampus griseus）、シャチ（Orcinus orca）などがいます。[ 54 ]同じ属 ( Balaenoptera ) の 3 種のクジラもこの豊かな海域を餌場として利用しており、これにはミンククジラ( Balaenoptera acutorostrata )、イワシクジラ( Balaenoptera borealis )、ニタリクジラ( Balaenoptera edeni ) が含まれます。[ 55 ]これらの海域では、イワシやサバの卵、幼生、稚魚がヒゲクジラの主な食料源となっています。[ 55 ]食物連鎖の頂点に立つ捕食者は、この地域の保全管理を策定する上で単位として利用できます。
海洋は、化石燃料の燃焼、セメント製造、森林伐採によって発生するCO 2の約 3 分の 1 を吸収します。大気中の CO 2の重要な海洋吸収源の 1 つは黒潮です。[ 56 ]生物生産性の高い海域では、この CO 2の吸収、つまり 炭素の埋没は、強力な生物ポンプによって促進されます。生産性の低い北の海流遷移域では、黒潮は高い CO 2溶解度によって重要な CO 2吸収源であり続けています。黒潮続流域は、北太平洋における大気中の CO 2の最も強力な吸収源として分類されています。これは特に冬に顕著で、夏に比べて人為的に発生した CO 2の吸収量が黒潮続流域でより多くなります。これは、低温によって海水中のCO 2の溶解度が高まるためと考えられます。大気中の CO 2濃度が上昇し続けると、黒潮のCO 2吸収量も増加し、この季節変動がより顕著になります。 [ 57 ]
西岸境界流は、世界の気候バランスに不可欠な要素です。黒潮は、主に低緯度から北向きに太平洋盆地の西端に暖かい海水が流入することによって、地域の気候や気象パターンに影響を与える重要な役割を果たしています。[ 2 ] [ 58 ]世界の他の西岸境界流と同様に、黒潮も季節的な変化を受け、流量、分岐緯度、塩分濃度が異なります。太平洋内の循環は、西岸境界に沿って北向きに運ばれるこの暖かく塩分の多い海水によって大きく影響を受け、同時に北太平洋環流の西端に構造を与えています。[ 58 ]この領域で生じる熱フラックスは、太平洋盆地全体で海洋から大気への最大の熱交換の一部であり、冬季に顕著になります。海洋表面から大気への熱伝達は不安定な大気状態を生み出し、つまり、このプロセスによって発生または影響を受ける空気塊や雲は周囲の空気よりも暖かくなり、最終的には降水や天候の変化の可能性を高めます。このようにして、夏によく見られるモンスーンの雨や台風は、海流を通過する際に強まります。[ 2 ]多くのアジア諸国の気候は、何百万年にもわたってこれらのプロセスによる熱の分布の影響を受けており、風のパターン、降水量、暖かい熱帯水が日本海に混ざり合っています。[ 58 ] [ 59 ]
黒潮が赤道海流から分離して北向きに流れると、西太平洋暖水域の暖かい水が北西太平洋海盆に流れ込む。黒潮の主な熱流束は、日本沿岸で黒潮から分岐する緯度に応じて、東経132度から160度、北緯30度から35度の間の黒潮延長部を介して発生する。[ 60 ] [ 61 ]外洋への暖かい水の注入プロセスは、北太平洋亜熱帯モード水の形成と海面水温の調節において重要な役割を果たし、西太平洋海盆全体の水分輸送に影響を与える。[ 62 ]北太平洋亜熱帯モード水は、北半球の冬の間、黒潮延長水が冷たく乾燥した北風によって大量の熱と水分を失い、沈降しやすく対流を引き起こす高密度の塩分の多い表層水が生成されるときに形成される。沈降する北太平洋亜熱帯モード水の温度範囲は、特徴的に16 ℃から19 ℃の間ですが、これらの水が沈降する正確な温度と深度は、大気と中規模渦の状態の関数である延長による水の輸送効率に応じて毎年変化します。[ 60 ]結果として生じる均質な水塊は、通常、夏の中旬から下旬にかけて季節的な密度躍層を表層水から分離し、秋と冬の嵐の擾乱により混合層とともに表層に向かって浅くなるまで、より暖かい表層水の下で成層したままになります。これらの成層した鉛直層の温度のコントラストは識別可能であり、モード水の水平移流を数千キロメートルにわたって追跡することができます。[ 61 ]モード水の形成は変動し、黒潮延長の流量強度と大気熱フラックス効率に大きく依存します。[ 62 ]熱流束プロセスでは、水温のコントラストを強めるフィードバックが発生することがあり、北半球の冬の終わりを過ぎても海面温度の特徴が続くことがあります。たとえば、晩春から初夏にかけて残留冷却された表層水では、南からの暖かく湿った空気が低層雲の形成と太陽放射の反射を引き起こし、一時的な海面冷却が長引くことがあります。[ 2 ]
黒潮続流は動的だが比較的不安定なシステムであり、関連する分岐緯度の変動は数年単位の時間スケールで発生する。これらの変動の原因と、それが表面流と総水輸送に及ぼす影響は広範囲に研究されており、最近の海面高度衛星高度計法の進歩により、より長い時間スケールでの観測研究が可能になっている。[ 63 ] [ 62 ]研究によると、分岐緯度が北寄りであるほど、歴史的に表面水輸送量とモード水形成量が増加し、冬季には日本と台湾の沿岸に近い場所で蛇行が少なく、より直接的な流路となることが示唆されている。[ 64 ]
気候変動、特に海面水温の上昇と塩分濃度の低下は、黒潮や太平洋を横断する他の西岸境界流の表面流を強めると予測されている。[ 2 ]温暖化する表層海洋の予測される影響は、大西洋と太平洋で異なる影響をもたらす可能性がある。大西洋では大西洋子午面循環の減速が予測される一方、黒潮を含む太平洋の西岸境界流は強まる可能性がある。これらの変化は、将来の海洋の表層の成層化の増加による風応力と表面温暖化の産物であると考えられている。 [ 6 ]具体的には、ハドレー循環内の西風の極方向への移動が予測されており、亜熱帯環流の風応力カールが増加する条件が作られると考えられている。これにより、総地衡循環が増加し、その結果、黒潮の北側の流れが強まり、一部の予測では流速がほぼ2倍になる可能性がある。[ 58 ]ただし、赤道付近の分岐点から黒潮続流まで、海流全体の流れが強まることが予測されています。さらに、過去 30 年間に観測された北東海流と南東海流の分岐緯度の南下は、西岸境界流の強化と一致しています。風の変化と環流の循環の増加、そして「現状維持」の人為的炭素投入シナリオが相まって、分岐緯度は今後も極方向への移動を続け、黒潮の強化に寄与すると予測されています。[ 2 ]
予測は、過去のデータと海洋モデルの出力を組み合わせた方法を使用して行われ、そのような研究の1つは、結合モデル相互比較プロジェクト（CMIP5）を使用して、黒潮が亜熱帯環流の北端と相互作用していることを示し、単純な環流の「スピンアップ」強制加速という古い予測とは対照的である。[ 6 ]モデル研究では、表層流の強化に伴って成層が増加することも示唆されており、黒潮のより深い層では反対の効果が発生する可能性があり、黒潮は減速すると提案されている。この変化を引き起こす正確なメカニズムは十分に解明されていないが、環流内の風応力の変化に加えて、表層付近の成層の増加が、表層と深層の海洋層の分離を強化し、温暖化する海洋に対する異なる反応を維持する可能性があると予想されている。[ 65 ]
黒潮は、流れに乗って航行すると時間と燃料の節約になるため、航路として有用である。しかし、流れに逆らって航行する船は、船体に逆らって流れる水の影響を補うために、より多くの時間と燃料を消費することになる。[ 66 ]
黒潮は多くの重要な漁業を支えています。マアジの個体群は、日本、韓国、台湾で最も重要な漁業資源の一つです。黒潮は台湾の北東から東シナ海の大陸棚斜面に沿って北東に流れ、マアジの卵と仔魚を日本の南部と本州に運びます。[ 67 ]これらの仔魚は捕獲され、養殖されて成魚になり、収穫されます。[ 68 ]その他の重要な漁業には、スケトウダラ、イワシ、カタクチイワシなどがあります。[ 69 ]
黒潮沿いには発展途上の港湾都市も数多く存在する。黒潮は歴史的に親潮と合流する多くの漁業を支えてきたことで知られているが、この地域は福島第一原子力発電所事故からの復興途上にある。2011年、マグニチュード9.0の地震が壊滅的な津波を引き起こした。[ 70 ]この津波は日本の海岸線200マイル以上を浸水させ、沿岸部の一部では海面を数メートルも急激に上昇させた。1万8500人以上が死亡し、福島第一原子力発電所で原子力災害が発生し、放射性セシウムが周辺海域に放出された。地元の水域が最も深刻な影響を受けたが、この放射性セシウムは黒潮と親潮の衝突によって形成される北太平洋海流によって北太平洋全体に運ばれた。[ 71 ]地元の漁業は船団の90%以上を失い、事故後1年間は操業を再開できなかった。地元経済は津波前の水準に戻ろうと努力しているが、今でも漁獲量は事故前の水準にはほとんど達していない。事故 現場から半径10km以内では漁獲が行われず、その区域外の漁獲物でさえ放射性物質の検査の対象となるため、漁業は時間と費用の両方を費やしている。[ 72 ]南三陸では2014年までに町の港と養殖施設のほとんどが復旧し、2018年時点で岩手県と宮城県の主要インフラの再建はほぼ完了していた。[ 73 ] 地元の日本の漁船団は2021年に22億1000万円（1934万2000米ドル）以上の価値のある5928トンの水産物を水揚げした。[ 73 ]
黒潮の変化と温暖化はゴンドウクジラの回遊に影響を与えている。これらの動物は珍味とされているが、狩猟は厳しく規制されており、回遊時期の変化はこれらの動物を収入源としている人々に影響を与えている。[ 74 ]管理慣行では、これらの動物を保護することと、地元の狩猟者への潜在的な経済的影響を認識することを考慮しなければならない。
貧栄養の
海流
が黒い流れと呼ばれるのは、