2020年10月27日火曜日

原発は海を温める!?_その5 Nuclear power warms the sea !?_No. 5 2020-10 #1

さていよいよ本題の、原発が海を温めているかどうかの検討であるが、前回(その4)で述べた対馬海流の各海域への影響を念頭に書き進めて行きたい。

前々回(その3)に掲載した図の一部を、重複するのを承知で、下に示す。

日本海中部と対馬海流の上流部分である日本海南西部の温度変化を比べると、押しなべて見て1970年から2010年までの40年間の温度上昇がこの100年間の温度上昇の差を作っている事が読み取れる。

日本海南西部と東シナ海北部を比べた時、日本海南西部での1970年から2010年までの40年間の温度上昇がやや大きいように見えるが、年次変動が大きくはっきりした傾向は読み取りにくい。

実は、海水面の温度の測定がその海域のどの場所で何か所測られたものであり、どのように平均値を得たものかは皆目分からない。しかし、一応海域全体に均等に分布した地点で測定されたものであるとすると、下記のような推測が成り立つ。

原発からの排水が海水面の温度上昇に寄与しているとすると、先回書いたように、日本海中部での温度上昇の傾向は海域の西側に戻ってくるまで保持される。

一方日本海南西部への原発の排水の影響は殆どが福井沖と石川沖で、影響を受ける観測地点の数は限られていると考えられる。

そのように考えると、島根・福井・石川・新潟の原発からの排水が日本海中部の海水面の温度を日本海南西部よりも2010年(2011年)まで上げていた可能性は十分にある。

Now, let's move on to the main subject of whether or not nuclear power plants are warming the ocean.

A part of the diagram that was published in the previous (Part 3) is shown below, knowing that it is duplicated.

Comparing the temperature changes in the central Sea of Japan and the southwestern part of the Sea of Japan, which is the upper reaches of the Tsushima Current, it can be read that the temperature increase during the 40-year period from 1970 to 2010 makes up the difference in temperature increases during the last 100 years.

When comparing the southwestern Japan Sea and the northern part of the East China Sea, the temperature rise in the southwestern Japan Sea during the 40-year period from 1970 to 2010 appears to be slightly larger than that in the northern part of the East China Sea, but it is difficult to read a clear trend due to large annual variations.

In fact, the measurements of sea surface temperature were taken at several locations in the sea area, so it is not clear how the average value was obtained. However, the following conjecture can be made if the measurements were taken at evenly distributed points in the entire ocean.

If the effluent from the plant is contributing to the rise in sea surface temperature, the temperature rise trend in the central Japan Sea will continue until it returns to the west side of the ocean, as I wrote earlier.

On the other hand, the influence of the plant's drainage to the southwest of the Sea of Japan is mostly off the coasts of Fukui and Ishikawa, and the number of observation points affected by this phenomenon is considered to be limited.

This suggests that effluent from the Shimane, Fukui, Ishikawa, and Niigata plants may have raised sea surface temperatures in the central Japan Sea to a higher level in 2010 (2011) than in the southwestern Japan Sea.

Translated with www.DeepL.com/Translator (free version)

Some corrections were added by the author.

Following sentences are translated with "DeepL" and some correction was added as well as above. 



原発からの排水が海を温める可能性についての計算は2010年の時点での出力(発電能力)を用いて計算したが、1970年から2010年(下の図では2009年まで示した)までの発電量の推移を示したのが下の図である。1980年から2000年にかけての発電量(発電能力)の増加が大きい事が読み取れる。

The calculation for the possibility that wastewater from nuclear power plants could warm up the sea was done using the power output (generating capacity) as of 2010, and the figure below shows the evolution of power generation from 1970 to 2010 (shown until 2009 in the figure below). It can be read that the increase of generation from 1980 to 2000 is large.


この図の元のデータはウィキペディア(URLは下記)から取り出した。

https://ja.wikipedia.org/wiki/%E6%97%A5%E6%9C%AC%E3%81%AE%E5%8E%9F%E5%AD%90%E5%8A%9B%E7%99%BA%E9%9B%BB%E6%89%80

そしてこの上昇傾向は上の図で日本海南西部と比べた日本海中部の1970年頃から2010年辺りまでの温度上昇の傾向と(何となく)似ている。

そして、日本海中部の海水面の温度は2011年の原発停止後(5年移動平均の値であるが、約 0.4℃下がっている。

では、それら日本海側の原発群から排出されたエネルギーが実際に海水面の温度を上昇させるほどのものか計算してみた。

計算に用いた元の数値と計算結果は下記のとおりである。

原発からの排出エネルギーは単純に出力を2倍にした。

原発の稼働率はもう少し高いかも知れないが、どこかに65%と言う数値があったので、65%とした。

対馬海流の流量であるが、下記のサイトの中に以下の記述があったので、2.65×106m3/sを用いた。

https://www.data.jma.go.jp/gmd/kaiyou/shindan/sougou/html_vol2/2_2_4_vol2.html

「Fukudome et al.(2010)は、船舶に搭載した超音波式ドップラー多層流速計による1997年2月~2007年2月の観測結果から、対馬海峡を通過する流量は、平均すると2.65×106m3/sで、月平均の最大値は10月で3.10×106m3/s、最小値は1月で2.01×106m3/sであったとしている。」

The original data for this figure was taken from Wikipedia (URL is below).

https://ja.wikipedia.org/wiki/%E6%97%A5%E6%9C%AC%E3%81%AE%E5%8E%9F%E5%AD%90%E5%8A%9B%E7%99%BA%E9%9B%BB%E6%89%80

This upward trend is (vaguely) similar to the trend of temperature rise in the central Japan Sea from around 1970 to around 2010 compared to the southwest Japan Sea in the above figure.

And the sea surface temperature in the central Japan Sea has decreased by about 0.4 degrees Celsius (five-year running average) since the plant was shut down in 2011.

Then, the author calculated whether the energy emitted from the nuclear plants on the Japan Sea side of the island is actually enough to increase the sea surface temperature.

The original value and the results of the calculations are as follows

The author simply doubled the output of the energy emitted from the plant.

The plant's operation rate could be a little higher, but I found a value that is said to be 65% somewhere, so I set it at 65%.

As for the flow rate of the Tsushima Current, I used 2.65 x 106 m3/s because I found the following description in the following website

https://www.data.jma.go.jp/gmd/kaiyou/shindan/sougou/html_vol2/2_2_4_vol2.html

Fukudome et al. (2010) found that the average flow rate through Tsushima Straits was 2.65×106m3/s, with a monthly average maximum value of 3.10×106m3/s in October and a minimum value of It states that in January it was 2.01 x 106 m3/s.


原発からの排熱が対馬海流の深さ200mまでの全体を温めているとすると0.00266℃上昇させていた、と言う結果になった(深さ200mと言う数字も気象庁のサイトから採用した)。

ここでは原発の発電量の2倍のエネルギーが海中に捨てられているとしてエネルギーから計算したが、もう一つよく見かける説明として、100KWhの発電所は7℃温度の上がった排水を70t/s 海に放出している、と言うのがある。
その数字を使って計算して見たのが下の図である。

Assuming that the waste heat from the plant was heating the entire Tsushima Current up to the depth of 200m, the result was an increase of 0.00266°C (the value of 200m depth was also adopted from the JMA website).

Here the author calculated on the basis that nuclear power plant discharges twice the amount of energy generated by a nuclear power plant.

However, there is another common explanation saying that a 100KWh power plant discharges 70 t/s of wastewater with a temperature rise of 7 degrees Celsius into the sea.

The figure below shows a calculation using those values.

若干違うが、大体同じ数字になった。

ただしかし、 0.4℃と0.0027℃では数字に随分開きがある。

海面近くで排出された温水がどの位拡散するのかが焦点だが、この点についても議論して行くと長くなりすぎるので次回に検討したい。

Results are slightly different, but they are roughly the same.

However, there is a significant difference between 0.4°C and 0.0027°C.

The focus is on how much the hot water discharged near the sea surface diffuses, but the discussion on this point will be too long, so the author like to discuss it next time.