クロロフィル濃度と透明度：植物プランクトン量から海の透明度を読む
2026-03-16
クロロフィル（葉緑素）濃度は、海水中の植物プランクトン量を示す指標です。プランクトンが多い＝水が緑がかって濁る、というのが一般的なイメージですが、実際のデータを分析してみると、必ずしもそう単純ではありませんでした。46,000件以上のダイブログと衛星データをマッチングして、クロロフィルと透明度の本当の関係を明らかにします。
15.2m
低クロロフィル
13.2m
中クロロフィル
14.7m
高クロロフィル(!)
クロロフィル濃度別の平均透明度
| クロロフィル濃度 | 平均透明度(m) |
|---|---|
| 低（< 0.5 mg/m³） | 15.2m |
| 中（0.5–2 mg/m³） | 13.2m |
| 高（> 2 mg/m³） | 14.7m |
「高クロロフィルなのに透明」の謎
原因：サイト特性の混在
この逆転現象の主な原因は、与那国島のような透明度が元々高いサイトが、地理的な特性（黒潮の影響や湧昇流）により比較的高いクロロフィル濃度を示すことにあります。与那国島は平均透明度24.5m（全サイト1位クラス）でありながら、衛星で測定されるクロロフィル濃度も高めです。
統計的な交絡
クロロフィル濃度だけで透明度を予測しようとすると、サイトの地理的特性（緯度、外洋度、海底地形）という交絡因子に惑わされます。これが、単純なクロロフィル→透明度の相関がKd490ほど強くならない理由です。
Kd490との比較：なぜKd490の方が優れるか
同じ衛星データでも、Kd490はクロロフィルよりも透明度予測において強力です。Kd490はAIモデルの重要度3位ですが、クロロフィルはそれより低い順位です。
| 指標 | 最良vs最悪の差 | AI重要度 | 単調相関 |
|---|---|---|---|
| Kd490 | 12.0m | #3 | はい |
| クロロフィル | 2.0m | 低め | いいえ |
Kd490は光の減衰を直接測定するため透明度との因果関係が明確ですが、クロロフィルは間接的な指標（プランクトン量→濁り→透明度低下）であり、途中に交絡因子が入り込みやすいのです。
クロロフィルが役立つ場面
同一サイト内の時間変化
交絡因子の問題は「異なるサイト間の比較」で起きます。同じサイトの時系列で見れば、クロロフィルの急上昇は春濁りや赤潮の指標として有効です。例えば伊豆半島では春のクロロフィル上昇と透明度低下が明確に連動します。
AIモデル内での補助
AIモデルはクロロフィルを他の特徴量と組み合わせて使います。単独では弱くても、サイト情報や季節情報と組み合わせることで予測に貢献しています。
まとめ：衛星データの使い分け
- ダイビング前の透明度チェック → Kd490を優先
- 春濁り・赤潮の予兆把握 → クロロフィルが有効
- 最も正確な予測 → 両方を含むAIモデルを利用
データについて
クロロフィルデータはNOAA ERDDAP（VIIRS/SNPP衛星）から取得。透明度データは全国46,000件以上の実測ダイブログを使用。クロロフィル濃度は対数変換値（chlorophyll_log）としてAIモデルに入力されています。
参考：NASA Ocean Biology Processing Group (https://oceancolor.gsfc.nasa.gov/)