令和6年度第1回気象データのビジネス活用セミナ（データ解説編）
令和6(2024)年8月5日

雨量から指数へ~解析雨量、降水短時間予報~

大気海洋部 業務課 気象技術開発室

気象情報が扱う現象のスケールとそれに応じた予測手法［空間スケール］

大気中の現象（擾乱）等の現象は特有の空間・時間スケールを持っている

小さな規模の現象はより大きな規模の現象の一部となっており、その影響を受けている10000km

ブロッキング
天気図で表せる

運動学的手法降水域の移動や発達衰弱の傾向
を時間延長して予測(補外予測)。
物理的な厳密性はないものの、計算結果が早い。
時間が経つと急に精度が落ちる。

低気圧

1000km
レーダーで
観測できる

100km

10km

前線
集中豪雨

数値予報

数百キロ程度の領域のどこかで発生することは数値予報で予測可能

1km

空間的・時間的に規模の小さな現象ほど、
いつ・どこで発生するか予測することは困難

竜巻
ダウンバースト

１分

台風

数値予報で予測可能

積乱雲

運動学的手法が効果的

100m

高気圧

１時間

１日

１週間

物理法則に基づき、
風、気温、水蒸気など大気の状態を予測。
精密だが、計算結果が遅い。
また小さなスケールの現象が不得意。スピンナップも。

［時間スケール］

2

気象庁が発表する防災気象情報

今の数値予報がまだ不得意な「数時間先まで」の「激しい現象」を予測する技術が必要

常時定期的に発表
予報プロダクト

週間天気予報天気予報
運動学的手法より早い段階でいつどこでどの程度の現象となるか把握する必要

1週間前

2日～1日前

降水15
時間予報

降水短時間
予報
降水・竜巻発生確度・
雷ナウキャスト

6時間前

解析雨量

直ちに使える
プロダクト
が必要

1時間前

運動学的手法特別警報
顕著な大雨に関する情報
記録的短時間大雨情報
土砂災害警戒情報

数値予報、統計的ガイダンス
災害発生の可能性が高まったとき
随時発表
防災気象情報指定河川洪水予報
警報・注意報(大雨に関する）○○県気象情報
台風に関する気象情報（台風予報）
早期注意情報（警報級の可能性）

竜巻注意情報キキクル（危険度分布）3

雨に関するプロダクト~解析、運動学的手法による予測~
プロダクト名

更新間隔／
更新時刻

出力要素／
出力時間

①解析雨量

正規版：
30分毎／約15分後
速報版：
10分毎／:約6分後

1時間降水量②降水短時間予報

正規版：
30分毎／約18分後
速報版：
10分毎／ 約8分後

1時間降水量／6時間先まで

降水15時間予報

1時間毎／ 約19分
後

1時間降水量／7～15時間
先まで

メッシュ
サイズ

気象庁HPのページ
提供開始年

気象庁レーダー（Cバンド）、
国交省レーダ雨量計※（Cバンド）、AMeDAS、部外雨量計、

JMA HP「今後の雨」
正規版：平成18年3月
速報版：平成29年7月

上のデータに加えて、MSM（1時間降水量、風、気温、比湿）
LFM（1時間降水量）
MSM・LFMガイダンス（平均降水量、最大降水量）

JMA HP「今後の雨」
正規版：平成18年3月
速報版：平成30年3月

5km

MSM ガイダンス（平均降水量、最大降水量）
LFM ガイダンス（最大降水量）

JMA HP「今後の雨」
平成30年6月

解析積雪深・解析降雪量、 1時間毎／約22分後 積雪深・1時間降雪量
降雪短時間予報
予報は、0～6時間先まで5km

解析雨量/降水短時間予報、積雪計、
LFM(地上気温・湿度・風速等)

JMA HP「今後の雪」
解析：令和元年11月
予測：令和３年11月

高解像度降水ナウキャスト 5分毎／約4分後（解析＆予測）30分先までの 気象庁レーダー（Cバンド）、
陸上は250m、 国交省レーダ雨量計※（X/Cバンド）、それ以外は1km AMeDAS、部外雨量計、WINDAS、
地上・高層観測、GNSS可降水量等

雷ナウキャスト

5分毎の降水強度・降水量／0～60分先まで10分間隔／約5分後 10分間の雷活動度と発雷の 1km
可能性／0～60分先まで

竜巻発生確度ナウキャスト 10分間隔／約5分後 10分間の竜巻発生確度／
0～60分先まで

降水ナウキャスト

1km

主な入力データ

10km

降水強度；
降水強度・10分間降水量／ 1㎞
5分毎／約4分後
60分先まで10分間降水量：
10分毎／約5分後

JMA HP「雨雲の動き」
平成26年8月

気象庁レーダー（Cバンド）、
LIDEN,ひまわり等

JMA HP「雨雲の動き」
平成22年5月

気象庁レーダー（Cバンド）、
MSM/LFM突風関連指数

JMA HP「雨雲の動き」
平成22年5月

気象庁レーダー（Cバンド）、AMeDAS 等

平成23年3月(5分化)
平成16年6月※「国交省レーダ雨量計」は国土交通省が設置する雨量を観測するレーダーです。
降水ナウキャストの気象庁HPでの表示は令和3年2月24日に終了しました。1時
間先までの降水の強さは「雨雲の動き」のページで高解像度降水ナウキャストをご覧
ください。

4

①解析雨量とは• 国土交通省水管理・国土保全局、道路局と気象庁が全国に設置している気象レーダーと、
アメダスおよび自治体等の地上の雨量計を組み合わせて、1時間降水量の分布を1km四方の細かさで解析したもの• 解析雨量は、降水状況の監視に利用されるほか、降水短時間予報や指数（土壌／流域／表面）の計算にも利用される• 平成29年7月に、従来の30分ごとに作成される解析雨量に加えて、速報性を重視し、10分ごとに解析を行う「速報版解析雨量」も運用開始。
気象レーダー

地上雨量計

解析雨量

5

解析雨量の概要

観測 1-2-

気象レーダーと地上の雨量計の観測の結果を組み合わせ、１km四方の細かさで解析した雨量．

1

気象レーダーの観測（面的な強度観測）

アメダス・国交省・自治体等
雨量データ（点の量観測）

気象レーダー

地上雨量計

雨の降る領域・強度を面的に観測地点ごとの正確な雨量を観測※正確な雨量を求めることは困難※面的な広がりで捉えることは困難

活用している気象レーダー
気象庁：20基
国土交通省：26基

活用している地上雨量計
気象庁：約1,300点
国土交通省：約3,400点
都道府県：約5,800点
合計 約10,500点

長所を併せ
持つ

解析雨量
詳細な雨量分布※気象レーダーにより、雨の降る領域を面的に捉え、これを地上雨量計で観測した正確なポイン
ト雨量で補正１㎞四方格子、30分間隔で解析出力。
処理等に15分程度を要する。

6

解析雨量の処理の流れ

解析雨量の処理概要

雨量計のあるメッシュでは，観測雨量が再現できるように，
雨量計のないメッシュでは，レーダー雨量の強弱分布が再現できるように入電〆切 09分,39分頃 前１時間値
雨量計による校正

全国合成 気象庁20

国交省26
レーダーを合成

雨量計

レーダー

レーダー
品質管理

レーダー
1時間積算

①レーダーデータの変換・品質管理・積算• 地形エコー等（クラッタ）の除去、ブライトバンド処理、サイ
ト別異常格子マップによる処理、レーダーサイト周辺のエコー強度の推定、異常データの判定• 気象庁レーダーの積算• 国交省レーダーに対する処理（気象庁レーダーと同じ品質管理処理を行う）、国交省レーダーの変換・積算

一次解析（探知域全体の補正）②一次解析（探知域全体の補正）• 品質管理済みのレー
ダー積算雨量に、雨量係数を掛けて、雨量1次解析値に変換

レーダーサイト毎に解析

二次解析（局所的な補正）③二次解析（局所的な補正）• 陸上の格子は，雨量一次解析値を雨量計
雨量でさらに較正し，信頼性の高い雨量二次解析値に変換

解析雨量④全国合成• 雨量解析値（陸上格子は二次解析
値，海上格子は一次解析値）を全国をカバーする領域で合成• 雨量計がある格子に雨量計雨量を置き換え・埋め込み、解析雨量を作成

全国一括に解析7

レーダーの誤差の例

蒸発強化• レーダーの観測高度より低いところに雨雲があると捕えられない• 地形により低い高度で強化• 途中で雨が蒸発して、地上では雨量を観測しない（上空エコー）• 上空の風で降る位置が変わる

異常伝搬

０℃
融解層

• 雪から雨に変わる高度でレーダー反射
強度が異常に強まる(ブライトバンド)• 電波の異常伝搬により地形エコーやシークラッタが映る• その他（強雨減衰、航空機、鳥・虫、樹木）

8

解析雨量の一次解析

レーダー雨量 E を アメダス雨量 R で補正
一般に : E(x,y,t)R(x,y,t)

降水量

E１(x,y,t) = F(x,y,t) × E(x,y,t) ～R(x,y,t)
解析雨量（一次）E1
× 雨量係数 F

レーダー観測領域全体として、平均的に雨量計の観測から推定される降水分
布に一致するようなレー
ダー雨量係数（F）を決定するため、アメダスとアメダス格子のレーダーデータの比を求めて平均する。

レーダー雨量 E
アメダス雨量 R

9解析雨量の二次解析①全ての雨量計格子毎に、仮の二次補正係数を計算
R(i) = C2(i)×E1(i)

一次解析値

雨量

雨量計格子

R(i) ：雨量（雨量計）
E1(i) ：雨量一次解析値
C2(i) ：仮の二次補正係数②陸上の全ての格子毎に、二次補正係数を計算
東西南北50km以内に含まれる、①で計算した仮の二次補正係数を重
み付内挿

C2(3)

C2(1)

C2(2)

10

解析雨量における精度比較（アメダス検証）

アメダス真上の格子で比較

格子ずれを含めて比較

y=x
y=0.892x+0.344

y=x
y=0.938x+0.163

相関係数 0.920

解
析
雨
量

相関係数 0.975

解
析
雨
量

雨量計観測値

雨量計観測値（検証方法）
アメダス観測点の2割程度を使用せずに解析雨量を作成し、その地点の観測雨量と解析値をプロットする。
（結果）
１格子ずれを含めると、相関係数0.975の高い精度が期待される。

11

速報版解析雨量
50分間解析雨量作成処理
1時間前から10分前観測データを使う
全雨量計

レーダー

品質管理・
50分間積算

一次・
二次解析

全国合成
雨量計による置き換え・埋め込み

速報版解析雨量は精度維持と速報性のため、実時間での解析である50分
間解析雨量と、10分前の解析を使う10分間解析
雨量を組み合わせて1時
間雨量を作成する。

10分間解析雨量用の雨量換算係数作成処理
1時間10分前から10分前観測データを使う
全雨量計

レーダー

品質管理・
1時間積算

一次・二次解析

雨量換算係数

速報版解析雨量

10分間解析雨量作成処理

その時刻の
レーダー

従来型 Z-R

二重偏波情報利用 KDP-R
品質管理・
雨量解析
10分間積算

その時刻の
アメダス

全国合成
雨量計による置き換え

速報版は10分前の雨量換算係数で補正するが、以下のレーダーサイトでは二重偏波情報を利用した雨量解析手法（KDP-R）も利用する
二重偏波情報を利用しているレーダーサイト
東京、釧路、仙台、名古屋、福井、大阪、広島、福岡、種子島、室戸岬、沖縄、松江

12

二重偏波情報を利用した降水強度推定の導入

二重偏波レーダーの仕組み
偏波間の位相差

降水強度を正確に推定
偏波間の振幅の比大強※雨粒の扁平度合いが大きいほど※水の中で電波が遅れる性質から、垂直偏波に比べて水平偏波は進行が遅れる。 雨粒が大きいという性質がある。

二重偏波レーダーへの更新により、反射強度の情報に加え、以下の新たな観測情報が利用可能となる。
偏波間の振幅の比の情報→ 振幅の比から雨粒や非降水性粒子の形状がわかることを利用した品質管理

偏波間の位相差情報→ 電波の経路上で生じる位相差を活用して反射強度の減衰量を推定→ レーダーからの距離ごとの位相差の変化量から強い降水をより高精度で推定

解析雨量、降水短時間予報の初期値に導入

降水強度

雨粒の扁平度合い弱

雨粒の大きさ小①品質管理能力が大幅に向上しノイズと区別した弱い雨の情報を抽出従来

二重偏波情報利用従来

二重偏波情報利用従来

二重偏波情報利用

レーダー更新時に適用済み②雨による電波の反射強度の減衰の影響（過少評価）を補正した降水強度分布を作成レーダー更新時に適用済み③雨粒の大きさではなく雨の量を測ることでより高い精度で強雨域の降水強度推
定

位相・振幅の比の変動情報→ ノイズや地形等からの散乱波は位相・振幅が安定せず変動する性質を利用して品質管理

13

二重偏波利用による速報版解析雨量の精度改善～雨量計との比較による精度評価～
二重偏波利用サイトを1サイトから10サイトに拡大した際に利用拡大前後で精度を比較したところ、若干上回る精度となった
利用拡大前 : RMSE 1.861, 相関 0.935, 回帰直線の傾き 0.824

速報版解析雨量（利用拡大後）

速報版解析雨量（利用拡大前）

利用拡大後 : RMSE 1.850, 相関 0.936, 回帰直線の傾き 0.827（解析に使用しなかった）雨量計の雨量（解析に使用しなかった）雨量計の雨量

二重偏波情報利用サイト
利用拡大前：東京のみ（R4.3より利用）
利用拡大後：釧路、仙台、名古屋、福井、大阪、広島、福岡、種子島、室戸岬を追加（R5.5より利用）※R6.8現在、沖縄と松江の2サイトでも二重偏波情報を利用
14解析雨量を利用する上での注意点

1. 強い雨に対しては、1mm/h単位の精度を持たない
2. 数格子程度の位置ずれを生じることがある

解析雨量の精度に起因

3. 水平スケールが小さく，激しい対流性の降水では精度がやや落ちる
4. 高度2000m以下の層雲からの降水は完全には捕捉出来ない
5. レーダービームの遮蔽や減衰などによる誤差は完全にはカバー出来ない6. レーダーの異常データが取り込まれることがある

レーダーの観測特性に起因

7. グランドクラッターの消え残りが大きな解析雨量となることがある
8. シークラッターが解析雨量に取り込まれることがある（特に沖合い）
9. 解析雨量と、その格子内の雨量計データはかなり異なることがある（解析雨量の方が雨量が大きくなる場合がある）

雨量計の利用方法に起因

15

②降水短時間予報（降短）とは•最新のレーダー雨量を初期値とし、過去の解析雨量から求めた雨域移動速度を用い、地形による雨雲の発達や衰弱を加味して予測した降水量（実況補外予測：EX6）と、LFMとMSMの降水量予測値（ガイダンスま
たはGPV）を重み付き平均した降水量予測値（MIX）とを組み合せることにより、６時間先までの１時間ごとの降水量を１km四方で予報するもの•

平成30年3月に、従来の30分ごとに作成されるものに加えて、速報性を重視し、10分ごとに作成する「速報版
降水短時間予報」が開始された。
EX6

MIX

降短

16

降水短時間予報の処理の流れ
初期値
作成

初期値作成
○ レーダーエコー強度と雨量換算係数（解析雨量の作成過程で算出）から、雨量強度合成値（瞬間値）を算出
移動ベクトルの推定○ パターンマッチングによる移動ベクトル算出

結合

(MRG)

実況補外型予測（EX6）

地形性降水量の推定○ 地形の影響を受けている降水域をMSMから推定

補外型予測と数値予報の降水量予測を組み合わせ、結合型予測○ 実況補外予測とMIXの精度評価（FT3、全国１３領域）○ 精度の重みで結合

降水変化率の推定○ 直前の降水傾向から盛衰をパラメータ化し、外挿予測○ 数値予報降水による推定
降水量予測の計算･積算○ 初期値（非地形性降水）を移動ベクトルによって移動○ 盛衰の加味・山越え判断○ 1時間積算値を6時間先まで計算

17降水短時間予報は結合型予測 MRG• 目先1～3時間の予測は，実況補外が有効• 数時間先からは数値予報モデルが有効
両者の利点を活かし

実況補外予測と数値予報を、精度によって加重平均
天気予報の品質

実況補外型予測 EX6結合型予測 MRG

※ガイダンスはR02年6月から利用開始。

ガイダンス・数値予報
MIX

持続予報
0

3

6

9

12

15

18

予報時間（時間）

天気予報の品質（精度×きめ細かさ）と予報時間の関係の模式図

18

降水短時間予報の検証結果

2023年夏季の統計検証
降水短時間予報
EX6：実況補外
MIX: MSMとLFMのブレンド
MSM平均降水量ガイダンス
LFM平均降水量ガイダンス
持続予報

・降水短時間予報は、単一手法よりも統計的な精度が高い。

スレットスコア

・予報期間の前半は実況補外の精度が良いが、後半は数値予報モデルを使った予測精度の方が良い

期間：2023年6～8月、領域：日本の陸上のみ
条件：5㎞平均で1㎜以上の雨量を対象

19

降水短時間予報の特性

全般•

一般に、最新初期値の方が過去初期値より精度が高い

目先(1～3h程度)の予報: EX6 の比重が大きい•

大規模な降水系に対する予測は信頼性が高い•

急激に発達・衰弱する小規模な降水の予測精度は不十分⇒

量的予報に利用可能だが、実況監視も必要

高頻度で更新するナウキャストも有効

予報後半(4h以降): 徐々に数値予報の比重が大きくなる•

EX6・数値予報単体よりも、平均的な精度が高い•

降水域が広がったり、強雨域が表現されにくい傾向がある
加重平均の欠点•

場合によって不自然な降水分布になることがある
予報値間のばらつきの問題⇒ MSM・LFM の監視、位置ずれ等の考慮が有効⇒ 量的予報というよりは、降水系全体の動きの把握に利用する

20

速報版降水短時間予報の概要

従前より高頻度かつ迅速な降水短時間予報• 高頻度化2018/3/5～

o 30分毎の作成から10分毎の作成に。

• 迅速化
o 現在の30分ごとの降短は初期時刻の約18分後に提供しているが、速報版では約10分早く、初期時刻の約8分後に提供。

• 基本的に従前の降水短時間予報と予測手法は大きく変わらないが、速報版解析雨量で作成した初期値を用いて予測を行うため、やや精度が落ちる。
• H30年3月から本運用開始。土壌雨量指数の計算に利用されている。
• 気象庁HPに1時間雨量予測を掲載：「今後の雨」 2018/6/20～

21

速報版降水短時間予報の初期値の作成手法

速報版用雨量換算係数作成処理
1時間10分前から10分前観測データを使う
全雨量計

レーダー

品質管理・
1時間積算

一次・二次解析速報版初期値

雨量換算係数

初期値作成処理
従来型

その時刻の
レーダー

品質管理

雨量解析
全国合成
埋め込み

その時刻の
アメダス

二重偏波
情報利用
品質管理

雨量解析

※R5.10.26より、従来型と二重偏波情報利用を併用して初期値を作成
その後も順次利用サイトを拡大

22

速報版降水短時間予報への二重偏波情報利用による効果

速報版降水短時間予報については、R5.10.26に二重偏波情報の利用を開始

二重偏波情報利用後の予測（1時間先）では、より解析
雨量に近い分布になっている。

配信資料に関する技術情報第 617号よりスレットスコア：適中率を示す指標で１に近くなるほど予測精度が高い。
バイアススコア：予測頻度を示す指標で１のとき予測頻度が実況頻度と一致、１より小さいとき予測頻度が過小、１より大きいとき予測頻度が過大。

二重偏波情報利用後でも1時間先の予測結果の適中率はほとんど変わらないが、強雨では利用後の方がやや精度が改善されている。予測頻度を見ると弱雨の過大傾向が改善されているが、強雨の過少傾向がやや強まっている。や強雨の過少傾向が改善されている。
※2024.9.20修正

23

解析雨量・降水短時間予報・・・おわり• ご清聴いただき、ありがとうございました。
• 続いて、キキクル（警報の危険度分布）の判定に用いる指数に関する話題です。

2024年8月5日

WXBCセミナー（データ解説編）

雨量から指数へ土壌雨量指数・表面雨量指数・流域雨量指数
大気海洋部 気象リスク対策課

橋口 祥治

目次
1. イントロダクション
2. 指数
•
•
•
•

タンクモデル
土壌雨量指数の概要と特徴
表面雨量指数の概要と特徴
流域雨量指数の概要と特徴

3. 基準と危険度• 警報等の基準の考え方• キキクル（危険度分布）

4. 指数・危険度の精度検証• 指数・危険度の予測精度• 危険度と災害発生との統計評価• 近年の大雨事例での検証

イントロダクション

大雨による災害リスクのある場所
大雨によって起こる災害の種類は、場所によって異なります。それぞれの場所に応じて必要な防災気象情報を活用することが重要です。
急傾斜地や渓流の付近→「土砂災害」のリスク
ひとたび発生すると命に危険が及ぶ

山間部等の中小河川沿い→「外水氾濫」のリスク
河川沿いの家屋が流される

都市部の周囲より低い場所、住宅の地下室や道路のアンダーパス→「氾濫型の内水氾濫」のリスク
場所によっては命にかかわることも堤防の高い河川の周辺や河川の合流点付近→「湛水型の内水氾濫」のリスク

都市部の中小河川→「外水氾濫」のリスク

大河川の周辺→「外水氾濫」のリスク低い土地では特にリスクが高い

急激な水位上昇を伴う

甚大な被害につながるおそれ28

誘因と素因●必ずしも雨量が多い場所で災害が発生しているわけではない。
誘因：直接災害を引き起こす動的な発生要因
素因：災害の発生・拡大に関する潜在的な環境要因
降雨

誘因
素因

自然的素因：土地条件
社会的素因：土地利用

土壌の性質
植生等から生じる崩れやすさ傾斜

傾斜（排水効率）
都市化の状況
下水道整備率

流域特性
堤防の高さ

土砂災害

浸水害

洪水災害

災害発生・拡大
大雨によって引き起こされる災害は、「素因」の影響も大きい。
29

災害リスクと3つの指数○ 災害をもたらすような現象に対して、降った雨の量だけに着目するのではなく、降った雨が「素因」の影響を受けて、どのような振る舞いをするかに着目。

雨によって災害リスクが高まるメカニズム

洪水災害のリスク30

雨に関する警報の発表基準に用いる指標の変遷○ 当初、雨に関する警報は、「雨量」のみを用いて危険度の高まりを評価し、発表を判断。
○ 平成20年から「雨量」に加え、土砂災害・洪水災害の危険度の高まりを評価する指標として「土壌雨量指数」及び「流域雨量指数」も発表基準に導入。平成22年からは大雨警報(土砂災害)と大雨警報(浸水害)を区別した発表を開始。
○ 平 成 29 年 7 月 か ら は 「 表 面 雨 量 指 数 」 の 導 入 と 「 流 域 雨 量 指 数 」 の 精 緻 化 に よ り 、
土砂災害・浸水害・洪水災害の危険度の高まりを３つの「指数」で評価し、警報発表を判断。
時期

大雨警報（土砂災害）

大雨警報
（浸水害）

洪水警報

※ 平成22年から大雨警報(土砂災害)と大雨警報(浸水害)を区別した発表を開始。

～2008年(平成20年) 5月

2008年(平成20年) 5月

2017年(平成29年) 7月
2019年(令和元年) 6月

雨

土壌雨量指数

土壌雨量指数

雨量

量

雨量

5km
格子

（大雨警報の発表基準への導入
以前から、平成12年7月より
土砂 災害 に対す る一層の警戒 を呼 びかけ る警報の切替えに利用。）※ 大河川については指定河川洪水予報を別途発表+

流域雨量指数5km
格子(長さ15km以上の約4,000河川のみ)

表面雨量指数1km
格子

流域雨量指数1km
格子(国土数値情報に登録された
全国の約21,400河川)

1km
格子
31

雨量の予報から災害危険度の予報へ

雨量

今後の雨（降水ナウキャスト・降水短時間予報）

民間事業者

気象庁

土砂災害

浸水害

洪水

(大雨警報(土砂災害)の危険度分布)(大雨警報(浸水害)の危険度分布)(洪水警報の危険度分布)

2時間先までの予測

1時間先までの予測

土砂キキクル

注意（警戒レベル2相当）
・避難行動の確認が必要
・注意報に対応する危険度の高まり

浸水キキクル

警戒（警戒レベル3相当）
・自治体が高齢者等避難を発令する目安
・警報に対応する危険度の高まり

危険（警戒レベル4相当）
・自治体が避難指示を発令
する目安
・土砂災害警戒情報に対応する危険度の高まり

洪水キキクル
3時間先までの予測

災害切迫（警戒レベル5相当）
・自治体が緊急安全確保を発令
する目安
・特別警報に対応する危険度の高まり

32

危険度評価の考え方
降雨から災害発生に至るまでの過程

基準設定に用いる災害データ（被害数）は社会インフラの影響を受けた結果であるため，過去の災害実績をもとに基準値を設定することで，社会インフラの影響も基準値に一定程度反映させることができる

33

タンクモデルタンクモデルについて○ 降雨の地下浸透や河川への流出といったプロセスを「タンクモデル」で模式化し、各々の災害リスクの高まりを指数化○ 地質に応じてパラメータ変更したり、都市域・非都市域で異なるタンクモデルを用いたりすることで素因を考慮している35

タンクモデルの原理
流域を幾段か（3段や4段の例が多い）のタンクにおきかえ、タンクに1～2個の横穴と1個の底穴を設けて、「横穴からの流出→河川流出」「底穴からの流出→より深層への浸透」になぞらえたモデル
タンクモデル
基本形

r

タンク流出 q=Rh

h

連続の式

q

はじめに降った雨は目に見えた流出にならないことが多い

流出はある程度の雨が降った後急速に大きくなることが知られている

少し高い位置に横穴をあけるh0hq=R(h-h0)
初期損失タンクモデル

r-q=dh/dt

横穴をもう1つあける

h1h

R：穴の比例定数h：タンク水位r：降雨

流出の遅れの効果

タンクを直列に並べる

q1=R1(h-h1)q2=R2h

流出の非線型効果の再現

下 方のタ ンクほ ど
応答が遅くなる

直列タンクモデル36

直列3段タンクモデル
Ishihara and Kobatake (1979)をベースとし、各指数の算出で使用
直列三段タンクモデルと石原・小葉竹の５種類のパラメータ
No.
1
2
3
4
5

河川名
（地域）

地質
（特性）

L1
(mm)

L2
(mm)

L3
(mm)

L4
(mm)

F1
-1
(hr )

F2
-1
(hr )

F3
-1
(hr )

R1
-1
(hr )

R2
-1
(hr )

R3
-1
(hr )

R4
-1
(hr )

筑後川
（小平）
馬洗川
（南畠敷）
木津川
（月ヶ瀬）
長良川
（美濃）
夕張川
（清幌橋）

安山岩・凝灰岩（透水性大）

40

75

15

15

0.12

0.08

0.01

0.10

0.15

0.05

0.01

30

60

15

15

0.12

0.08

0.01

0.10

0.15

0.05

0.01

15

60

15

15

0.12

0.05

0.01

0.10

0.15

0.05

0.01

30

75

5

15

0.12

0.04

0.01

0.10

0.15

0.05

0.01

15

40

5

15

0.12

0.04

0.01

0.10

0.15

0.05

0.01

花崗岩

第三紀層
（透水性小）

地質による透水性の差を考慮

南畑敷

上流域

流域面積：664km2※土壌雨量指数は全国統一でNo.3を利用

水位観測地点の上流域をさらに小流域（約16km2 ）に分割
小流域ごとにタンクを設置
し、最下流にあたる観測点の水位を再現するようなパラメータを設定
37

直列3段タンクモデルのパラメータ分布No.1～5のパラメータを使い分けることで、地質の素因を考慮した指数に（表面雨量指数・流域雨量指数で利用）凡例の番号は前スライドのパラメータ番号に対応

38

直列3段タンクモデルの特性 ～パラメータによる違い～
1時間に50mmの雨を与えた場合のタンク総貯留量と流出量

浸透・貯留・流出は、流域ごとにその振る舞いが異なる
39

直列5段タンクモデル
表面雨量指数・流域雨量指数において、主に都市域で用いるタンクモデル
都市域用の5段タンクモデル• タイムステップは1分

1時間に50mmの雨を与えた場合の流出量
40mm/h（80分後）• 対象領域は1km四方• 各係数F1～F4及びR5は同じ値• 係数は傾斜に応じて異なる※５段タンクモデルは、降った雨が地表面を流れ下るのに要する時間（降雨ピークに対して20～30分程度の時間遅れ）を表現できるように、タンクを直列に５つ並べたものである。
※5段タンクモデルだからといって、直列3段タンクモデルよりもさらに深層への浸透を表しているというものではない。

3mm/h（120分後）都市域で用いる5段タンクモデルは、
非都市域の3段タンクモデルより流出が速く、ピークは10倍以上も大きい
40

土壌雨量指数の概要と特徴

土壌雨量指数の概要○ 降った雨が土壌中に水分量としてどれだけ溜まっているかを、タンクモデルを用いて数値化したもの。
○ 第１タンクの側面の流出孔からの流出量は表面流出に、第２タンクからのものは表層での浸透流出に、第３タンクからのものは地下水としての流出に対応する。
○ 土壌雨量指数は、各タンクに残っている水分量（貯留量）の合計として算出され、これは、土壌中の水分量に相当する。
○ 地盤の崩れやすさなどは、考慮していない。⇒警報等の基準値に反映

42

土壌雨量指数の計算方法
土壌雨量指数S ＝ S1 ＋ S2 ＋ S3

第一タンクの貯留高
S1(t +Δt)＝R ＋S1(t) －q1(t)・Δt －β1・Δt・S1(t)雨量

α2=0.15α1=0.10
L1=15
L2=60

L3=15

L4=15

側面孔からの流出量
q1(t)＝α1{S1(t)－L1}＋α2{S1(t)－L2}※流出量はマイナスなら0

S2(t +Δt)＝S2(t) ＋β1・Δt・S1(t) －q2(t)・Δt －β2・Δt・S2(t)α4=0.01

側面孔からの流出量q2(t)＝α3{S2(t)－L3}

前時刻の第一タンクからの第二タンク値
浸透量

側面孔からの
流出量

下孔からの
流出量

※流出量はマイナスなら0

第三タンクの貯留高

β3=0.01

S3(t +Δt)＝S3(t) ＋β2・Δt・S2(t) －q3(t)・Δt －β3・Δt・S3(t)タンクパラメータは全国統一(Ishihara & Kobatake(1979) の No.3)※地質の違いといった素因の影響は、過去の災害との比較に
より基準値を設定する際に、結果的に基準値に反映される。

○ スペック

作成頻度

下孔からの
流出量

α3=0.05

β2=0.05

入力雨量・
予報時間等

側面孔からの流出量

第二タンクの貯留高

β1=0.12

格子の間隔

前時刻の
第一タンク値

前時刻の第三タンク値

第二タンクからの浸透量

側面孔からの流出量
q3(t)＝α4{S3(t)－L4}

0.0083度(緯度)×0.0125度(経度)

側面孔からの流出量※流出量はマイナスなら0

下孔からの
流出量

R：1時間雨量を1/6したもの
Δt=10分（1/6時間）※約1km四方格子の大きさ

実況解析（解析雨量を入力）
6時間後までの1時間毎の予想（降水短時間予報を入力）
10分毎

43

土壌雨量指数の特徴
・タンクモデルを用いて計算することにより、既に降った雨（先行降雨）の土砂災害
発生への影響を適切に反映することができる。
300災害発生60

7日2:15頃

解析雨量
土壌雨量指数

6日の雨の降り始め時点で、すでに警報クラスの指数値に達していた

土砂災害警戒情報基準のX切片

50

大雨警報基準大雨注意報基準40

200
3日～4日の雨で注意報クラスの指
数値に到達

30

150

20

土
壌
雨
量
指
数

100

7月3日

7月4日

7月5日

7月6日

9:00

6:00

3:00

0
0:00

21:00

18:00

15:00

50

12:00

9:00

6:00

3:00

0:00

18:00

15:00

12:00

9:00

6:00

3:00

0:00

21:00

18:00

15:00

12:00

9:00

6:00

3:00

0:00

21:00

18:00

15:00

0

12:00

10

21:00

先行降雨により徐々に
土壌雨量指数が上昇

9:00

一
時
間
雨
量

250

7月7日

平成30年7月豪雨における山口県岩国市周東町の解析雨量と土壌雨量指数44表面雨量指数の概要と特徴

表面雨量指数の概要○ 定義は「タンクモデルで算出した１時間流出量に地形補正係数を乗じたもの」。
○ 1時間流出量は流域面積で割って「流出高」として算出（単位は［mm/h］）。
○ 降った雨の地表面でのたまりやすさを、表面流出流の強弱により表現することをイメージ。
非都市部

直列三段タンクモデルを使用

地中に水がしみこみやすい山地や
水はけのよい傾斜地では雨水がたまりにくい。

都市部

直列五段タンクモデルを使用
アスファルトに覆われた都市部や平坦で水はけの悪い場所では雨水がたまりやすい。

都市域の流出浸透を考慮した流出
都市化率に応じた重み付き平均

タンク流出量 × 地形補正係数 ＝ 表面雨量指数
その場の表面流出流の強さ

表面雨量指数の特性

地形補正係数は「排水効率の程度」を表すパラメータで、傾斜を変数とする。

○ 平坦な場所や都市域で大きな値を示す傾向がある。
○ 短時間に降る局地的な大雨による浸水害発生との相関が高い。

都市部用タンクモデル
は流出が非常に速く、ピークも大きいため、
表面雨量指数に占める比重が大きい。

46

表面雨量指数の算出
算出手順
1km格子ごとに「非都市域用タンク」と「都市域用タンク」をそれぞれ計算

250m格子地点の上流域（半径1km以内の集水域）を対象領域として、上流メッシュ情報（100mメッ
シュ土地利用データから求めた、1km格子ごとの都
市メッシュ数mc・非都市メッシュ数ms）により流出量を按分

流出量(m3/s)は流域面積(メッシュ数:m2)で割って「流出高(mm/h)」としてあらわす
都市メッシュについては都市タンク流出量と非都市タンク流出量を7:3の割合で按分する（「都市タンク7割」というのは現在の流域雨量指数の総流出率の考え方と同様自格子も含め9つの隣接する1km格子に対し積算47

計算処理の特徴
250m格子ごとに計算• 国土数値情報に基づく局地的な地形の凹凸（傾斜）や地表面の被覆状況（都市化率）を反映。→ 素因を考慮• ただし最終出力は1km格子（250m格子の最大値）。

集水域を考慮
• 流出量算出において半径1km以内に含まれる上流域（集水域）の降雨を考慮。
• 対象領域を格子単位ではなく、一定範囲内の集水域（100m格子で定義）とする（上図の緑格子）。

下流平均傾斜• 排水効率を的確にあらわすパラメータとなるよう、地形補正係数の変数には、対象地点よりも下流側の格子のみ（標高が自格子以下のみ）を対象とした「下流平均傾斜」を用いる。

下水道や排水ポンプの整備状況等は考慮していない• 浸水害の発生には、大雨の程度に加え、下水道や排水ポンプの整備状況が大きく影響するが、表面雨量指数
ではそれらを考慮していない。←過去の災害との比較により基準値を設定する際、結果的に基準値に反映○ スペック
格子の間隔 0.0083度(緯度)×0.0125度(経度)
入力雨量・
予報時間等
作成頻度

※約1km四方格子の大きさ

実況解析（解析雨量を入力）
1時間後までの10分毎の予想（降水ナウキャストを入力）
6時間後までの1時間毎の予想（降水短時間予報を入力）
実況の解析時刻、降水ナウキャストによる予想は10分毎
降水短時間予報による予想は30分毎

48表面雨量指数の特徴 ～一様降雨を仮定した場合～
80mm/hの一様降雨による指数分布
先行降雨の影響を考慮しない場合※実際には先行降雨の影響を無視することはできないのでここでのシミュレーションはあくまで理想実験に過ぎない。

同じ雨量を一様に与えた場合でも、平坦な都市部では指数が大きく、山地や都市化が進んでいない地域では指数が小さい。
非都市域でも地質による差が見られる。
→

自然的素因（傾斜・地質）・社会的素因（土地利用）を反映

49

表面雨量指数の特徴 ～浸水地域の絞り込み～○ 2014年6月23日栃木県足利市・佐野市で時間100ミリ前後の大雨○ 佐野市では床上2件、床下3件等の浸水被害が発生（足利市は被害報告なし）

同じ100ミリ前後の猛烈な雨が降っても、山間部で降った足利市では浸水害の報告はなく、市街地で降った佐野市では浸水害が発生した。
表面雨量指数は、都市化率や傾斜といった浸水に関連の深い「素因」を地理
パラメータとして取り込んでいるため、山間部（足利市）で大きな値にならず、市街地（佐野市）で大きな値が算出される。
表面雨量指数を大雨警報（浸水害）の発表基準に用いることで、足利市で不要な警報を発表する必要がなくなる。
50

流域雨量指数の概要と特徴

流域雨量指数の概要○ 主に国土数値情報に登録されている河川（全国で約22,000河川）が対象。
○ 河川の上流域に降った雨水が、地表面や地中を通って河川に流れ出し、河川に沿って流れ下る量を数値化したもの。
雨量を入力

解析雨量・降水短時間予報等
国土数値情報傾斜・土地利用・地質・・・

流出過程

河川に流出する水量を計算

流下過程

河川流路に沿った水の流れを計算

流域雨量指数※

任意地点（
任意地点（1km格子）の洪水危険度格子）の洪水危険度

流出過程• 表面雨量指数と同様に、Ishihara andKobatake(1979) の 直 列 三 段 タ ン ク
モデルと都市域の直列五段タンクモデル
を併用している。
• 1km格子ごとに計算。

流下過程• マニング式と連続の式を用いて、格子間の水の流れを計算※ 上記計算から河川の流量に相当する値が算出されるが、その平方根を流域雨量指数としている。

流域雨量指数の特性○ 河川水位との相関が高く、洪水災害との対応がいい
52

流域雨量指数の計算スペック
対象河川• 国土数値情報に登録されている、全国約22,000河川（ただし、指定河川は危険度分布の表示対象外）

流出計算• 都市域：5段タンクモデル（1kmメッシュ、タイムステップ1分）

岩手県の計算対象河川（855河川）• 非都市域：3段タンクモデル（1kmメッシュ、タイムステップ10分）• 計算格子数は約38万格子

河道計算• １次元不定流モデル（マニングの平均流速公式＋連続の式）• 河川流路に沿って、1kmメッシュをさらに6分割した区間毎に計算(平均的には約170m間隔に相当、計算領域は約260万領域、タイム
ステップ1分)

予報時間• 実況解析（解析雨量を入力）（入力雨量） • 1時間後までの10分毎の予想（降水ナウキャストを入力）• 6時間後までの1時間毎の予想（降水短時間予報を入力）

計算頻度• 実況の解析時刻、降水ナウキャストによる予想は10分毎• 降水短時間予報による予想は30分毎

水色：H29年6月までの対象河川（長さ15km以上）
赤色：H29年7月以降の対象河川（全ての河川）
灰色：洪水予報河川の予報区間（洪水警報の対象外）

53

流下過程の計算式と処理概念図■

運動方程式（マニング式）
v：流速（m/s）、R：径深（m）、
I：傾斜、n：マニングの粗度係数

v = (1/n)R2/3I1/2■

連続方程式（水量保存の式）
A：流水断面積（m2）、

d Adx
流路

dt

■

流域

(r i )dS

Q上流端 - Q下流端

流域

e(r )dS

流量Q （m3/s） =vA

Q上流端 - Q下流端 r：降水強度、i：浸透量e(r)：タンクモデルによる流出量

流下過程の概念図

及び はそれぞれ河川A及びBの流下量、 は河川が1km格子と交わる地点（格子内の最上流）の流下量、は河川が1km格子と交わる地点（格子内の最下流）の流下量、 は格子番号i内のタンクモデルによる河川への流出量を表す。

※ 河川の流路が変われば流下が変化 → 指数の出現特性が変化

54計算処理上の留意点
流域雨量指数の計算には○ ダムや堰、水門等の人為的な流水の制御は考慮していない。
○ 潮位の影響は反映されない。
○ 水位や流量による実況補正の処理は行っていない。
○ 本川と支川の合流点付近では、本川の水位が高いときには支川から流れ込みにくくなるが、流域雨量指数はこれを反映しない。
流域雨量指数 ⇨ 実際の水位、流量を推計したものではなく、降った雨が下流の地域へどの程度影響するかを指数化したもの。
流域雨量指数の計算に考慮されない効果は、それらの効果を含めた災害の発生状況と比較して基準値を設定していることにより、間接的に基準に反映され、当該基準値との比較により災害発生のおそれを判断し、警報発表に活用している。
55

流域雨量指数の特徴 ～河川水位との相関が良い例～
2019年8月27日～28日

中小河川や山間部に位置する河川は水位との相関が良い

流域雨量指数基準Ⅲ基準Ⅱ（警報）基準Ⅰ（注意報）
氾濫危険水位
氾濫注意水位松浦川 - 武内
水位（m）

水位
流域雨量指数九州北部を中心とした大雨の例

有明海

流域雨量指数水位（m）

広川 – 知徳橋
流域雨量指数流域雨量指数

水位（m）

水位（m）

六角川 – 溝ノ上

六角川 - 弓野橋

56

流域雨量指数の特徴 ～河川水位との相関があまり良くない例～②

佐賀江川 – 江上

①
②

②

水位（m）

①

流域雨量指数佐賀江川 - 蒲田津（内）

①

①

有明海

本川への合流点に近い場所や平坦地、沿岸付近では相関があまり良くない場合がある。
① 潮位の影響による水位上昇は反映できない② 本川の水位が高く支川に流れ込めない状況を反映できない②

流域雨量指数①

流域雨量指数水位（m）

牛津江川 - 牛津江

基準Ⅲ
基準Ⅱ（警報）基準Ⅰ（注意報）
氾濫危険水位
氾濫注意水位水位（m）

山ノ井川 - 十間橋

流域雨量指数水位
流域雨量指数九州北部を中心とした大雨の例

水位（m）

2019年8月27日～28日

57

警報等の基準の考え方

気象庁の発表する警報の基本的考え方
気象現象の程度の大きさを表す

対象地域の災害特性を表す

気象要素

基準

雨量、風速、潮位、
土壌雨量指数、流域雨量指数等

過去に発生した災害実績との統計的比較をもとに基準値を設定

気象要素が基準を超過した場合

災害発生のおそれ
警報・キキクルなどにより警戒を呼びかける

インフラ整備状況は被害様態の変化として現れるので、災害実績との対応から作成した基準には、その効果が反映される（整備の進んだ地域では基準が高くなる等。）•

３つの指数は災害との対応の良い指標であるが、あくまで相対的な危険度を表すものである。
指数の大きさだけをもって災害発生のおそれを直接判断することはできない。

•

指数(気象要素)による災害発生のおそれは「基準」と比較して判断する必要がある。

自治体や住民の方には、「指数」そのものの値ではなく、基準で判定した結果である「警報」や「キキクル」を活用いただく59

警戒レベル相当情報 ～防災気象情報と警戒レベル～
警戒レベルとは、５段階に整理した「住民が取るべき行動」と「行動を促す情報」とを関連付けるもの。
警戒レベル相当情報とは、様々な防災気象情報のうち、避難情報等の発令基準に活用する情報について、警戒レベルとの関連を明確化して伝えることにより、住民の主体的な行動を促すためのもの。
警
戒
レ
ベ
ル

状況

５

災害発生
又は
切迫

住民が
取るべき行動

行動を促す
情報(避難情報等)(下段：国管理河川の洪水の危険度分布※1)

命の危険
直ちに安全確保！

緊急安全確保

(必ず発令されるものではない)＜警戒レベル４までに必ず避難！＞

４

３
２
１

警戒
レベ
ル
相当
情報

住民が自ら行動をとる際の判断に参考となる防災気象情報
洪水等に関する情報
土砂災害に
水位情報が
水位情報が
関する情報
高潮に
ある場合
ない場合
内水氾濫に
関する情報

災害の
おそれ
高い

危険な場所から
全員避難

災害の
おそれ
あり

危険な場所から
高齢者等は避難※

気象状況悪化

自らの避難行動を
確認する

今後気象
状況悪化
のおそれ

災害への心構えを高める

避難指示（令和３年の災対法改正以前の避難勧告のタイミングで発令）

高齢者等避難洪水、大雨、
高潮注意報
早期注意情報※高齢者等以外の人も、必要に応じ、普段の行動を見合わせたり、
避難の準備をしたり、自主的に避難

５
相市町村は、 当
警戒レベル
相当情報の
他、暴風や
日没の時刻、４
堤防や樋門 相
当
等の施設に
関する情報
なども参考 ３に、総合的 相に避難指示 当
等の発令を
２
判断する
相
当

氾濫発生情報
危険度分布：黒(氾濫している可能性)（下段：洪水警報の危険度分布）(氾濫危険水位超過相当)（下段：土砂災害の危険度分布）

大雨特別警報（浸水害）※2
危険度分布 ： 黒大雨特別警報（土砂災害）
危険度分布 ： 黒（災害切迫）（災害切迫）

氾濫危険情報
危険度分布：紫関する情報

危険度分布 ： 紫
（危険）

内水氾濫
危険情報

土砂災害警戒情報（水位周知下水道において発表される
情報）

危険度分布 ： 紫高潮特別警報※4
高潮警報※4（危険）氾濫警戒情報

洪水警報

大雨警報（土砂災害）

危険度分布：赤危険度分布 ： 赤

危険度分布 ： 赤

（警戒）

（警戒）

危険度分布：黄

危険度分布：黄(避難判断水位超過相当)

高潮氾濫発生情報※3

高潮警報に切り替える可能性に言及する高潮注意報

氾濫注意情報
危険度分布：黄(氾濫注意水位超過)

（注意）

（注意）

１
相
当

上段太字：危険性が高まるなど、特定の条件となった際に発表される情報（市町村に対し関係機関からプッシュ型で提供される情報）
下段細字：常時、地図上での色表示などにより状況が提供されている情報（市町村が自ら確認する必要がある情報）※1）HP上に公表している国管理河川の洪水の危険度分布（水害リスクライン）では、観測水位等から詳細（左右岸200m毎）の現況水位を推定し、その地点の堤防等の高さと比較することで警戒レベル２～５相当の危険度を表示。
※2）水位情報がないような中小河川における氾濫は、外水氾濫、内水氾濫のいずれによるものかの区別がつかない場合が多いため、これらをまとめて大雨特別警報（浸水害）の対象としている。
※3）水位周知海岸において都道府県知事から発表される情報。台風に伴う高潮の潮位上昇は短時間に急激に起こるため、潮位が上昇してから行動していては安全に立退き避難ができないおそれがある。
※4）高潮警報は、高潮により命に危険が及ぶおそれがあると予想される場合に、暴風が吹き始めて屋外への立退き避難が困難となるタイミングも考慮して発表されるため、また、高潮特別警報は、数十年に一度の強度の台風や同程度の温帯低気圧により高潮になると予想される場合に高潮警報を高潮特別警報として発表するため、両方を警戒レベル４相当情報に位置付けている。
注）本資料では、気象庁が提供する「大雨警報（土砂災害）の危険度分布」と都道府県が提供する「土砂災害危険度情報」をまとめて、「土砂災害の危険度分布」と呼ぶ。

60

土砂災害の危険度 ～スネークラインによる評価～
・土砂災害の危険度は、長時間降り続き地中に溜まる水分量（土壌雨量指数）だけでなく、短時間で降る雨の量（60分間積算雨量）と組み合わせて評価。
・スネークライン図は、刻々と変化する60分間積算雨量と土壌雨量指数の状態を一定時間毎につないだ線で、スネークラインが土砂災害警戒情報の基準線を超えると土砂災害の危険性が非常に高まっていることを示す。

土砂災害がいつ起きてもおかしくないエリア
予想

分間積算雨量

60

（点線）

実況
（実線）

土壌雨量指数
大雨注意報の
土壌雨量指数基準●土砂災害警戒情報
避難に必要な時間を考慮し、土砂災害発生の目安となる基準に達する概ね２時間前に発表する。
●大雨警報（土砂災害）
高齢者等の避難に必要な時間を考慮し、統計的に、
土砂災害警戒情報発表基準の概ね1時間程度前に出現する土壌雨量指数の値を、大雨警報の土壌雨量指数基準に設定し、その基準を超える２～６時間
前に発表する。
●大雨注意報
統計的に、大雨警報の土壌雨量指数基準の概ね
１時間程度前に出現する土壌雨量指数の値を、大雨注意報の土壌雨量指数基準に設定し、その基準を超える２～６時間前に発表する。

大雨警報(土砂災害)の 土砂災害警戒情報の
土壌雨量指数基準
発表基準（CL）
61

大雨警報（浸水害）・注意報の基準
各基準の設定の考え方対象となる災害
下水道・側溝から水が溢れる
低地の浸水、住家の浸水

Ⅲ

警報基準を
大きく超過
した基準

アンダーパス
冠水

地下室浸水

Ⅱ

大雨警報
の基準

Ⅰ

大雨注意報
の基準

重大な浸水害が発生する
おそれが高い
警報対象災害に対して、適中率を重視して表面雨量指数基準値を設定。

重大な浸水害が発生する
おそれ

警
報
相
当

警報対象災害に対して、捕捉率を重視して表面雨量指数基準値を設定。

浸水害が発生するおそれ注意報対象災害に対して、捕捉率を重視して表面雨量指数基準値を
設定。

注
意
報
相
当

過去に発生した浸水害との関係や、それぞれの値に達する頻度等を調査の上、基準を設定する。基準値は二次細分区域※ごとに設定（二次細分区域内で一様）。
※ 二次細分区域とは気象警報・注意報の発表に用いる区域のこと。
市町村（東京特別区は区）を原則とするが、一部市町村を分割して設定している場合もある。

62

洪水警報・注意報の基準設定の考え方
基準

Ⅲ
警
報
相
当

Ⅱ

基準要素

調査対象期間に災害発生あり

調査対象期間に災害発生なし

流域雨量指数基準

河川流域で発生した外水氾濫に起因する
重大な浸水害を高い確度で適中させるように設定。

基準超過頻度を考慮し、50年確率値を設定。

流域雨量指数基準

河川流域で発生した外水氾濫に起因する
重大な浸水害を見逃さないように設定。

複合基準

河川流域で発生した内水氾濫に起因する
重大な浸水害を見逃さないように設定。

設定しない。

河川流域で発生した外水氾濫に起因する浸水害（警報まで至らない軽微なもの）を見逃さないように設定。

基準超過頻度を考慮し、基準Ⅱの7～8割に設定。

河川流域で発生した内水氾濫に起因する浸水害（警報まで至らない軽微なもの）を見逃さないように設定。

設定しない。

表面雨量指数＋流域雨量指数注
意報
相当

基準設定手法流域雨量指数基準
Ⅰ
複合基準

表面雨量指数＋流域雨量指数基準超過頻度を考慮し、30年確率値を設定。
(調査期間(30年間程度)で1回基準超過するレベルに設定)○ 流域雨量指数基準は、災害の有無に関わらず、流域雨量指数を計算している全ての河川に設定する。ただし、洪水
予報河川については、指定河川洪水予報により氾濫への警戒を呼びかけるので、流域雨量指数基準は設定しない。
○ 複合基準は、過去に対象災害（外水氾濫または内水氾濫に起因する浸水害）が発生していた河川についてのみ設定する。対象災害が発生していなければ、複合基準は設定しない。

63

大雨特別警報（土砂災害）の基準値の設定
多大な災害が発生した時間帯の指数の値を発表指標における基準値とする。
土砂災害警戒情報基準

警報基準値

注意報基準値

イメージ図

２時間先

土砂災害警戒情報
１時間先

大雨特別警報（土砂災害）
特別警報の 基準値

30

→集中的に発生する急傾斜地崩壊
及び土石流

実況

大雨特別
警報発表
概ね

基準値の設定に用いる災害→多大な被害をもたらす土砂災害（大規模または同時多発的な土石流）※ 特別警報の基準値は、警報・注意報の基準値と同様、定期的に見直しを検討することとする。

局所的な土砂災害を引き起こす渓流の広さを念頭に、キキクル（危険度分布）のもととなる指数の解析精度等も考慮して概ね10格子とする。
※1km格子が10個未満の島も発表対象となり得る（周囲の降雨状況等から総合的に判断）多大な被害をもたらした現象に相当する基準値を設定し、この基準値以上となる
１km格子が概ね10格子以上まとまって出現すると予想され、かつ、土砂災害発生に関係するような激しい雨※がさらに降り続くと予想される場合、大雨特別警報を発表。
※ 10分間に概ね５ミリ以上（ 1時間に概ね30ミリ以上）の雨に相当。

64

大雨特別警報（浸水害）の指標、基準値設定の考え方
基準Ⅳ

大雨特別警報の指標に用いる
基準値

大規模な浸水害※を高い確度で適中させるよう指標、基準値を設定
内 水 氾 濫 に 起 因 す る 大 規 模 な 浸 水 害 ※ を 適 中 中小河川氾濫に起因する大規模な浸水害 ※ を適中ささせるように表面雨量指数の指標、基準値を設定せるように流域雨量指数の指標、基準値を設定

主に内水氾濫
による被害

主に中小河川氾濫による被害

表面雨量指数（1kmメッシュ）により捕捉

流域雨量指数（1kmメッシュ）により捕捉

両指数のOR条件で運用
両者を合わせた被害 ＝基準値設定に用いる候補事例

発表条件

基準値以上となる１km四方の格子が一定数以上まとまって出現する状況※ 指標に用いる基準値は基準Ⅲ（キキクル紫の基準）からの超過率として都道府県単位で設定※大規模な浸水害：床上浸水と住家全半壊の合計が１市町村あたり300棟以上

65

防災気象情報に関する検討会

66

防災気象情報に関する検討会

67

防災気象情報に関する検討会

68キキクル（危険度分布）

キキクルとは ～雨量の予報から災害危険度の予報へ～
雨量データから、災害との対応の良い指標（指数）を開発。
過去の災害データを用いて危険度の高まりに応じた基準を段階的に設定し、雨量予測データから算出した危険度を地図上に色分けして表示（黄→赤→紫→黒）。
注意報、警報、土砂災害警戒情報、指定河川洪水予報、特別警報に対応する危険度がひと目で分かる。
「黒」の領域では、大雨による災害がすでに発生している可能性が高い状況。
「黒」を待つことなく、「紫」が出現した段階で速やかに安全な場所に避難することが極めて重要。

雨量

土砂災害

浸水害

(大雨警報(土砂災害)の危険度分布)(大雨警報(浸水害)の危険度分布)

2時間先までの予測

1時間先までの予測

土砂キキクル

浸水キキクル

洪水

洪水キキクル(洪水警報の危険度分布)

3時間先までの予測

今後の雨（降水短時間予報）/降水ナウキャスト

危険度
土砂災害警戒情報に対応する危険度の注意
警戒特別警報に対応する危険度の高まり

高まり（警戒レベル４相当）も確認可能 （警戒レベル5相当）も確認可能
指定河川洪水予報に対応する

70
危険度の高まりも確認可能キキクルの5色の表示条件
予測精度・避難行動にかかる時間を踏まえて各キキクルの予測時間を設定

色

基準

黒

基準Ⅳ

紫
赤
黄
－

特別警報基準表示条件（危険の切迫度）
土砂キキクル

浸水キキクル

洪水キキクル

すでに基準Ⅳに到達した場合 すでに基準Ⅳに到達した場合 すでに基準Ⅳに到達した場合

基準Ⅲ

2時間先までに基準Ⅲに到達 1時間先までに基準Ⅲに到達 3時間先までに基準Ⅲに到達すると予測される場合
すると予測される場合
すると予測される場合

基準Ⅱ

2時間先までに基準Ⅱに到達 1時間先までに基準Ⅱに到達 3時間先までに基準Ⅱに到達すると予測される場合
すると予測される場合
すると予測される場合

基準Ⅰ

2時間先までに基準Ⅰに到達 1時間先までに基準Ⅰに到達 3時間先までに基準Ⅰに到達すると予測される場合
すると予測される場合
すると予測される場合

警報基準を大きく超過した基準

警報基準

注意報基準

2時間先までに基準Ⅰに到達 1時間先までに基準Ⅰに到達 3時間先までに基準Ⅰに到達しないと予測される場合
しないと予測される場合
しないと予測される場合※令和4年6月30日に、「うす紫」と「濃い紫」を「紫」に統合。
71

5段階の警戒レベルとキキクル
5段階の警戒レベルに位置付けられ、市町村の避難指示等の判断や住民の自主避難に活用されている

72

データと検証方法
期間：2017～2022年の6年間
データ：全国の水位周知河川の水位観測所※からランダムに抽出した204地点※気象庁に水位データ入電している水位観測所かつ水位周知区間内の水位観測所

検証事例：期間内の出水事例から各水位観測所の上位20事例（全3,901事例）
このうち氾濫危険水位に到達した事例は142事例。
検証方法• 時系列相関各事例において、水位と流域雨量指数の時系列データから相関係数を算出し、全事例の相関係数を平均したもの。この相関が高いほど、洪水波形の再現性がよいことを示す。

• 最大値相関各事例の水位及び流域雨量指数それぞれの最大値の相関をとったもの。この相関が高いほど、洪水規模を的確に再現していることを示す。これは、適切な流域雨量指数基準の設定によって、精度の高い（見逃しや空振りのない）危険度が提供可能であることを意味する。

• ピーク時刻差

各事例において、水位と流域雨量指数のピーク時刻の差を算出したもの。差が小さいほど、
洪水予測モデルとして適切であることを示す。

73

検証結果（時系列相関・最大値相関）(a)時系列相関
平均値：0.84
中央値：0.89

全体の88%(b)最大値相関

全体の76%

平均値：0.76
中央値：0.81

時系列相関：この相関が高いほど洪水波形の再現性が良いことを示す。
最大値相関：この相関が高いほど、洪水規模を的確に再現していることを示す。

74

検証結果（ピーク時刻差）(a)全事例±60分以内：66%←水位ピークが早い

指数ピークが早い→(b)氾濫危険水位超過事例±60分以内：72%←水位ピークが早い

指数ピークが早い→

ピーク時刻差（分、正：指数の方が水位よりピーク早）

ピーク時刻差：差が小さいほど、洪水予測モデルとして適切であることを示す。

75

検証結果
時系列相関または最大値相関のいずれかが相関係数0.7未満であった地点で、相関係数の低下をもたらすと考えられる要因を地図や航空写真等から分類。
ダム・堰

ダム

ダム放流量や水位データを指数計算に取り込む
ことで改善できる可能性

16%

原因不明
26%

堰
11%

潮汐・バックウォーター現状の計算方法では表現できず、下流水位をもとに上流水位を逐次計算する不等流解析を導入する必要がある流域が極端分派・放水路

に小さい

3%

11%

改修による

流域が極端に小さい河川

環境変化

現状の計算手法では再現できず、計算格子の細分化等モデルのさらなる改良が必要

潮汐
15%

11%

バックウォーター
7%76

指数・危険度の予測精度

データと検証方法
期間

土砂災害は2019～2022年、浸水害・洪水害は2018～2022年

データ

ルーチン運用で計算された毎正時の実況危険度と予測危険度※

検証方法

予測危険度と予測対象時刻の実況危険度を比較し、各基準それぞれに対し「実況超過あり／なし」「予測超過あり／なし」の適中・見逃し・空振りを判定。
以下の計算で適中率・捕捉率・バイアススコアを算出。
適中率 =
捕捉率 =
※

適中
適中＋空振り予測

適中
適中＋見逃し実況

適中＋空振りバイアススコア =適中＋見逃し

あり

なし

あり

適中

見逃し

なし

空振り

-

予測危険度の入力となる雨量データが以下の通り異なる種類入力となる雨量データ

浸水害・
洪水害

降水ナウキャストを入力した1時間先までの10分毎の予測危険度及び降水短時間予報を入力した6時間先までの1時間毎の予測危険度

土砂災害

速報版降水短時間予報を入力した6時間先までの1時間毎の予測危険度78格子単位の検証（適中率・捕捉率）

捕捉率(%)

適中率(%)

捕捉率(%)(b)洪水

適中率(%)(a)浸水害予測時間が長くなるほど精度低下

捕捉率(%)

適中率(%)(c)土砂災害

基準Ⅰ超過

予測時間による精度低下の大きさ
浸水 ＞ 洪水 ＞ 土砂

基準Ⅱ超過

基準Ⅲ超過

基準Ⅰ：注意報基準
基準Ⅱ：警報基準
基準Ⅲ：警報基準を大きく超過した基準
土砂災害の場合は土砂災害警戒情報の発表基準
以下同じ•

浸水：予測雨量の精度の影響を受けやすい•

洪水：上流域の大きさに依存•

土砂：先行降雨の寄与が大きい

図は左が適中率、右が捕捉率7979

格子単位の検証（バイアススコア）

基準Ⅰ超過

基準Ⅱ超過

バイアススコア(%)(c)土砂災害

バイアススコア(%)(b)洪水害バイアススコア(%)(a)浸水害

基準Ⅲ超過

浸水害と洪水害は降水ナウキャストの予測はやや過大だが、降水短時間予報は過小バイアス傾向
特に浸水害は上位の基準ほど過小バイアスが顕著であり、数時間先以降の危険度予測が特に難しいことを示している

土砂災害は6時間先でもほぼ中立を維持

80流域面積毎の検証(a)基準Ⅰ超過(b)基準Ⅱ超過(c)基準Ⅲ超過

左から適中率、捕捉率、バイアススコア

上流格子数が多いほど適中率・捕捉率が高い傾向がある• 流域が大きいほど過去に降った雨が関係してくるため、実況降雨の寄与が大きくなる

上流格子数
1-30
31-60
61-90
91-

• 予測雨量の空間的誤差が緩和され、多少の位置ずれが指数の予測に大きく影響しない

81

各指数の時空間スケールと予測特性の関係○ タンク内の水には過去に降った雨（解析雨量）も含まれる。したがって３つの指数は、予想雨量を単体で用いる場合に比べ、時間・
空間スケールが大きいほど過去の解析雨量の寄与が大きくなり、予想誤差が緩和される→ 危険性を、より精度よく評価できる○ 流域雨量指数では、流下による時間的効果や流域内での集水の効果も加わるため、さらに予測精度が高まる。

空間

３つの指数（対応する現象）の時空間スケール

数100km2
100km2

時空間スケールが大きくなるほど（図の右上ほど）
解析雨量の寄与が大きくなる。
↓

大河川の洪水数1,000km2
中小河川の洪水
都市河川の洪水

数km2
数10m2

冠水・内水

30分

1時間

予測精度が高いがけ崩れ・土石流

数時間

1日

2日

時間

82

危険度と災害発生との統計評価

土砂災害の危険度と災害との関係
期間
2009～2020年の12年間

データ
災害データ：各都道府県の砂防部局から収集したもの
危険度データ：リアルタイムで計算した10分毎の土砂災害の危険度

検証方法
土砂災害警戒情報の発表単位で、CL※対象災害発生状況とCL超過状況を比較し、「CL対象災害発生あり/なし」「CL基準超過あり/なし」の適中・捕捉・見逃し・空振りを判定し、その合計数を算出※ CL：土砂災害警戒情報の発表基準

84土砂災害の危険度と災害との関係(a)適中状況(b)捕捉状況40653
適中率=653/(653+14603)
=4.3%

適中回数
空振り回数

14603

捕捉率=653/(653+40)=94.2%

適中回数
見逃し回数

653

適中率は約4%と低い一方、捕捉率は約94%と高い
土砂災害に関する観測データ不足、その予測の難しさ、ひとたび現象が発生した場合の被害への影
響等を理由にCLがより安全側に設定されていることが考えられる。
対象となる土砂災害によってこの成績が変わることにも留意が必要。

85

浸水害及び洪水災害の危険度と災害との関係
期間
1991～2019年の29年間

データ
災害データ：国土交通省で取りまとめている水害統計資料及び自治体等から提供いただいた災害資料を気象台において整理したもの
危険度データ：リアルタイムで計算した10分毎の浸水害及び洪水災害の危険度

検証方法
二次細分区域ごとに、警報・注意報対象災害（二次細分区域ごとに異なる）の発生事例/非発生事例を整理し、各基準（基準Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ）の「対象災害発生あり/なし」「基準判定超過あり/なし」の適中・見逃し・空振りの合計数及び適中率と捕捉率を算出

86

浸水害及び洪水災害の危険度と災害との関係(a)浸水害

適中率(b)洪水災害

捕捉率

適中事例数

見逃し事例数

空振り事例数基準Ⅲは極めて適中率が高い。一方で基準Ⅲ、Ⅱの見逃し率はそれぞれ約71%、27%となっている。
このことは、短時間強雨により局地的に発生する浸水害を適切に捕捉することの難しさを表している。

基準Ⅲを超過した場合の適中率は約25%と低めの値になっている一方、対象災害の捕捉率は基準Ⅱが約85%、基準Ⅰが約92%と捕捉重視の基準設定となっている。

市町村等の防災対応に支障をきたさないよう、現在の基準値は過度に空振り回数が増えないように設定されている。

洪水氾濫は発現頻度が低い一方、発生時には大きな被害をもたらすこともあるため、浸水害とは逆に、基準超過回数の許容範囲内で可能な限り災害を捕捉するよう設定されている。

87

近年の大雨事例での検証

令和元年東日本台風（土砂災害、洪水被害の発生状況と当時の危険度分布の期間最大値の比較）(a)土砂災害(b)洪水害•

危険度分布で「警戒」（赤）以上が出現した地域・河川において必ずしも被害発生は確認されていないものの、被害のあった市町村・河川では概ね危険度分布で「警戒」（赤）以上が出現している。

•

死者・行方不明者を伴う土砂災害が発生した市
町村、または、決壊による外水氾濫が発生した河川では、その多くで、当時の危険度分布で最大の危険度であった濃い紫（指数が警報を大きく超えた基準、あるいは土砂災害警戒情報の発表基準を実況で超過）が出現していた。

※ 被害の情報は内閣府資料「令和元年台風第19号等に係る被害状況等について」（令和元年12月12日15時00分現在）を使用

89

令和元年東日本台風（災害発生に対する土砂災害及び洪水害の危険度の適中率・捕捉率）(a)土砂災害•

土砂災害・洪水害ともに危険度が高くなるほど適中率が高くなっている。

•

捕捉率は危険度が低いほど高くなる傾向がみられる。

(b)洪水害※ 土砂災害については市町村単位、
洪水害については河川単位でスコアを集計※ 被害の情報は内閣府資料「令和元年台風第19号
等に係る被害状況等について」（令和元年12月12日15時00分現在）を使用

90

令和4年8月3～4日新潟県特別警報事例(a)土砂災害
土砂災害、浸水害、洪水害で災害発生が多い地域が異なるが、最大危険度の分布でも、それぞれの災害が多かった地域において黒が出現していたことがわかる。
なお、ここでの検証は災害発生時刻を考慮していないため、必ずしも災害発生のタイミングで黒が出現したとは限らないことに留意する必要がある。

図： 危険度が高まった3日12時～4日12時の最大危険度の分布と新潟県村上市
及び関川村で発生した災害発生状況のプロット(b)浸水害(c)洪水害※ 土砂災害・洪水害の情報は
新潟県土木部提供。浸水害の情報は、国土地理院が作成した浸水推定図をもとに、浸水想定域が含まれる1km
格子をプロットした。

91

入手可能なプロダクト
プロダクト

配信資料に関する仕様

土壌雨量指数（実況値、6時間予想値）

No10401

流域雨量指数（実況値、1時間予想値、6時間予想値）

No10501

表面雨量指数（実況値、1時間予想値、6時間予想値）

No10601

大雨警報（土砂災害）の危険度分布

No10701

大雨警報（浸水害）の危険度分布

No10702

洪水警報の危険度分布

No10703

洪水警報の危険度分布（流路）

No10704

大雨警報（浸水害）・洪水警報の危険度分布（統合版）

No10705

https://www.data.jma.go.jp/suishin/shiyou/
92

参考資料
測候時報 第90巻:8 2023
雨による災害危険度を表す指数と警報の危険度分布
https://www.jma.go.jp/jma/kishou/books/sokkou/90/vol90_8.pdf

93