地震予知連絡会会報第 106 巻

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2021 年 9 ⽉発⾏

第 231 回地震予知連絡会重点検討課題「地震動・津波即時予測技術の⾼度化−東北地⽅太平洋沖地震から 10 年でどこまで進展したか−」の概要
Improvements of earthquake and tsunami early warnings: Ten years after the2011 Tohoku earthquake
⼲場 充之（気象庁気象研究所）
HOSHIBA Mitsuyuki (Meteorological Res. Inst., JMA)

2011 年の東北地⽅太平洋沖地震(以下，東北地震；M9.0)では，緊急地震速報は東北地⽅に対して強く揺れ始める 15 秒以上前に警報を発し，想定していた機能を発揮した．ただし，関東地⽅に対しては，震度を過⼩予測した．数百 km に及ぶ震源域を適切に評価できなかったためである．また，活発な余震活動のため，複数同時に起こった余震を適切に分離出来ずに過⼤な警報を出すことが起こった．⼀⽅，津波については，当初推定されたＭ7.9 に基づき，地震後３分で警報第１報⽬を発したが，予想される津波の⾼さは過⼩だった．
これらの経験を踏まえて，気象庁では緊急地震速報と津波警報・注意報の⾼度が進められてきた．
また，研究の分野でも，GNSS による地震像の即時把握や，地震動や津波の即時予測の⾼度化の研究が⾏われてきた．これらの現状を振り返るとともに，地震動や津波の即時予測をさらに迅速に精度良くするには今後，どのような技術が必要か．特に，発⽣頻度が少なものの⼤きな被害をもたらす巨⼤地震にも有効な即時予測を⾏うためには何が有効か，についての議論を⾏った．
１．気象庁の緊急地震速報と津波警報・注意報の⾼度化
気象庁地震⽕⼭部地震⽕⼭技術・調査課の桑⼭⾠夫⽒から，東北地震以降の気象庁での取組について紹介があった．報緊急地震速報に関して，東北地震では，すべての地域で S 波の到達前に発表していること，⼀⽅で，広い震源域のため，関東地⽅では震度を過⼩予測していること，また，余震活動が活発だったため，複数同時発⽣による過⼤予測となる警報が相次いだことが報告された．同
時多発への対応として，震源決定に振幅のデータも⽤いる IPF 法が 2016 年に，広い震源域への対策として，揺れから揺れを予測する⼿法の２つである PLUM 法が 2018 年に，さらには，海底地震計（S-net）のデータの活⽤が 2019 年に始まったことが紹介された．津波警報・注意報に関して，東北地震では，M の飽和による過⼩評価，国内地震計の振り切れ，海底⽔圧計の活⽤⼿法の未確⽴の課題があったことが報告された．その後，津波警報・注意報の情報の伝え⽅として，巨⼤地震の可能性がある場合には「巨⼤」という⾔葉を使うなど定性表現での発表，振り切れの対策として広帯域強震計の活⽤，（遠地地震に対しては）リアルタイム津波シミュレーションの導⼊がなされたこと，また，S-net 等の海底津波計の整備により，沖合での津波の観測データから津波を予測する⼿法の１つである tFISH が，2019 年に導⼊されたこと，が紹介された．
２．リアルタイム GNSS 解析による地震像の即時把握
国⼟地理院測地観測センターの村松弘規⽒および東北⼤学⼤学院理学研究科の太⽥雄策⽒から，リアルタイム GNSS を⽤いた地震像の即時把握の研究として，巨⼤地震後数分での断層推定を⽬指した電⼦基準点リアルタイム解析システム（REGARD）の紹介があった．矩形断層モデルとすべり分布モデルの２通りがあり，数分後には断層推定が終了する．例として，2016 年の熊本地震（M7.3）－568－

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では Mw6.96，2021 年 3 ⽉の宮城県沖の地震（M6.9）では Mw6.92 が数分後に得られているなど，（⼤規模な地殻変動が発⽣するような巨⼤地震をターゲットとしているが）M7 程度の地震でも、⼤きな地殻変動を捕捉できれば地震規模を数分で推定可能とのこのことである．そして，誤検出の要因の分析や，精密単独測位の検討がなされているとの説明があった．現 REGARD では，初期値への依存性が⾼いが，マルコフ連鎖モンテカルロ法（MCMC）を⽤いることで，初期依存性が⼩さくなり，より柔軟にモデルが作成可能であること，また，推定の不確実性を確率分布として表現が可能になる．さらには，３次元構造モデルを使う研究が進んでいる，とのことである．
３．地震動即時予測の研究：最近 10 年の進展から気象研究所の⼲場から，国内外の最近 10 年間の地震動即時予測に関する研究の進展ついての紹介を⾏った．地震動即時予測は世界中で研究されており，このうち⾏政の⼀環として，⼀般住⺠を対象に警報を出すことは，（東北地震以前から始めていたメキシコと⽇本に加えて）台湾と⽶国⻄海岸等で始まったことを紹介し，地震動即時予測における３つの考え⽅（地震波伝播の予測，P 波からS 波の予測，破壊の予測）のそれぞれについて，研究の進展についてレビューを⾏った．地震波伝播の予測の予測では，2000 年代では，単発地震を点震源仮定に基づき，震源位置とＭを迅速に決定する研究が多かったが，2010 年代になると，（震源とＭにかかわらず）揺れから揺れを予測するという考え⽅も増えて来たことを紹介した．観測⾯では，スマホを強震計代わりに使うことで稠密な観測網を仮想的に作ることや，また，（相対性理論の）重⼒波を⽤いて P 波よりも早く地震発⽣を検知する研究の紹介を⾏った．
４．津波即時予測の進展
北海道⼤学理学研究院地震⽕⼭研究観測センターの⾕岡勇市郎⽒から，最近 10 年間の津波即時予測に関する研究の進展ついての紹介があった．S-net 等の海底津波計の整備により，津波の観測から津波を予測する研究が進展したとのことである．即時的に津波波源を推定する⽅法（tFISH）,データベースから抽出する⽅法の紹介に続き，特に，データ同化⼿法による津波伝播の計算と AI を利⽤した即時予測の説明があった．データ同化⼿法を，実際の津波に適⽤した事例や，グリーン関数法と組み合わせて予測のための計算を簡略化する⼯夫，即時浸⽔予測への応⽤の紹介があった．また，震源域上では海底の上昇とともに海⾯も上昇するので，⽔圧計では津波の⾼さを表しきれないことに対する対応策の説明があった．Neural network AI を利⽤し，海底津波計の観測波形から即時予測を⾏っている例が紹介された．事前に 10,000 通りを学習させておくことで，0.04 秒という計算時間で予測が可能とのことである．
５．総合討論
総合討論で⾏われた主な議論は以下の通りである．
REGARD では現在，すべり分布モデルは海溝型地震に対して⾏っているが，この技術を使って内陸地震のすべり分布モデルを求めることは（熊本地震程度の規模ではあれば）可能とのことである．
これにより，被害の即時把握につながる可能性がある．
津波即時予測で AI の活⽤の話があったが，地震動即時予測でも活⽤することで計算が⾼速化できるのでは，との意⾒があった．実際にそのような研究は⾏われていること，⼀⽅で，⼩さな地震でい－569－

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くら学習させても⼤きな地震の時に正確に予測できるかは保証できないという意⾒があること，⾮線形が⼊ってくると難しいかもしれない，との説明があった．また，シミュレーション波形を使って学習させるということも考えられる，との意⾒があった．
データ同化⼿法としては，最適内挿法が使われているが，精度を⾼めるために，カルマンフィルターを使うことは考えられるのでは，との意⾒があった．現状では，計算時間がかかること，最適内挿法はグリーン関数と組み合わせられるので⾼速化のメリットがある，との意⾒があった．
観測データにノイズが⼊った時の処理についても重要であるとの意⾒があった．そういう場合の研究も進んでいることが紹介された．
揺れから揺れを予測する⽅法で，深い地震等に対する⾒通しの質問があった．深い地震では，⼀⻫に揺れがやってくることになるので，容易ではないとの説明があった．
データ転送に１秒パケットを使っているが，即時性を⾼めるためもう少し細分化など改良していく必要がある，との意⾒が出された．
（⼲場 充之）HOSHIBA Mitsuyuki－570－