3.11東日本大震災で何が起きたのか

平成23年7月14日
応用アール・エム・エス株式会社

山田敏博

目次
• 東北地方太平洋沖地震とはどのような地震だったのか？
• 地震が企業活動や社会経済に与えた影響• 地震リスクを事前にどのように把握するか～ 地震リスクの定量化 ～• 近い将来発生が懸念されている地震Ⓒ 2011 OYORMS Corporation, All Right Reserved.

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東北地方太平洋沖地震とはどのような地震だったのか？

東北地方太平洋沖地震の概要• 地震名称：平成23年(2011年)東北地方太平洋沖地震• 震災名称：東日本大震災• 発生日時：平成23年３月11日14時46分• マグニチュード：9.0 (国内観測史上最大）• 死者・行方不明者：約２万４千人（戦後最大） ←津波– 関東大震災：約10万5千人– 阪神・淡路大震災：約6千4百人

←火災
←倒壊

3つの大震災死傷者の原因は異なる• 特徴– 巨大な津波– 余震が多い：M5以上の余震回数（6/8現在)502回– 揺れによる建物倒壊（構造被害）は少なかった• 天井の落下など非構造部材の被害が目立った• 軽微な被害は首都圏でも発生Ⓒ 2011 OYORMS Corporation, All Right Reserved.

4東北地方太平洋沖地震の概要
北米プレート日本
海溝

ユーラシアプレート

太平洋プレート

南海

トラ

フ

フィリピン海プレートⒸ 2011 OYORMS Corporation, All Right Reserved.

5

震度７観測点における加速度波形記録の比較
2011年東北地方太平洋沖地震
宮城県栗原市：震度７
周辺の住宅全壊率0%

1995年兵庫県南部地震
神戸市中央区（震災の帯）：震度７
周辺の住宅全壊率35%

最大振幅、継続時間とも、東北地方太平洋沖地震のK-NET築館観測点の方が圧倒的に規模が大きい
しかし、住宅全壊率は逆に兵庫県南部地震の葺合観測点の方が高い。なぜ？
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6

震度７観測点における加速度応答スペクトルの比較

最大応答加速度（gal)

8000

7000

兵庫県南部 震災の帯
葺合供給所 震度７6000

東北地方太平洋沖K-NET築館 震度７• 周期0.5秒未満の短周期成分は東北地方太平洋沖地震のK-NET築館観測点の方が大きい• 周期0.5秒以上は兵庫県南部地震の葺合観測点の方が大きい。
特に１秒付近ではK-NET築館観測点の４倍程度大きい• 周期１～２秒が住宅建物に影響する周期帯と言われており、住宅の倒壊が少ない理由は周期成分の特徴で説明できる

5000

4000

3000

2000

1000

0
00.5

1
周期（秒）

1.5

2

水平動の加速度応答スペクトル(h=5%)の比較

全域ではどうか？

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7周期0.2秒の応答加速度分布
周期0.2秒（h=5%)

1995年兵庫県南部地震(M7.3)Ⓒ 2011 OYORMS Corporation, All Right Reserved.

8周期1秒の応答加速度分布
周期1.0秒(h=5%)

1995年兵庫県南部地震(M7.3)Ⓒ 2011 OYORMS Corporation, All Right Reserved.

9今後懸念される地震～最大余震～• 大きな地震の後には最大でマグニチュードで１前後小さい余震が発生する可能性がある• 東北地方太平洋沖地震はM9.0の地震であったことから、M8クラスの余震の発生が懸念されている• 特にアウターライズ地震と呼ばれる震源域の外洋側で大津波を発生させる正断層型の地震の発生が懸念されている• 時間が経過した後に発生した大きな最大余震の例– 2004年スマトラ沖地震(M9.1)の３ヶ月後にM8.6の最大余震– 1923年関東地震(M7.9）の４カ月後にM7.3の最大余震– 1854年安政東海地震(M8.4)の１０ヶ月半後にM7～7.5の最大余震• 大きなアウターライズ地震の発生例– 1896年明治三陸地震(M8.3)の37年後に1933年昭和三陸地震(M8.1)Ⓒ 2011 OYORMS Corporation, All Right Reserved.

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今後懸念される地震～誘発地震～• M8クラス以上の巨大地震が発生すると、広域で地殻にかかる力が変化し、震源域から遠く離れた場所でも大きな誘発地震が発生する可能性がある• 今回の地震でも本震後数日以内に長野県北部や静岡県東部でM6クラスの誘発地震が発生し、最大震度６強を記録した。
• 大きな誘発地震（と見られる地震）の例– 1944年東南海地震(M7.9）の1カ月後に三河地震(M6.8)– 1944年東南海地震(M7.9）の３年半後に福井地震(M7.1)– 1896年明治三陸地震(M8.3)の２ヶ月後に陸羽地震(M7.2)– 1854年安政東海地震(M8.4)の11カ月後に安政江戸地震(M6.9)• 今回の地震はM9クラスという、かつて無い規模の地震であり、当分の間は、最大余震や誘発地震に注意が必要Ⓒ 2011 OYORMS Corporation, All Right Reserved.

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誘発地震と見られる地震の例Ⓒ 2011 OYORMS Corporation, All Right Reserved.

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津波の特徴• 北海道から千葉県までの広範囲を高さ２ｍ以上の津波が襲った。
• 三陸のリアス式海岸では非常に高い津波となった• 仙台平野や福島県ではここ数百年経験していない規模の津波であった• 津波の最大波は第２波以降の地点が多く、長時間に渡って津波が何度も来襲した– 震源に近い三陸地域では本震発生後30～40分後に最大波が到達– 大洗や銚子では本震発生後2時間以上経過して最大波が到達– 北海道ではばらつきが大きく９時間近く経過して到達した地点もあった• 浸水域は550km2以上、仙台平野では海岸線から5km以上遡上した箇所もあった• 大規模な地殻変動により海溝側で隆起して津波を発生させ、陸地側では逆に沈降して被害をより大きくしたⒸ 2011 OYORMS Corporation, All Right Reserved.

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津波の高さ分布

津波の高さ定義(気象庁による）

痕跡高
遡上高

痕跡高の高い箇所
三陸地域
20m以上
仙台平野～福島
10m以上
上記以外の地域
10m未満

東北地方太平洋沖地震津波合同調査グループ（http://www.coastal.jp/ttjt/）による速報値（2011年5月20日参照）Ⓒ 2011 OYORMS Corporation, All Right Reserved.

14仙台平野浸水域～既存のハザードマップとの比較～

仙台
東部

道路

※浸水域データは国土地理院、日本地理学会のデータに基づき作成• 今回の地震による津波の浸水域は仙台平野において非常に広く、名取市周辺で海岸線から４ｋｍ前後遡上した。
• 名取市では、最大波高４ｍの津波を想定しており、最大で１ｋｍ程度の遡上を予測し、それを基に指定避難所を決定していた• 今回の地震では想定を大幅に上回る津波となった。
• 仙台東部道路より陸側では、浸水域であったとしても、道路盛土により被害がかなり軽減されていることが報告されている

仙台空港

名取市津波浸水予測図に実際の浸水域を重ねた図Ⓒ 2011 OYORMS Corporation, All Right Reserved.

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液状化現象～継続時間の長さが影響～• 液状化現象とは？

【[1] 地震前】
砂粒子がかみあい安定している状態【[2] 液状化時】
砂粒子のかみ合いがはずれ泥水化した状態【[3] 地震後】砂粒子が再堆積し地盤が沈下した状態（噴砂、噴水）• 液状化が起こりやすい場所（次頁参照）– 緩い砂地盤で地下水位が高い場所– 海岸、川、沼、水田などがあった場所を埋め立てたり造成した場所• 東北地方太平洋沖地震における液状化現象の特徴– 極めて広い範囲で液状化現象が発生した– 関東地方では震度５強程度の揺れでも継続時間の長さから、浦安市、我孫子市等で激しい液状化が発生し大きな被害となったⒸ 2011 OYORMS Corporation, All Right Reserved.

16液状化はどのような場所で発生するか？
• ゆるい砂からできた地盤で、地下水位が高い場合、液状化が発生する可能性が高い
昭和39年（1964年）の新潟地震（M7.5）の際に、4階建ての鉄筋コンクリートの建物が地盤の液状化により転倒するなどの被害があったことから、広く液状化現象が知られるようになった。

出典：『地震がわかる！』文部科学省Ⓒ 2011 OYORMS Corporation, All Right Reserved.

17長周期地震動• 長周期地震動とは？
– 周期２～３秒以上のゆっくりとした地震の揺れ– 波長が長いことから減衰しにくく遠方まで伝わる– 堆積平野（例えば関東平野）では表面波という波を新たに発生させて継続時間が長くなりやすい• 長周期地震動で想定される被害例– 超高層ビル（周期５～６秒）：什器類の転倒、エレベータ閉じ込め、構造的な被害の可能性も– 石油コンビナート（周期７～10秒）：スロッシングによる火災発生等• 大きな長周期地震動が発生する条件– 震源が浅く、規模が大きい巨大地震– 堆積層が厚い平野・盆地

長周期地震動の被害が懸念される地震が起こってしまった…
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18長周期地震動の被害• 首都圏において、超高層ビルでは構造的な被害は発生せず、石油コンビナートでもスロッシングによる火災は発生せず、いずれも軽微な被害に留まった• 長周期地震動が懸念される地震のはずなのになぜ？

• 長周期地震動が注目されるきっかけとなった2003年十勝沖地震の地震動と比較するとⒸ 2011 OYORMS Corporation, All Right Reserved.

19速度応答スペクトルの比較• 超高層ビルが集中する観測点(K-NET新宿）と石油コンビナートが存在する観測点(K-NET姉崎)の本震の速度応答スペクトルと2003年十勝沖地震の石油タンク火災が発生した観測点(K-NET苫小牧）の速度応答スペクトルを比較• 周期５秒以上では、いずれも十勝沖地震の苫小牧の値を大きく下回っていたことがわかった

水平動の速度応答スペクトル(h=5%)の比較• M9の地震でこの程度であれば、首都圏では長周期地震動を懸念する必要はない？

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20震源域が異なる地震での周期特性の比較• K-NET新宿観測点において、4/7に発生した宮城県沖の余震(M7.1)と東南海地震の震源域周辺で発生した2004年紀伊半島南東沖地震(M7.4)の速度応
答スペクトルを比較。両者のM、震源からの距離はほぼ同程度• 宮城県沖の余震の卓越周期が３秒に対し、紀伊半島南東沖地震では７秒で、周期５秒以上で宮城県沖の余震のレベルを大きく上回る• 本震と余震で卓越周期やスペクトル形状が概ね整合している水平動の速度応答スペクトル(h=5%)の比較• 南海トラフでM８クラスの地震が発生した場合、周期５秒以上の揺れが大きくなり、超高層ビルや石油コンビナートには厳しい揺れとなる可能性があるⒸ 2011 OYORMS Corporation, All Right Reserved.

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東北地方太平洋沖地震とはどのような地震だったのか？
• 宮城県沖の震源位置から海溝側の太平洋プレートの浅いところで極めて大きなすべり（最大60m程度）が発生したため巨大な津波が発生した• 広い地域で大きな震度になった一方で、建物被害に影響する周期１～２秒の波の成分が神戸の震災の帯より小さかったため、倒壊した建物は少なかった• 長周期地震動に関してはM9クラスにしては小さめで首都圏での超高層ビル、石油コンビナートの被害は軽微であった• 今回の被害状況から、現在の建物は地震に対して安全だと過信してはならない。南海トラフの地震や活断層の地震などでは、今回の地震よりも被害が発生しやすい揺れになる可能性もあるⒸ 2011 OYORMS Corporation, All Right Reserved.

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地震が企業活動や社会経済に与えた影響

企業の震災損失の状況• 上場企業全体の震災損失は３兆１千億円• 東証第１部に上場する３月期決算企業の３社に１社が、東日本大震災に伴う損失を計上– 約360社（全体の３割強）が１億円以上の損失を計上– 約100社が20億円以上の損失を計上– 約20社が100億円を超す損失を計上• ４月以降も損失は発生する見込み– 休業損失、復旧費用の追加計上– 保険付保により今後特別利益が発生するケースがある• 大手保険会社の企業への保険金支払額は6,000億円を超える見込（5/19時点）
日経新聞によるⒸ 2011 OYORMS Corporation, All Right Reserved.

24震災損失の影響の程度• 上位100社で合計9450億円の特別損失

震災関連特別損失ワーストランキング（100社）（週刊ダイヤモンド）より作成Ⓒ 2011 OYORMS Corporation, All Right Reserved.

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サプライチェーンの影響• 直接被害に加え、サプライヤが被災して原材料や重要部品を調達できないことから操業が再開できず損失を計上した例も多い• また供給先の停止により操業停止を余儀なくされた例など被災地に拠点がない企業にも影響した• サプライヤによる影響が顕著な企業の2011年3月期の震災損失額とこのう
ち特別損失に計上した固定費（億円）単位（億円）

震災損失額

うち固定費

A社

457

150

B社

396

198

Ｃ社

5249

• 報道による今後の対応– 調達側：調達先の実態把握、部品の共通化、海外を含めた調達先企業・地域の分散化– 供給側：海外も含めた拠点の分散化、代替生産の体制構築Ⓒ 2011 OYORMS Corporation, All Right Reserved.

日経新聞による26

操業停止となった震度 ～業種別の比較～※自社建物・設備の被災で操業が停止したと見られるものが対象Ⓒ 2011 OYORMS Corporation, All Right Reserved.

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保険金の支払額
地域

災害順位

2011

地震

被害
総額

支払保険金
個人

10,301億円※1

支払件数58万件（6.29現在）

企業

6,000億円※1

再保険等で4,000億円回収（5.19日経）783億円※1

支払件数6.5万件

16.9兆円（内閣府防災）9.6兆円

兵庫県南部地震

1995

2

芸予地震

2001

169億円※1

1

台風19号 MIREILLE

1991

5,679億円※1

2

台風18号 SONGDA

2004

3,874億円※1

1

ノースリッジ地震

1994

300億ドル

206億ドル※2

1

ハリケーン・カトリーナ

2005

960億ドル

723億ドル※2

2

ハリケーン・アンドリュー

1992

437億ドル

249億ドル※2

被害総額は、防災科学技術研究所主要災害調
査 第41 号による

1

9.11WTC

2001

830億ドル

231億ドル※2被害総額は防災科研

（国土庁）

風水害
テロ

備考

1
地震

風水害

世界年

東北地方太平洋沖地震

地震

日本

災害名

※1：損保協会HP、※2：SwissRe, Sigma2011,No1Ⓒ 2011 OYORMS Corporation, All Right Reserved.

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地震リスクを事前にどのように把握するか～ 地震リスクの定量化 ～地震リスクの定量評価の現状• 保険・再保険業界では1980年代後半から地震などの自然災害リスクをモデルによって分析しリスクの取引に利用している– 保険引受リスクのポートフォリオ管理、出再、受再、CATボンド等によるリスクの移転等• 地震リスク分析は保険以外の分野でも利用されるようになってきている– ART（震災ボンド・地震デリバティブなど保険以外のリスク移転商品）のための分析– REIT・私募ファンド：PML分析– 企業のリスクマネジメント・BCP／BCMのための分析Ⓒ 2011 OYORMS Corporation, All Right Reserved.

30

地震リスク分析の方法
地震ごとに繰り返し計算する

想定地震

どの程度の規模（マグニチュード）の地震がどこで、どれ位の頻度（確率）で発生するか？
【地震モデル】27,000のシナリオ地震

地震動予測・震源からの距離 【距離減衰式】
・地盤条件(硬さ，液状化） 【地盤モデル】

・建物、生産設備、在庫の再調達価額
損失予測

地震リスクの算定

・地震による被害の起きやすさ（脆弱性）
・被害の大きさと復旧日数との関係【損失率曲線、復旧率曲線】
どの程度の損失がどれくらいの頻度（確率）で発生するか？
【イベントリスト、イベントカーブ、リスクカーブ】Ⓒ 2011 OYORMS Corporation, All Right Reserved.

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イベントリストⒸ 2011 OYORMS Corporation, All Right Reserved.

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イベントカーブⒸ 2011 OYORMS Corporation, All Right Reserved.

33リスクカーブⒸ 2011 OYORMS Corporation, All Right Reserved.

34リスクカーブの読み方

1.0%
年超過確率

0.5%

年超過確率

再現
期間

損失額（億円）

0.1％

1000年

2000.2％

500年

1000.5％200年

501.0％

100年

200.2%
0.1%
20億 50億

100億200億

予想損失額Ⓒ 2011 OYORMS Corporation, All Right Reserved.

35リスクカーブとVaRの関係（参考）0.01（超過確率1％）

0.99
損失額

99％VaR=1００億円

0.001（超過確率 0.1％）

0.999
損失額
99.9％VaR=３００億円
地震VaR
信頼区間

超過確率90％10％
リスクカーブ

99％

1％

99.9％

0.1％

損失額
90％VaR 99％VaR 99.9％VaRⒸ 2011 OYORMS Corporation, All Right Reserved.

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財務への影響評価（1/6）
分析の前提• 物的損失による有形固定資産の除却はない• 修繕費はすべて収益的支出として当期に費用計上• 建物の再調達価額は20,000（百万円）• 機械設備の再調達価額は40,000（百万円）• 税金は考慮しない※また、収益・費用の未収・未払いはないものと仮定する

上記前提より地震による損失は• 物的損失 ： 修繕費＝建物の修繕費＋機械設備の修繕費
建物の損失額＋機械設備の損失額• 休業損失 ： 生産停止による営業利益の減少Ⓒ 2011 OYORMS Corporation, All Right Reserved.

37財務への影響評価（2/6） ～地震がない場合～
今期の最終損益（予想） (百万円)
売上高
50,000
変動費
25,000
限界利益
25,000
固定費19,800
営業利益
5,200
支払利息
200
当期純利益
5,000

流動資産
現金売上債権

固定資産

期首B/S
流動負債
8,000 仕入債務
12,000 短期借入金
固定負債
長期借入金

（簿価純額表示）建物
機械装置

10,000 純資産
20,000 資本金
利益剰余金

5,000の増加
簡略化のためゼロと仮定

キャッシュフロー（予想） (百万円)
営業利益:
5,200
減価償却費
0
売上債権の増加
0
仕入債務の増加0
利息の支払額
▲ 200
営業CF:
5,000
投資CF:
0
財務CF:
0
現金の増加:
5,000

流動資産
現金売上債権

固定資産

期末B/S
流動負債
13,000 仕入債務
12,000 短期借入金
固定負債
長期借入金

（簿価純額表示）建物
機械装置

10,000 純資産
20,000 資本金Ⓒ 2011 OYORMS Corporation, All Right Reserved.

利益剰余金

（百万円）

5,000
10,00010,0005,000
20,000（百万円）

5,000
10,00010,0005,000の増加

5,000
25,00038

財務への影響評価（3/6） ～当期利益への影響～
 損失の前提•地震による直接損失率： 建物・機械設備とも1０％•地震による休業損失： １.2ヶ月分の売上高の減少
今期の最終損益（地震なし）

今期の最終損益（地震あり）

（百万円）

売上高
変動費
限界利益
固定費
営業利益
支払利息
当期純利益

50,00025,00025,00019,8005,200200
5,000

（百万円）

売上高
変動費
限界利益
固定費
営業利益
支払利息
修繕費
当期純利益

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45,00022,50022,50019,8002,700200
6,000▲3,500

39

財務への影響評価（4/6） ～キャッシュフローへの影響～

キャッシュフロー（地震による損失なし）

キャッシュフロー（地震による損失あり）
（百万円）

（百万円）

営業利益
減価償却費
売上債権の増加
仕入債務の増加利息の支払額
営業CF
投資CF
財務CF
現金の増加

5,200000▲ 200
5,000
00
5,000

営業利益
減価償却費
売上債権の増加
仕入債務の増加利息の支払額
修繕費の支出額
営業CF
投資CF
財務CF
現金の増加

Ⓒ 2011 OYORMS Corporation, All Right Reserved.

2,700000▲ 200▲6,000▲3,50000▲3,50040財務への影響評価（5/6） ～貸借対照表への影響～
流動資産
現金売上債権

固定資産（簿価純額表示）3,500の減少

建物
機械装置

期首B/S
流動負債
8,000 仕入債務
12,000 短期借入金
固定負債

（百万円）

長期借入金

10,00010,000 純資産
20,000 資本金
利益剰余金

流動資産
現金売上債権

固定資産（簿価純額表示）

建物
機械装置

5,000
10,0005,000
20,000

期末B/S
流動負債
4,500 仕入債務
12,000 短期借入金
固定負債

（百万円）

長期借入金

10,00010,000 純資産
20,000 資本金
利益剰余金Ⓒ 2011 OYORMS Corporation, All Right Reserved.

5,000
10,0003,500の減少

5,000
16,50041

財務への影響評価（6/6）
収益性指標の低下
安全性指標の低下
・ 株主資本比率：
・ D/Eレシオ：
・流動比率：

50% ⇒ 46%
0.8 ⇒ 0.93
133％ ⇒ 110％

格付けへの影響
財務指標１

X＝財務指標2
財務指標3

┋┋

f:X

維持

格付低下

財務指標ｋ

格付けにインパクトのある財務指標の変化Ⓒ 2011 OYORMS Corporation, All Right Reserved.

42

住宅ローンの地震リスク
地震リスク
分析
銀行が抱えるリスク
担保価値減少

住宅被害
（損失額）

資産減少

自己資金で修理借入で修理二重ローン返済不能

売上減少

収入減少

格付低下

会社被災

失業問題なしⒸ 2011 OYORMS Corporation, All Right Reserved.

リスク資産増加43近い将来発生が懸念されている地震主な海溝型地震の長期評価結果
2011年1月1日を基準にした30年以内の地震の発生確率

南関東直下: M6.7～7.2 70%程度
想定東海地震: M8.0程度
87%（参考値)
東南海地震: M8.1程度
70%前後
南海地震: M8.4程度
60%程度

出典：「全国を概観した地震動予測地図 2010年版」
地震調査研究推進本部 地震調査委員会Ⓒ 2011 OYORMS Corporation, All Right Reserved.

45

主要活断層の長期評価結果
2011年1月1日を基準にした30年以内の地震の発生確率

出典：「全国を概観した地震動予測地図 2010年版」
地震調査研究推進本部 地震調査委員会Ⓒ 2011 OYORMS Corporation, All Right Reserved.

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東北地方太平洋沖地震と３連動地震の震度分布の比較

３連動地震（想定東海＋東南海＋南海）の震度は中央防災会議資料によるⒸ 2011 OYORMS Corporation, All Right Reserved.

47

ご清聴ありがとうございました

問い合わせ先応用アール・エム・エス株式会社
山田 敏博
toshihiro.yamada@oyorms.co.jp

03-5575-7189Ⓒ 2011 OYORMS Corporation, All Right Reserved.

48