倉田奨励金研究報告書 第 52 集
2019 年度（第 51 回）助成

自然科学・工学－都市・交通：2 年助成（最終）奨励金№1400

津波伝播・遡上計算用地形データ作成ツールの開発～世界津波防災力の向上に向けて～
近貞直孝

防災科学技術研究所

主任研究員

Developing digital terrain model creating tool fortsunami inundation calculation- Toward tsunami
disaster mitigation around the world
Naotaka Chikasada,National Research Institute for Earth Science and Disaster Resilience（NIED）, Chief Researcher

本研究では、世界の津波防災力の向上を目指して、その基礎となる津波伝播・遡上計算用地形データ作成ツールの開発を行った。このツールでは、陸域の高分解能地形データである ASTER GDEM と海域地形データである
GEBCO を組み合わせて津波計算に必要なネスティング地形を作成することが可能である。また、日本全国を対象とした高解像度地形データを GtTM の一部として公開したことで、津波計算の大きな障壁である地形作成が容易になり、津波防災力の向上に向けて津波研究の後押しに貢献している。
With the aim of improving tsunami disaster mitigation capabilities around the world, we have developed a digital
elevation data generation tool for tsunami propagation and inundation calculations. This tool allows us to generatenesting topography and bathymetr y data for tsunami calculations by combining high resolution ASTER GDEM
topography data and GEBCO Gridded Bathymetry Data covering global ocean area. We have confirmed that thistool has been useful for several studies. The release of high-resolution digital elevation data GtTM covering theentire Japan has also encouraged tsunami research to improve tsunami disaster mitigation capabilities.

1．研究内容他にも、日本海の孤島渡島大島の山体崩壊による

1．背景

津波（Ioki et al, 2019）や、九州西岸域で発生する

世界中の沿岸地域には人口が密集し工業地帯も「あ び き」と 呼 ば れ る 気 象 津 波（Hibiya andあることから、津波に備えることは多くの国にKajiura, 1982）といった、いわゆる海底で発生しとって重要である。しかし、主に着目されているた地震による津波とは異なる仕組みで生じる津波のは繰り返し発生している海溝型地震による津波の存在や発生メカニズムが明らかになってきていに限られ、特定の地域でのみ備えがされているのる。さ ら に、2022 年 1 月 に は、ト ン ガ 諸 島 のが現状である。例えば、2018 年 9 月にインドネシ

Hunga-Tonga Hunga-Haʼapai（HTHH）火山の大規

ア Sulawesi 島の Palu 湾内で発生した地震では、海模噴火によって生じた気圧波によって励起された底地殻変動の少ない横ずれ断層であったにも関わ津波が世界中で観測された（Kubota et al, 2022）。

らず大きな津波が湾内の沿岸域を襲い、海底もし「あびき」のように発生する地域が限定される気象

くは沿岸の地すべりによって推定以上の津波が発津波もあるが、火山噴火による津波のように発生生したと考えられている（Arikawa et al, 2018）。

場所が全く特定することが出来ない津波もあり、

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自然科学・工学－都市・交通：2 年助成（最終）このような津波にも備えるため、場所によらないASTER GDEM（Fujisada, 2012）を用いる。将来的津波防災、減災のための準備が必要とされている。には、1 秒角分解能の ASTER GDEM と 100 m 分

世界中の沿岸地域で津波計算を実施できるよう解能の GEBCO データを合成することで、世界中にするためには、津波の伝播・遡上計算を行う数任意の沿岸地域で津波の遡上計算が可能となると値計算コードと海域及び陸域の数値地形データが期待できる。

必要不可欠である。津波数値計算コードについて

本研究では、陸域と海域の数値地形データを統は、高機能かつ高速な JAGURS（Baba et al, 2017）

合して JAGURS を用いた津波遡上計算に利用可能がオープンソースソフトウェアとして公開されてなネスティングされた地形を作成するツールを開おり、誰でも自由に使うことが出来る。数値地形発した。陸域に ASTER GDEM、海域に GEBCO

データについては公開されているものもあるが、データを用いることで、陸域では最大 1 秒角、海自治体などが非公開で保有している場合も多く、域では最大 15 秒角の分解能の数値地形データを作仮に非公開の数値地形データを利用することが出成することが出来る。この作成ツールでは地図上来たとしても、津波計算に適した形式に変換するで地形の区切りの位置が確認できるようになってには相当量の経験が必要とされる。そこで本研究おり、例えば発散の原因となりうる海陸の境界のでは、公開されている数値地形データを組み合わ位置を調整することが出来るようになっている。

せて、津波伝播・遡上計算に適した形へ変換する

また、入力には任意の数値地形データを指定する

数値地形データ作成ツールを開発をした。そして、ことが出来る。

作成した数値地形データを公開することで、世界一方、日本全域（東経 117〜155 度、北緯 20〜49の津波防災力を向上させる一助となることを目標度）をカバーする数値地形データとして、G 空間情としている。

報センター（https://front.geospatial.jp/）から公開されている南海トラフ域と日本海溝域の数値地形

2．Global tsunami Terrain Model の作成

データと GEBCO データを統合し、2 秒分解能（日我々は、津波の伝播・遡上計算に適した全球本付近で約 50 m）である GtTM/WholeJapan2020の数値地形データとして Global tsunami Terain（図 1）を作成し、公開した［1, 4］。ここで用いたModel（GtTM）の作成を行っている。その基礎

GEBCO 2019 は 30 秒分解能のため、海域では実となる海域の数値地形データは、Seabed 2030 プ

際には無い分解能のデータとなっているが、津波

ロ ジ ェ ク ト（Nippon Foundation and GEBCO,伝播・遡上計算をする際には、高分解能な状態で2018）で 作 成、公 開 し て い る GEBCO Gridded

地形がなめらかに接続されていることが重要なた

Bathymetr y Data を 利 用 す る。最 新 の GEBCO

め、得られる最大分解能である 2 秒角を基準とし2023 でも 15 秒角（赤道上で約 500 m）の分解能だて一様分解能の数値地形データとした。また、が、1,000 m 以浅では、100 m 分解能で数値地形

ASTER GDEM と GEBCO データを用いて、2022 年データを整備する計画となっている。一方、陸域

1 月に噴火した HTHH 火山の近傍にある Tongatapuの地形、特に沿岸域の地形については、いわゆる島で生じた浸水域を見積もるため、ASTER GDEM

地図データとしての標高情報が必要であり、先進の分解能 1 秒角に合わせて、HTHH 火山を含む領国では基本的に整備されているが、途上国では未域（西経 176〜174 度、南緯 22〜19 度）の数値地整備であることも少なくない。そこで、陸域の数形データを作成、公開した［4］。

値地形データについては、ほぼ全球の陸域を 1 秒角（赤道上で約 30 m）の分解能でカバーしている倉田奨励金研究報告書 第 52 集
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自然科学・工学－都市・交通：2 年助成（最終）（20H00294）」における津波遡上即時予測の検討で必要となった数値地形データを作成した。HTHH
火山噴火による津波の検討では、日本沿岸に対する津波即時予測の検討について、GtTM を用いた解析を行った［3］。
さらに、東京交通短期大学の交通情報論ゼミに於いて、津波初学者の卒業研究生が、JAGURS とGtTM を用いて、研究対象である千葉県勝浦市の外房線付近に対する津波の影響評価を行うための津波伝播・遡上計算を実施することが出来た［6］。
図 1．作成した 2 秒角分解能の日本全域の数値地形データ

3．適用例
津波の研究を進展させる上でもう 1 つ欠かせな

これにより、津波伝播・遡上計算用の数値地形データが整備されていることで、津波計算を実施する上での敷居を下げることが可能であることが示されたと言える。

いのが、津波の観測波形である。観測波形の解
析から、津波の初期波源を求める研究が様々実本奨励金により、世界の津波防災力向上に向け施されているが、用いた津波計算コードや数値た研究開発を実施することが出来ました。感謝申

地形データの違いにより例え同じ波源であったし上げます。

としても検潮所などの地点で計算される計算波形は変わりうる。そのような違いを検証するた

4．参考文献め、津波波形データベース（TwDB）［5］が構築• Arikawa, T., Muhari, A., Okumura et al., Coastal

されているが、そこでも共通基盤として、GtTM/subsidence induced several tsunamis during theWholeJapan2020 から東日本、西日本、日本海の2018 Sulawesi earthquake. Journal of Disaster

領域を切り出した数値地形データが使われていResearch, sc20181201. https://doi.org/10.20965/

る。公開している GtTM は、他にも海域の研究

jdr.2018.sc20181204（2018）（Nakamura, 2022; Sato et al, 2022）や文部科学省の分科会でも利用されている。

• Ioki, K., Tanioka, Y., Yanagisawa, H., andKawakami, G., Numerical simulation of the

また、海溝軸の外洋側で発生することが知られlandslide and tsunami due to the 1741 Oshima-ているアウターライズ地震による津波の分散性のOshima eruption in Hokkaido, Japan. Journal of

評価では、通常考えられているように分散性にGeophysical Research: Solid Earth, 124, 1991-

よって津波の波高が低くならず、引波が先行す

2002, https://doi.org/10.1029/2018JB016166

るアウターライズ地震津波においては、分散性（2019）によって津波の波高が高くなることが示された• Hibiya, T. and K. Kajiura, Origin of the Abiki［2］。このような研究においても、2 秒角分解能

phenomena（a kind of seiche）in Nagasaki Bay,の GtTM から、2、6、18 秒角のネスティング地

Journal of the Oceanographical Society of Japan形を作成して津波伝播計算に貢献している。加え38（1982）: 172-182て、科研費課題「千島海溝沖アウターライズ津波• Kubota, T., Saito, T., Chikasada, N. Y., and

即時予測に向けた震源断層マッピングと津波評価

Sandanbata, O., Meteotsunami observed by the倉田奨励金研究報告書 第 52 集
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deep-ocean seafloor pressure gauge network off

自然科学・工学－都市・交通：2 年助成（最終）1038/s41598-021-99536-x

nor theastern Japan. Geophysical Research［3］Chikasada, Y. N. and W. Suzuki, Non-seismicLetters, 48（21）, e2021GL094255, https://doi.

Tsunami Real-time Forecasting Under Dataorg/10.1029/2021GL094255（2021）

Assimilation Approach – Case Study for Hunga• Baba, T., S. Allgeyer, J. Hossen, et al., Accurate

Tonga – Hunga Haʼapai Volcanic Eruption

numerical simulation of the far-field tsunami

Tsunami Using S-net Data, AOGS2022,

caused by the 2011 Tohoku ear thquake,

Singapore（online）, 2022

including the effects of Boussinesq dispersion,
seawater density stratification, elastic loading,（学会誌、学会講演等以外の研究成果の発表）

and gravitational potential change, Ocean［4］Chikasada, N., Global tsunami Terrain Model

Modelling, 111, 46-54, https://doi.org/10.1016/（GtTM）, doi:10.17598/NIED.0021, https://j.ocemod.2017.01.002, https://github.com/jagurs-

kiyuu.bosai.go.jp/GtTM/（2020）

admin/jagurs（2017）• Nippon Foundation and GEBCO, Seabed 2030
Project, https://seabed2030.org/（2018）［5］近貞直孝、津波波形データベース（TwDB）、
doi:10.17598/NIED.0024, https://kiyuu.bosai.
go.jp/TwDB/（2021）• Fujisada, H., M. Urai, and A. Iwasaki, Technical［6］岩崎寛人（指導教員 小宮全、近貞直孝）、地

methodology for ASTER global DEM, IEEE

震による津波が千葉県勝浦市周辺を通る外房Transactions on Geoscience and Remote Sensing,線に与える影響について〜津波計算コードにvol. 50, no. 10, pp. 3725-3736.（2012）

よるシミュレーション〜、東京交通短期大学、• Nakamura, M., Distribution of b-value in thecentral and southern Ryukyu: is the low b-value
in the rift-axis of the Okinawa Trough accurate?,
Earth, Planets and Space, 74（1）, 178,（2022）• Sato, K., et al., Numerical estimation of a tsunami
source at the flexural area of Kuril and Japan
Trenches in the fifteenth to seventeenth century
based on paleotsunami deposit distributions innorthern Japan., Progress in Earth and Planetary
Science, 9（1）, 1-24,（2022）

2．発表（研究成果の発表）［1］近貞直孝、OpenTSUNAMI プロジェクト始動、第 10 回巨大津波災害に関する合同研究集
会、オンライン、2020 年 12 月
［2］Baba, T., Chikasada, N., Imai, K. et al.
Frequency dispersion amplifies tsunamis
caused by outer-rise normal faults. ScientificReports, 11, 20064（2021）. https://doi.org/10.

交通情報論ゼミ（2022）