沿岸技術研究センター論文集

No.20(2020)

沿岸防災研究所の活動について（令和元年度）
山本 浩之*・高橋 重雄***

(一財)沿岸技術研究センター

波浪情報部** (一財)沿岸技術研究センター理事長

業務課長

沿岸防災技術研究所長

沿岸技術研究センターは沿岸防災技術研究所を 2005 年 12 月に設立した．沿岸防災技術研究所では総合的な沿岸防災技術について，調査研究を進めるとともに，沿岸防災に関わる新しい情報の発信に取り組んできている．本稿では特に近年発生リスクが高まっている巨大高潮に対する取り組みを紹介する．
キーワード : 台風,高潮予測,予測不確実性

1. はじめに2018 年と 2019 年の 2 年間に，大阪湾と東京湾で相次いで台風による高潮・高波による災害が発生した．これ
らの被災事例の以前には，三大湾で高潮・高波の大きな被害は暫く起きていなかったことから，高潮・高波予測の重要性が再認識されている状況である．ここでは，特に台風来襲時の高潮予測について，現状と課題について紹介する．さらに，沿岸防災技術研究所が 2019 年度において取り組んだ調査等について紹介する．

数日前に防災情報として利用するには十分とは言えない状況である．一般的に図-2 に示すように，高潮は台風との位置関係によって現象の出現の非対称性が大きいた
め，予測対象となる港湾の東西どちら側を台風が通過するかが重要となる．現在の気象庁の台風予測は，2 日先では予報円の半径が 100km 以上あり，その時点で台風が高潮予測の対象港湾のどちらを通過するかを判断することは難しい．これが台風接近数日前の高潮予測の精度が十分でない理由である．

2. 台風来襲時の高潮予測の現状と課題
2.1 高潮の計算精度
現在の高潮の計算精度は，三大湾のように吸い上げと吹き寄せの効果が主な成因となる高潮については，外力である海上風と気圧の時空間情報を正確に入力できればその計算精度は高い．図-1 に大阪港を対象にした経験式と二次元数値モデルによる高潮計算の精度検証の例を示す．いずれの方法でも回帰線の傾きは 1，また相関係数は 0.9 に近くなっている．このことは，台風による被災後に高潮の再現計算を行うような場合には，信頼できる計算結果が得られることを意味している．

図-1 高潮（大阪港）の計算結果と実測の相関図（左：経験式 右：二次元数値モデル）
しかし，現実に台風が接近している状況では，台風進路や強度の予測の不確実性のために，高潮予測の精度は

図-2 台風と高潮リスクのイメージ図

2.2 台風予測情報の誤差を考慮した高潮予測の必要性(1) 高潮防災とタイムライン
国土交通省港湾局のとりまとめている「港湾の堤外地等における高潮リスク提言方策ガイドライン 1）」から引用したフェーズ別高潮・暴風対応計画のイメージを図-3に示す．ここでは所謂タイムラインの考え方が取り入れられており，台風接近のフェーズ別に取るべき行動，入手すべき情報等が整理されている．この中のフェーズ１（準備・実施段階）の行動開始判断の支援情報として，台風接近数日前の高潮予測は重要な情報と位置づけられる．一方この段階での高潮予測情報は先述したように台風予測情報の誤差による影響を強く受ける．従って，タイムラインに従った高潮防災行動を支援するための高潮予測情報を提供するためには，台風予測誤差を考慮した- 69 -

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高潮予測が必要である．以下で台風予測誤差を考慮した高潮予測の最近の動向について記載する．

図-3 フェーズ別高潮・暴風対応計画のイメージ(2) 気象庁の新しい高潮予測
気象庁では，図-4 に示すように 2019 年 12 月より，39時間先までの高潮予測プロダクトの提供を開始した 2)．
具体的には，日常は気象予測モデル MSM の予測結果を入力して高潮数値モデルによる予測計算を行い，台風時にはこれに加えて台風予報円内の 5 通り（中央，最も速い，最も遅い，最も右側，最も左側）の台風コースについて，経験的台風モデルによる気圧分布と風速分布を入力して高潮数値モデルの予測計算を行い，これらの計算結果をプロダクト化して提供している．台風時には，6通りの高潮予測結果を提供することで，台風予測情報の不確実性に対処している．この情報は予測時間が 39 時間先までと少し短いため，台風接近時において図-3 で示しているフェーズ 1 の後半からフェーズ 2 での利用が想定される．

潮予測プロダクトよりも早く台風接近の 5 日前から高潮予測が行えること，台風の予報円ではなく気象庁が提供する台風時のアンサンブル予報（気象モデルによる 27メンバーの計算結果）を利用していることで，全メンバーの中から高潮偏差や潮位の最も大きくなるものを求めていることである．アンサンブル予報では予測初期値の僅かな違いにより気象モデルの予測結果がばらつくことを利用して気象現象を確率的に捉えることを可能にしている．2019 年台風 19 号時のアンサンブル予報の全 27 メンバーの台風進路を重ね書きした例を図-5 に示す．予測初期値の僅かな違いが，その後の台風の進路にばらつきを与えていることがわかる．台風時のアンサンブル予報
は，個々のメンバーが気象モデルにより計算されているため，経験的台風モデルの計算に比べて気象場の計算精度が高い．このため，メンバー別の高潮予測の計算精度も高くなることが期待される．2019 年の台風 19 号について台風時のアンサンブル予報を利用して台風接近の 48時間前における高潮予測計算を行った結果を図-6 に示す．ここでは，観測値を赤色，Contorol Run（基本の台風予測）を青色，全メンバー最大の高潮偏差予測を黒色，メンバー最大の潮位予測を水色で表示している．この例では Contorol Run による高潮計算では過小予測となり，台風時のアンサンブル予報を利用することで台風接近時のフェーズ 1 において安全側の予測になることがわかる．

図-5 台風時のアンサンブル予報の例

図-4 気象庁の高潮予測プロダクトの概要(3) SIP による高度高潮予測プログラム
次に沿岸技術研究センターが参画している，現在検討中の SIP 事業（戦略的イノベーション創造プログラム）の高潮予測について紹介する．その特徴は，気象庁の高- 70 -

図-6 SIP の高潮予測例（上段：高潮偏差，下段：潮位）沿岸技術研究センター論文集(4) 高潮早見図
また，沿岸技術研究センターでは，本論文集の調査研究報告の中でも報告したように，近畿地整からの受託業
務において図-7 に示す高潮早見図の作成・活用についても検討している．これは，予測対象となる港湾海域について，来襲の想定される台風のコースと規模を変えた多くの高潮計算を行って想定される高潮偏差の DB を事前に作成し，実際に接近してくる台風の予測情報に適合するものを DB から抽出してくる方法である．ここでは高潮計算の入力となる台風時の気象場は経験的台風モデルを利用している．DB からの抽出の方法を工夫することで，台風が予報円内を通過した場合の最大の高潮偏差や予測の誤差幅を台風接近数日前（フェーズ 1）に提供することができる．また，高潮早見図を日頃から防災関係者間で共有することで当該海域の高潮に対する事前の理解を深めることもできる．

No.20(2020)①沿岸防災技術に関する情報の収集・整理②沿岸防災技術に関する調査研究の実施③沿岸防災技術に関する政策提言④沿岸防災技術に関する技術の普及⑤大規模災害に関する調査研究

4. シンポジウム等の開催
沿岸防災の重要性についての啓発や防災技術の情報交換のため当センターでは国内外でシンポジウムやワークショップ等を開催しており，ここでは沿岸防災関連のものについてのみ紹介する．

4.1 コースタル・テクノロジｰ 2019 における防災関連論文の発表

図-7 高潮早見図のイメージ

2.3．適切な高潮予測の利用
これまで説明したように，高潮は数日前から決定論的に定量予測を行うにはまだまだ課題があるが，予測の不確実性を考慮しながら最悪の事態を想定し，災害を起こすような高潮の発生を数日前から予測することは可能な技術レベルにある．このことは，同じ沿岸の大規模災害を引き起こす津波との大きな違いである．高潮の防災・減災のためには，高潮予測情報が分かりやすく提供され，それを利用者は適切に利用する必要がある．数日前から最悪の状況を想定しながら行動することで，特に人的被害については限りなく小さくすることが可能と思われる．

3. 沿岸防災技術研究所の業務
沿岸防災技術研究所は，以下の業務について取り組んでいる．

2019年11月18日(月)に星陵会館２Fホールにおいて「コースタル・テクノロジー2019」を開催し，13編の論文を発表した．その内，防災関連については以下のような１編の論文発表を行っている．論文の詳細について
は，「沿岸技術研究センター論文集No.19(2019)」を参照してほしい．
1） 港湾・空港防災情報共有プラットフォームの構築
前 調査部 主任研究員 宮脇周作
前 調査役 若崎正光
調査役 遠藤敏雄
関東地方整備局 横浜港湾空港技術調査事務所調査課長 遠藤正洋
同整備局 同事務所 調査課
調査第一係長 北山亮人
これは，関東地方整備局管内における既存の観測機器等（波浪観測装置，強震計，AIS受信機等）を活用して，災害対策本部における災害発生時の迅速かつ正確な現状把握と早期の意思決定及び早期の復旧を支援するシステムについての検討報告である．

4.2 第７回日韓沿岸技術研究ワークショップ(1) 沿革2009年10月７日，沿岸技術研究センター(CDIT)と韓国海洋研究院(KORDI: Korean Ocean Research ＆Development Institute)との間で研究協力協定書が調印された．本ワークショップは，これを契機として両機関が隔年ごとにそれぞれの国で開催した沿岸防災ワークショップ（計４回開催）に由来する．
2012年6月1日，韓国海洋研究院は韓国海洋科学技術院(KIOST: Korean Institute of Ocean Science andTechnology)として名称変更し新たな歴史を開始した．
そして同年，みなと総合研究所(WAVE)がKIOSTと「沿岸- 71 -

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技術分野の協力覚書」を締結したことから，従前からKIOSTと研究協力を行ってきている港湾空港技術研究所(PARI)も含めて，日韓両国における沿岸域の課題に係る最新の研究成果を発表し，相互の理解を深めることを目的にする日韓沿岸技術研究ワークショップが新たに始まった．
第１回は2013年にソウルで，第２回は横浜，第３回目は韓国の安山，第４回は東京，第５回は釜山，第６回は福岡での開催であった．

(2) 第７回日韓沿岸技術研究ワークショップ
2019年の第７回日韓沿岸技術研究ワークショップは12月17日から19日の３日間，KIOST本部のある韓国・釜山で開催された．
まず始めに，KIOSTのLee副院長（Woong-Seo Kim院長代理）による基調講演「KIOST Vision 2030: Key
Policy Objectives & Ongoing Projects」があった．
続いて，「海岸災害と対応」と題する技術セッション
では，KIOSTから１名，日本側からはCDITとPARIから１名づつの研究発表があった．CDITは「FLIP解析を活用した矢板式係船岸の使用可否判定方策の検討」について述べている．
次に，PARIの下迫特別研究主幹による特別講演「Recent disasters caused by storm surges andwaves in Japan」が行われた．続いて，「海岸管理」をテーマとする技術セッションでは，KIOSTから１名，日本側からはWAVEとPARIから１名づつの研究発表があった．次の「海岸環境」をテーマとするセッションも同様に，KIOSTから１名，WAVEとPARIから１名づつの発表があった．
最後の「技術開発」をテーマとする技術セッション
ではKIOSTから１名，CDITから２名の発表があった．
CDITの発表は「ゴム防舷材の設計法と試験法に関するガイドライン」「カルシア改質土を用いた土構造物の変形挙動及び安定性評価に関する遠心模型実験」についてである．各セッションとも活発な討論が行われ，有意義な意見交換の場になった．

ワークショップの期間中，釜山港湾公社の訪問及び釜山北港の視察を行い，釜山新港の開発計画について説明を受けた．

4.3 第4回濱口梧陵国際賞
わが国の津波防災の日，11月５日が国連総会において「世界津波の日」として制定された．この機会をとらえ，江戸時代末期の安政南海地震の時に自らの資産を投げ打ち村人の命を津波から護った濱口梧陵の名を冠した「濱口梧陵賞」を港湾空港技術研究所や他の団体と共同で４年前に創設した．本賞は，津波防災を始めとする沿岸防災分野で顕著な功績をあげた国内外の個人または団体を表彰するものである．
2019年度の受賞者は，次の２名である．
○柴山知也 早稲田大学教授／横浜国立大学名誉教授：
40 年以上にわたって津波，高潮，高波による沿岸域の被 災機構を解明する研究を現地調査，数値予測，水理実験な どの手法を用いて実施．2010 年チリ津波，2011年東北 地方太平洋沖地震津波などで，調査隊長を歴任○Ahmet Cevdet Yalciner 教授 中東工科大学（トルコ）：数十に及ぶ国際科学プロジェクトを通じて，津波の数値解 析，津波への認識の向上，津波対策などにおいて多大な貢 献．2004 年以降，ユネスコにおける多くの津波事後調査 チームを率いた．

図-9 本賞関係者と受賞者

5. 調査研究の実施
沿岸技術研究センターにおいて受託・共同・自主研究を合わせて，2019年度は80件程度の調査研究を実施しており，そのうち約２割が防災関連である．これらの調査業務を災害の予測，減災対策，新技術に関する研究に分けて，その主なものを示す．
① 災害の予測技術に関する研究
・海象観測データの活用
・サンドウェーブやシルテーションによる航路埋没の予測

図-8 ワークショップにおける主な参加者- 72 -

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No.20(2020)② 減災対策に関する研究
・港内埋没対策・長周期波対策・高潮災害の再現
・災害時の効率的点検③ 新技術に関する研究
・波浪・高潮に対する新技術の応用

6. 出版物の刊行

図-10「TSUNAMI」改訂版

わが国は津波の常襲地域であり，津波に対する知見や経験が豊富である．津波に関するわが国の技術的知見を広く世界に情報発信することは当センターの業務の一つとして考えられることから，津波災害の危険性が高い国内外諸地域における人的被害軽減に貢献することを目的とし，津波に関する被害，現象，予警報及び被害軽減策等の技術的知見を紹介する書籍「TSUNAMI」と絵本「津波は怖い！」を出版してきている．

6.1 書籍「ＴＳＵＮＡＭＩ」
書籍「TSUNAMI」は，津波から生き延びるために必要な知識を伝えることを主たる目的とし，読みやすい平易な本にした．この TSUNAMI 本は，日本語版(2008 年 11月)を最初に出版し，引き続いて，インドネシア語版(2009 年６月)，英語版(2009 年 10 月)， 韓国語版(2009年 12 月)を出版している．
2011 年３月 11 日に M=9.0 という大地震とそれによる大津波で東日本大震災となった．この災害は，多くの津波に見舞われてきた我が国においても過去に起きたことがないほどの巨大津波災害であった．この災害によって新たな多くの教訓が得られた．これらの教訓も取り入れた日本語改訂版を 2016 年３月に発刊した．
さらに，世界の人達にわが国で得られた津波の教訓を知ってもらうために 2009 年に出版した英語版の改訂版として World Scientific 社から 2018 年３月に出版している．津波災害の経験のない国の人であっても，外国旅行中に津波に遭遇するかもわからない．このように考えると，津波経験のある国の人も経験のない国の人も是非「TSUNAMI」の英語版を読んでいただければと思っている．英語版には図-10 で示しているようにハードカバーとソフトカバーの２種類がある．ソフトカバーはお買い得値段となっているので，是非，外国の人に勧めて頂きたい．

6.2 絵本「津波は怖い！」
小学生や中学生でも簡単に読め，尚且つ，正確な津波知識が身に付く簡易本として「津波は怖い！」と題する絵本を出版してきた．
「津波は怖い！」と題する絵本は，日本語版を 2010
年 4 月，インドネシア語版を 2010 年 10 月に出版した．
2010 年 2 月 27 日に M=8.8 のチリ沖地震が発生したときに災害調査団員から本簡易本がチリ側に提供され，スペイン語に翻訳された．
2011 年の東日本大震災が起こったこともあって，この津波災害から得られた教訓や写真画像を採用して，絵本｢津波は怖い！｣を大改訂した．

図-11 絵本「津波は怖い！」

7. その他
これまでに紹介した取り組みの他，当センターが実施している「沿岸気象海象情報配信システム(COMEINS)」の運用支援など，沿岸防災に関連する情報提供，港湾･空港の土木施設やその他の土木施設の耐震性能の評価に必要な技術の普及も実施している．

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COMEINS は，2017 年に波浪予測モデルを従来の WAM から，うねり性波浪の予測精度の向上が期待される WW3 に移行し，その後も WW3 のバージョンアップへの対応を行うなど，予測精度の向上および安定運用を図ってきた．
2018 年の台風 21 号，2019 年の台風 15 号と台風 19 号の高波浪時の予測については顧客の期待に応える予測を提供できたと考えている．特に台風 15 号は，本論文集の調査研究報告の中でも報告したように，台風周辺の強風によって横浜港沖で特殊な 2 方向性波浪が出現したことが解析され，台風被災後に当センターHP で解析結果の速報を発表した（図-12 に台風 15 号時の COMEINS トップ
画面，図-13 に HP で発表した 2 方向性波浪を示す）．近
年はこのように COMEINS の防災情報としての需要は高まっており，事前の予測情報の提供だけでなく，事後の報告資料の作成支援など，広く港湾局の防災業務に貢献できればと考えている．
一方，日本海側北部の高波浪時の予測が過大傾向にあるなど，WW3 による波浪予測の運用上の課題も見えてきており，これらの課題を解決しながら今後とも COMEINSの予測精度向上への対応を継続して行きたい．
また，沿岸防災の情報の提供や土木施設の耐震性評価といった技術の改善や普及に対しても COMEINS の場合と同様に進めて行くつもりであり，今後も皆様の支援を期待するところである．

参考文献
1)国土交通省港湾局：港湾の堤外地等における高潮リス
ク低減方策ガイドライン（改訂版） ，2019.3
2)気象庁地球環境海洋部海洋気象課：気象庁高潮モデルとその利用，気象・地震等を扱う事業者等を対象とした講習会（第 9 回），2019.12.9

図-12 2019 年台風 15 号時の COMEINS トップ画面

図-13 HP に掲載した台風 15 号時の 2 方向性波浪- 74 -