資料 ３総３－（３）災害の軽減に貢献するための地震火山観測研究計画（第2次）（平成31年度～35年度）について

加藤尚之（東京大学地震研究所 地震・火山噴火予知研究協議会 企画部）

地震火山観測研究計画の経緯
地震予知研究計画
S40-H20（複数次）
地震サイクルの全過程の理解，地殻活動のモニタリング，地震発生の物理モデルに基づく地震発生予測を目指す．

火山噴火予知研究計画
S49-H20（複数次）

統合

火山体構造，先行現象，噴火の物理・化学過程の解明により火山噴火の予測を目指す．

地震及び火山噴火予知のための観測研究計画
H21-H25
2011年東北地方太平洋沖地震（H23）

低頻度大規模地震・火山噴火の研究が不十分
地震・火山の現象理解を災害軽減に活用するための研究の重要性

災害の軽減に貢献するための地震火山観測研究計画
H26-H30
地震・火山噴火の現象解明と予測のための研究に加え，低頻度大規模地震・火山噴火に関する研究を強化し，自然災害に関して工学，人文・社会科学の研究者との連携を強めた．

災害の軽減に貢献するための地震火山観測研究計画（第２次）
H31-H35
地震・火山噴火の発生予測とともに，災害誘因の発生・推移の予測も目指し，災害の軽減に貢献することを目標とする考え方をさらに推し進める．理学的研究を引き続き発展させるとともに，工学や人文・社会科学の研究者との連携をより一層強め，災害誘因の予測研究について進展させる．

災害の軽減に貢献するための地震火山観測研究計画（第２次）の概要
第１次計画
災害の軽減に貢献するための地震火山観測研究計画

東北地方太平洋沖地震が与えた影響
東日本大震災を踏まえた
今後の科学技術・学術政策の在り方について（H25.1建議）

前計画への評価「方向性の継続とさらなる発展」
評価された事項（H26～30） （H25.11建議）
長期的視点に立ち災害科学の一部として推進
地震・火山現象の解明のための観測研究[社会のための，社会の中の科学技術」

地震・火山噴火の予測のための観測研究

外部評価報告書（H29.7）

・世界の地震学・火山学をリードする研究成果を生み出している
・災害科学としての一歩を踏み出した

地震・火山噴火の災害誘因予測のための観測研究研究を推進するための体制の整備指摘された事項
・災害の軽減に貢献するための研究の一層の推進
・理学，工学，人文・社会科学の研究者間のより一層の連携強化
・研究目標と目標に対する達成度の明確化
・社会や他分野の研究者のニーズ把握とそれに合致した研究の推進
・火山の観測研究を安定して実施する体制の整備

災害の軽減に貢献するための地震火山観測研究計画（第２次）H31-35
地震・火山噴火及びこれらによって引き起こされる災害の科学的解明等を通じて災害軽減に貢献

体制と目標

地震学・火山学を中核として，理学，工学，人文・社会科学の防災関連研究者が連携
地震・火山現象を解明し，予測の高度化を推進するとともに，その成果を活用して地震や火山噴火による災害の軽減につながる研究を推進
将来の社会実装を目指し達成目標を明示して進める「重点的な研究」，地震学・火山学・災害科学的な重要性に鑑み分野横断で取り組む「総合的な研究」①地震・火山現象の解明のための研究②地震・火山噴火の予測のための研究③地震・火山噴火の災害誘因予測のための研究

地震や火山噴火の過去の発生事例，物理・化学過程等の研究を進め，地震・火山現象の根本的理解を深化。
史料，考古・地質データに基づき低頻度大規模の地震・火山現象の特徴・多様性を把握。
・地震・火山現象に関する史料・考古データ，地質データ等の収集と解析
・低頻度大規模地震・火山噴火現象の解明
・地震発生過程の解明とモデル化
・火山現象の解明とモデル化
・地震発生及び火山活動を支配する場の解明とモデル化

地震や火山現象の科学的理解を踏まえ，地震発生や火山噴火の長期から短期にわたる予測のための研究を推進。
観測とシミュレーションによるプレート境界地震の予測手法を開発。
噴火事象系統樹に物理・化学過程の理解を導入した火山噴火予測手法を開発。
・地震発生の新たな長期予測
・地殻活動モニタリングに基づく地震発生予測
重点的な研究・先行現象に基づく地震発生の確率予測（下線の項目）・中長期的な火山活動の評価
・火山活動推移モデルの構築による火山噴火予測

災害誘因の事前予測手法及び大地震による災害リスク評価手法の高度化。
地震動，津波，火山噴出物の即時的予測手法の高度化。
災害誘因情報の受け取り側に配慮した効果的な発信方法に関する研究の推進。
・地震・火山噴火の災害誘因の事前評価手法の高度化
・地震・火山噴火の災害誘因の即時予測手法の高度化
・地震・火山噴火の災害誘因予測を災害情報につなげる研究

南海トラフ沿いの巨大地震
首都直下地震千島海溝沿いの巨大地震
桜島大規模火山噴火
高リスク小規模火山噴火

研究推進体制の整備
推進体制の整備分野横断で取り組む
総合的研究の推進体制

研究成果
分野横断

総合的な研究社会的要請の高い
地震・火山噴火による災害リスク に対する研究の実施・成果の発信

分野横断④地震・火山噴火に対する防災リテラシー向上のための研究
地震・火山災害事例に関して災害発生機構や要因を解明。社会における防災リテラシーの実態調査等に基づき，災害軽減に対して効果的な知識体系要素を探求。
・地震・火山噴火の災害事例による災害発生機構の解明
・地震・火山噴火災害に関する社会の共通理解醸成のための研究⑤研究を推進するための体制の整備
研究基盤の開発・整備
国内外の関連分野との連携
研究基盤の開発・整備

関連研究分野との連携強化

国際共同研究・国際協力

社会的要請の高い共通理解の醸成・人材育成
に対する研究の実施・取組の強化

研究成果への理解醸成と教育
社会との共通理解醸成と災害教育3次世代を担う3
人材の育成

災害の軽減に貢献するための地震火山観測研究計画（第２次）実施体制
災害の軽減に貢献するための地震火山観測研究計画
実施機関

科学技術・学術審議会
測地学分科会

東京大学地震研究所（共同利用・共同研究拠点）
公募研究

拠点間連携共同研究
拠点間連携公募研究

赤字は次期計画からの新規参加機関

地震・火山噴火予知研究協議会

地震火山部会
災害の軽減に貢献するための地震火山観測研究計画の企画・立案，進捗状況の把握

京都大学防災研究所（共同利用・共同研究拠点）

国立大学法人・公立大学・私立大学等

企画・立案作業への参加
進捗状況・成果の報告

北海道大学理学研究院
弘前大学理工学研究科
秋田大学国際資源研究科
東北大学理学研究科
東北大学災害科学国際研究所
千葉大学理学研究院
東京大学理学系研究科
東京大学地震研究所
東京大学史料編纂所
東京大学大気海洋研究所
東京大学情報学環
東京大学地震火山史料連携研究機構
東京工業大学火山流体研究センター
新潟大学災害・復興科学研究所

富山大学都市デザイン学部
古屋大学環境学研究科
京都大学理学研究科
京都大学防災研究所
神戸大学海洋底探査センター
高知大学理学部
鳥取大学工学研究科
九州大学理学研究院
鹿児島大学理工学研究科兵庫県立大学減災復興政策研究科
東海大学海洋研究所
立命館大学理工学研究機構
国立文化財機構奈良文化財研究所

行政機関・国立研究開発法人等
情報通信研究機構
防災科学技術研究所
海洋研究開発機構
産業技術総合研究所地質調査総合センター

国内外の研究者
・共同研究・研究参加
・シンポジウム参加

海上保安庁
国土地理院
気象庁
北海道立総合研究機構地質研究所
山梨県富士山科学研究所

地震火山観測研究計画の位置づけ（次期計画（案）から抜粋）
地震や火山噴火に関する新たな観測・解析手法の開発や，新たな地球科学現象の発見とモデル構築の多くは，研究者の自由な発想に基づく学術研究によって進展してきた。本計画は，このような研究者の内在的動機に基づく学術研究を推進し，その成果に基づき地震・火山噴火による災害の軽減に貢献することを目的としている。その実現のため，全国の大学，行政機関，国の研究機関等が連携して，本計画に基づく様々な観測研究を実施している。（中略）地震本部の調査研究の科学的・技術的な裏付けとなるのが，本計画による基礎的研究であり，地震本部の調査研究が今後も持続的に高度化されるためには，地震調査研究における課題を理解した上での学術研究が必要不可欠である。地震本部による「新たな地震調査研究の推進について －地震に関する観測、測量、調査及び研究の推進についての総合的かつ基本的な施策－」（平成21年4月，平成24年9月改訂）では，地震の調査研究は，科学技術・学術審議会測地学分科会（以下，「測地学分科会」）での議論の上で策定されてきた本計画による基礎的研究の積み重ねに基づいて実施されており，基礎的研究の進展なしには達成できないと述べられている。

波及効果
地震火山の観測研究は，全国の研究者が連携して継続的に実施することにより，政府による課題解決のための要請研究の推進や，社会実装に繋げられてきた．

1995

2000

2005

2010

2015

2020

社会実装（企業，公共官庁，基盤的観測網等）
基盤的GNSS観測網

津波警報・情報

基盤的地震観測網
地震動予測地図
強震動予測地図
噴火警戒レベル
緊急地震速報

観測データは学術研究等にも貢献

日本海溝地震津波観測網
構造物・文化遺産調査

要請研究・応用研究（地震調査研究推進本部等）

Ｒａｐｉｄ（巨大地震即時的規模評価）

活断層調査

インラインケーブル式海底地震計開発

重点調査研究（南海・東南海・宮城沖・十勝沖等）

学術研究（地震火山全国共同研究）
火山観測研究地震観測研究地震火山観測手法開発研究

素粒子地球観測
高頻度火山透視
マグマ噴火，水蒸気噴火機構
プレート境界滑り過程，内陸地震発生場

海底総合観測6長期的方針に基づく当面の取組の方向性と進め方（次期計画（案）から抜粋）(1) 地震や火山噴火が引き起こす災害にはどのようなものがあるかを解明し，国民や関係機関に広く知らしめること，(2) 地震や火山噴火が，どこで，どの程度の頻度・規模で発生し，それらによる地震動，地盤変形，津波，噴火様式等がどのようなものかを想定して，長期的な防災・減災対策の基礎とすること，(3) 地震や火山噴火の発生直後に，地震動や津波，火砕流や降灰，溶岩流などの災害を予測することにより対策に役立てること，(4) 地震の発生や火山噴火の発生とその推移を事前に予測することにより有効な防災・減災対応を取ること。

新規実施項目：防災リテラシー向上のための研究
インストラクショナルデザイン理論（ADDIEモデル）に基づき防災スペシャリスト養成研修の改善を実施（Design）（Development）

コースの単元構成、各単元で教える内容（学習目標、項目、内容等）やコース受講者の前提条件、教材・ツールの要件を定義する。

要件定義に基づき、研修手法や教材・ツールを開発する。
適切な講師を選定する。

コース
何を教えるか• コース構成表• 研修指導要領（知識の体系）• 事前学習• 人的ネットワークの構築

単元• 研修手法• 標準テキスト（教案）• テストバッテリー• 講師

どう教えるか改 訂（Analysis）（Revise）（Implementation）
教材・ツール等を利用して研修の要件や目的を洗い出し、必要とされる能力（コンピテンス）を明らかにし、研修のコースを編成する。

実際の研修を実施する。

• 集合研修

（有明の丘研修、地域別総合防災研修、フォローアップ研修）• 防災スペシャリストに求める人材像• 求める能力• コースの編成• eラーニング（Evaluation）

目標
何を目指すか

研修全体や教材などの問題点を洗い出し、改善を行う。

• アンケート• テスト運営
研修をどう運営するか新規実施項目：地震・火山噴火の災害誘因予測を災害情報につなげる研究現状

地震学の研究成果としての災害情報
地震の発生確率，地震動予測，被害想定など
シーズとニーズの不一致
コミュニケーションギャップ
市民・社会の防災対策
行政：注意警戒体制，避難指示・勧告

実施内容
１．住民には，災害の発生確率，被害想定，災害後の情報はセットで理解されている。一体不分離な知識体系となっている認知構造を把握する。
地方公共団体や企業においては，災害の発生確率，被害想定，災害後の状況をどのよう掌握し，組織対応としてどう活用しているかを知識体系として総体的に把握する。
２．「住民が理解しうる」「企業や地方公共団体が活用しうる」情報体系を考案する。

南海トラフ地震や首都直下地震等の想定災害において，多様なステークスホルダーを対象に，災害の発生確率，被害想定，関連する災害情報をどのよう理解・掌握して活用しているかな
ど情報の理解の現状を調査する。

現行計画（H26-30）から実施されている内容
史料・考古データに基づく地震・火山現象の解明

災害誘因の事前・即時予測

近代的観測以前の地震や火山噴火の特性を解明には不可欠。
避難や防災行動に直接的に結びつき，その精度向上は短期的には最も効果が高いと思われる。
GNSS連続観測網の観測データから地震に伴う地殻変動をリアルタイムで自動検出し、断層モデルを即時推定する手法は社会実装につながっている。

日記史料による有感地震データベースの構築

Maeda et al. (2015)

データ同化による津波波動場即時把握
東京大学地震火山
史料連携研究機構
地震研究所

史料編纂所

観測・解析技術の開発も計画の重要な要素
東大地震研・京大防災研の拠点間連携による理工連携研究を実施

重点的な研究
将来の社会実装に向けて着実に研究の進展が期待できることから，本計画の5年間に重点的に取り組む。
・観測データを利用した地震発生の新たな長期予測
専ら過去の大地震の発生履歴に頼っていた地震の長期評価手法に，地震・地殻変動等の観測データと物理・統計モデルを導入することにより，新たな長期予測手法を開発する。
・地殻活動モニタリングと物理モデルに基づく地震発生中短期予測
陸域及び海域における観測データ等を用いて地殻活動をモニタリングし，プレート境界の滑りの時空間変化や地震先行現象などに基づいて中短期の大地震の発生確率を計算する手法を開発
し，実際のデータを利用した予測実験の試行をもとに手法の有効性を検証する。
・火山活動推移モデルの構築による火山噴火予測
観測データや理論等による噴火推移の支配要因の理解に基づき，噴火の準備過程から噴火の発生，終息までを記述する火山活動推移モデルを開発し，これを利用した火山噴火予測の定量化を目指す。

重点研究：観測データを利用した
地震発生の新たな長期予測

西村 （2017）

・プレート沈み込みの影響を取り除くと，高歪速度域と活断層・過去の大地震発生域は良い対応を示す。
・測地データから歪速度が大きい領域を特定し，これまで活用されていなかった観測データを利用した新たな長期予測手法を開発する。

Yokota et al. (2016)

・プレート境界面上の固着域の詳細分布から，地震発生ポテンシャルがある領域が特定できるようになってきた。
・固着分布の観測データと物理モデルから，どのような地震が発生し得るかを数値シミュレーションできるようになっている。

観測データ・物理モデル・数値シミュレーションを利用した長期予測手法を開発

重点研究：地殻活動モニタリングと物理モデルに基づく地震発生中短期予測

プレート境界非地震性すべり速度の周期的変動と地震活動

2016年熊本地震の際の地震活動の統計モデルによる予測

Uchida et al. (2016)
Kumazawa et al. (2017)
・測地データ，小繰り返し地震等のデータから，プレート境界のすべりや応力の変動をモニタリ
・地震活動データに基づく地震発生予測モデ
ング。
ルを用いて地震活動の予測を行い，統計的手・物理モデルに基づきデータ同化手法により法に基づいて予測性能を評価する。
物理量等を推定。数値シミュレーションにより・中短期の地震先行現象の統計的評価に基プレート境界すべりの時空間発展を予測する
づき大地震の発生確率を推定する手法を開ことが目標。
発する。
観測データ・物理モデル・数値シミュレーションを利用した手法，および地震活動・先行現象評価に基づく予測手法を開発し，予測の試行，予測性能の評価を行う。

総合的な研究
災害誘因と災害素因の相互作用により地震・火山災害が発生することを考慮して，本計画では災害科学として重要な対象を選定し，地震学・火山学の研究者と災害や防災に関連する理学，
工学，人文・社会科学などの分野の研究者の協力のもと総合的な研究に取り組む。総合的な研究を通して，専門分野の枠を超えた学際連携を現状よりも一層進め，地震学・火山学の成果を災害の軽減につなげるための方策を提案する。
・南海トラフ沿いの巨大地震
・首都直下地震
・千島海溝沿いの巨大地震
・桜島大規模火山噴火
・高リスク小規模火山噴火

総合研究：南海トラフ沿いの巨大地震発生しうる巨大地震の震源像を、過去の記録（史料，津波堆積物等）や現在のプレート境界（測地データから推定されるプレート境界固着分布，スロー地震の発生状況等）の状態から推定

Obara and Kato (2016)
石橋（2018）

物理モデルに基づく数値シミュレーションにより，過去の巨大地震発生パターンの理解も進める。また，明らかになった震源像を利用して，地震動や津波の数値シミュ
15レーションも実施する。成果は南海トラフ巨大地震のリスク評価研究で活用する。

総合研究：首都直下地震
首都直下で発生する可能性がある多様な地震について，過去の地震の記録や構造から，地震像をできるだけ明確にする。
3次元地震波速度・減衰構造の精緻化，数値シミュレーション，地すべり現象の発生ポテンシャル評価などにより，地震動による災害の予測精度向上につながる研究を進める。

史料から推定された1855年
安政江戸地震の震度分布
P波減衰（Q）構造

P波速度構造1855年安政江戸地震の震源像

稠密観測により詳細な揺れの空間分布を把握

総合研究：千島海溝沿いの巨大地震
震源域の現況評価

古地震・津波履歴• 津波堆積物調査の高度化• 津波堆積物の広域比較

強震動事前評価・津波浸水事前評価
即時津波浸水予測・避難計画• 震源＋地盤→強震動評価• 液状化予測• プレート固着→事前津波予測• S-net波形→即時津波浸水予測• GIS避難計画

陸上観測網• GPS-A• プレート間固着状況• 地殻構造不均質性• 地震活動・地殻変動• 地殻活動系統樹

災害軽減
即時予測

S-net
GPS-A

避難計画
事前予測

関連情報の整理と社会実装• ロバストな津波浸水予測• 最適な避難経路• モニタリング情報の共有

震源評価
スラブ内

強震動特性化震源と伝播
ユーザー• 市町村（防災計画・避難計画・都市計画）• 道（市町村支援，津波想定，被害想定，警戒区域設定）• 国（長期評価・津波法）• プレート境界超巨大地震• プレート内・アウターライズ地震• 不均質伝播構造

長期変動・広域地殻活動監視• 長期地殻変動と粘弾性構造• 千島～カムチャツカの地殻活動

現況評価
過去履歴

地震の評価に有用な研究成果
2018年北海道胆振東部地震
臨時観測2016年熊本地震 臨時観測による詳細な震源分布
布田川・日奈久断層
junction部分

A7(日奈久)0Depth(km)

日奈久

5
1015
200

5

10 15 20 25 30

A-A’(km)

B5(布田川)0Depth(km)

布田川

5
1015
20

0

5

10 15 20 25 30

B-B’(km)

大地震が発生時には，地震・火山噴火予知研究協議会企画部が中心となって緊急研究の実施を計画する．大学の研究者を中心とする研究グループが臨時観測を実施し，詳細な余震分布の決定などに基づいて，地震発生過程の研究が行われる．解析結果は，地震調査委員会に報告される．

研究集会
シンポジウム・研究集会の例（研究者だけでなく一般にも公開）

熊本地震シンポジウム
平成28年10月26日 熊本市国際交流会館

南海トラフ巨大地震の予測に向けた観測と研究
平成28年9月30日 東京大学 武田先端知ビル内・武田ホール

次期計画検討シンポジウム
平成29年5月1-2日 東京大学 武田先端知ビル内・武田ホール

平成29年度成果報告シンポジウム
平成30年3月14-16日 東京大学 武田先端知ビル内・武田ホール