こ う えい フ ォ ー ラ ム第 24 号 / 2016.3

ベンガル湾における代表的なサイクロンおよび波浪特性に関する研究
STUDY ON CYCLONE FREQUENCY AND WAVE CHARACTERISTICS IN BAY OF BENGAL
櫻庭 雅明 *Masaaki SAKURABA

This paper presents highlights from the study of a cyclone frequency and a wave characteristic
in Bay of Bengal. In recent times, landing cyclones in Bay of Bengal has caused much damage due
to wave and the storm surges.
In this study, cyclone track archives and weather re-analyzed data were collected. Then analysisof cyclone tracks frequency and wave prediction analysis based on the third generation wave
prediction model (SWAN) were carried out. The results here present the frequency and the wave
scale in a typical area of Bay of Bengal.

Keywords : Cyclone, Bay of Bengal, JTWC, ECMWF, SWAN

クロンを複数個抽出した。

1． はじめにサ イ ク ロ ン の 発 達 に 伴 い、 波 浪 が ど の よ う に 来 襲 す る か

インド、 バングラデシュおよびミャンマーにかこまれたベンガを 考 察 す る た め に、 本 研 究 で は 第 三 世 代 波 浪 推 算 モ デ ルル湾は、 サイクロンの発達およびそれに伴う高潮や波浪の発SWAN 5） により複数のケースにおける波浪推算を行った。 波生により沿岸域でこれまで多くの波浪や高潮に伴う被害が生じ浪推算に先立って、 対象とする海上風のデータとして、 ヨーロッた。 過去の被害調査を含め、 ベンガル湾におけるサイクロン

パ中期予報センター （ECMWF） の再解析データを用いた。

およびそれに伴う高潮の検討は各種報告されている。 事例と代表的なサイクロンにおける気象の再解析データを用いて波して、1991 年に来襲したサイクロンの調査および高潮の検討 1）

浪の時間的変化を考察するとともに、 過去 30 年の代表的なサや、 2007 年に来襲したサイクロン Sidr について、 土木学会

イクロンにおける各地の最大の波高について算定した。 この結がある。 また、 2008 年にミャンマーのエー果を用いて、 各地における極値統計解析を行った。 本研究のによる現地調査

2）

ヤワディ地域に甚大な被害を与えたサイクロン Nargis は柴山

結果より、 バングラデシュおよびミャンマーではインドやスリラン

ら 3） により現地調査、 サイクロンの来襲特性および高潮の両者カに比べてサイクロンの来襲頻度が高いことが確認された。 さの特性について研究されている。 このように、 ベンガル湾におらに、 頻繁に高い波高を推算することが確認された。 これらのける代表的なサイクロンおよびそれに伴う高潮に関する個別の結果より、 数年の頻度で来襲するサイクロンにおいて、 ミャン研究事例は多いものの、 過去におけるサイクロンの来襲頻度

マーおよびバングラデシュの沿岸では 3m を越えるような高波や各地域における上陸の特徴について議論された事例はほと浪が来襲する可能性が高いことを示した。

んど見られない。 また、 ベンガル湾内にサイクロンが発生した
場合の波浪の条件については、 これまで検討された事例は山下ら 4） による波浪推算によるものがあるが、 その他検討されている事例はほとんど見られない。

2． 収集したデータおよび解析方法(1) サイクロン経路

本研究では、 ベンガル湾に来襲するサイクロンの頻度やそ米軍合同台風警報センター （JTWC） では、 1945 年かられに伴う波浪の発達特性について過去の資料に基づいて検討現在までのサイクロンに関するベストトラックアーカイブを公開したものである。 サイクロンの発生および代表地点に来襲するしている 6）。 このデータは、 サイクロンの経路、 最大風速を記頻度、 過去に発生したサイクロンの経路情報を用いた。 経路録しており、 2001 年からは中心気圧も記録したデータを公開

情報から代表的な地点におけるサイクロンの通過する頻度を分している。 本研究ではインド洋に来襲したサイクロンのうち、析した。 サイクロンを通過する頻度から各地点の代表的なサイ

1978 ～ 2013 年にベンガル湾内を通過した台風を全て抽出し*技術本部 中央研究所 総合技術開発部

15

ベンガル湾における代表的なサイクロンおよび波浪特性に関する研究た。 このうち、 JTWC がサイクロンとして定義づけている、 最大風速が 33m/s （64 ノット） 以上を記録したサイクロンをさらに 抽出 し た。 な お、 JTWC の ベ ス ト ト ラ ッ ク デ ー タ は、 1945年以降のデータがダウンロード可能となっている。しかしながら、
Chu and Sampson 7） によると JTWC のデータには 1976 年以前と 1977 年以降においてサイクロン出現数に不連続が見られる点や 1970 年以前のデータには十分な検証がされていないことが述べられている。 このため、本研究では、JTWC のデー
タは 1978 年以降を対象としている。
（2） 風速サイクロンのベストトラックアーカイブは、 サイクロンの経路情報として活用することが可能であり、 中心気圧と台風半径がわかれば当時の風速場を推定することが可能である。 上記 （1）で収集したデータは中心気圧が公開されているのが 2000 年（a） 1981 ～ 1990 年以降であるため、 過去の風速分布を推定することが困難である。 本研究では、 過去の風速から波浪分布を推定するにあた
り、 ヨーロッパ中期予報センター （ECMWF） の再解析デー
タを用いた。 ECMWF の再解析データは各種あるが、 本研究では、 比較的長期にわたり解像度の高いデータを提供している ERA-Interim を用いた。 このデータは、東西南北 0.75 度、6 時間間隔で気象の主要データがそろっている。 サイクロン来襲時の風速分布については後で考察する。
（3） 海底地形
代表的なサイクロンの発生時期に対する波浪推算を行うにあたっては、 ETOPO1 によりベンガル湾を包括する範囲における海底地形メッシュデータを作成した。

3． サイクロン来襲頻度の解析（b） 1991 ～ 2000 年（1） ベンガル湾におけるサイクロンの来襲頻度
図－ 1 に 1980 ～ 2010 年の 30 年間に来襲したサイクロンを 10 年間ごとに見た結果を示す。 赤線は風速 64 ノット以上となったもの、 青線は 64 ノットを下回ったものである。 この結果、1990 年代は他の年代に比べて強いサイクロンが多く発生したことが確認できた。 この理由は当時の気象条件等が関連すると考えられるが周辺の風速分布、 水温などのデータからさらに考察を重ねる必要があり、 今後の検討を要する。 なお、 1990 年
代はバングラデシュで大きな被害が生じた 1991 年のサイクロンを含めて、 ほぼ毎年規模の大きなサイクロンが発生した。
（2） 代表地点におけるサイクロンの来襲頻度
サイクロンの来襲頻度を把握するにあたり、 対象とする地域を選定した。 ベンガル湾では、 これまでサイクロンおよび高潮が数年に 1 度の頻度で来襲し沿岸に被害が生じている。 1991
年に来襲したサイクロンはバングラデシュのチッタゴンの沿岸で高潮災害が生じた。 2007 年のサイクロン Sidr ではバングラデ
16（c） 2001 ～ 2010 年
図－ 1 1981 ～ 2010 年におけるサイクロンの経路（赤線 : 最大風速 64 ノットを超えた場合）

こ う えい フ ォ ー ラ ム第 24 号 / 2016.3

シュの南西部沿岸における被害があった。 その後、 2008 年の結果を最大風速の大きさ順に並べて最大風速 64 ノット以上にはサイクロン Nargis によりミャンマーのエーヤワディ地区やをある程度包括する個数である上位 15 個のサイクロンを抽出

ヤンゴン川周辺での浸水被害が報告されている。 バングラデした。 この結果を図－ 3 に示す。 図より、 バングラデシュおよシュはこれまでに高い頻度でサイクロンが来襲していることが報びミャンマーに比較的多くのサイクロンが来襲していることが分告されている

1）, 2）。 ミャンマーではその頻度は少ないものの規
3）

かる。 また、 インド （チェンナイ） およびスリランカは上位を占模の大きいサイクロンが来襲している 。 サイクロントラックデー

めるサイクロンはほとんど来襲しない結果となった。 抽出したサタによる来襲頻度の検討にあたっては、 バングラデシュおよびイクロンは、 バングラデシュで被害があった 1991 年のサイクロ

ミャンマーの沿岸を対象とした。 ミャンマーはエーヤワディ地区

ン、 2007 年サイクロン Sidr およびミャンマーで被害があっただけでなく西部のラカイン地区にもサイクロンがこれまで通過しサイクロン Nargis が含まれている。ていることから、 ミャンマーは 2 地区を対象とした。 また、 イン
ドおよびスリランカの地域については、 ミャンマーやバングラデ
シュのような大きな被害が見られていないが比較のために選定（3） サイクロンの年間到達頻度表－ 1 に示す各地点の通過した来襲するサイクロンは 1978～ 2013 年のインド洋におけるベストトラックから抽出した結果した。
図－ 2 に示す地点 （バングラデシュ沿岸、 インド （チェンである。 この 35 年間の来襲個数を年平均にするとバングラデナイ） 沿岸、 スリランカ沿岸、 ミャンマー （ラカイン、 エーヤワ

シュで 1.3 個／年、64 ノット以上で 0.4 個となる。バングラデシュディ）） における沿岸の半径 300km 圏内に来襲したサイクロ

では大型のサイクロンが 1 年に 1 回以下の確率となる。 なお、ンを抽出した結果、 最大風速が 64 ノット以上の場合が含まれインド （チェンナイ） では、 64 ノット以上のサイクロンがバングる頻度について表－ 1 に示す。 この結果より、 バングラデシュ

ラデシュより頻度が高い結果となる。 しかしながら、 前述のとおは来襲頻度、 最大風速 64 ノット以上のサイクロンとも大きいこり、 最大風速の大きさで頻度を考えるとインド沿岸の頻度が低とが確認できる。 また、 インド （チェンナイ） でも多くのサイクくなる。 これより、 インド周辺ではサイクロンの頻度は高いがそロンが来襲したことが分かる。 それに続き、ミャンマー（ラカイン、の規模はバングラデシュやミャンマーに比べて小さいことが分エーヤワディ） およびスリランカの順の来襲する頻度となる。 こかる。 なお、 ミャンマーでは、 バングラデシュに比べると頻度は 1 個／年と少ない。 しかし、 2008 年のサイクロン Nargisのようにベンガル湾内で急激に経路を東方向に変化させ、 さらにミャンマー特有の広大なデルタ地帯により、 高潮や波浪が陸域に広範囲に遡上するような地形条件が重なった甚大な被害が生じている。 ミャンマーにおいては頻度だけでなく地形特性を踏まえて議論する必要がある。

図－ 2 検討対象箇所

表－ 1 各地点におけるサイクロンの来襲個数（1978-2013 年）
地点

通過したサイクロン

最大風速 64ノット以上

バングラデシュ

4614ミャンマー
（ラカイン）

2912ミャンマー
（エーヤワディ）189インド（チェンナイ）

5217

スリランカ

207

図－ 3 対象とするサイクロンの経路

17ベンガル湾における代表的なサイクロンおよび波浪特性に関する研究

4． 波浪推算による湾内の波浪発達特性（1） 対象とするサイクロンおよび解析条件抽出した 15 個のサイクロンが来襲した時期に対して ECMWFの風速データを収集して、 波浪推算モデル SWAN 5） により波浪推算を実施した。 典型的なサイクロンにおける ECMWF の風速分布を図－ 4 に示す。 この結果より、 ECMWF の風速分
布が当時来襲したサイクロンを再現していることが分かる。 また、
SWAN 5） による波浪推算の計算条件を表－ 2 に示す。
（2） 各地の波浪達成特性
図－ 3 に示したサイクロンにおける有義波高の分布を図－ 5に示す。 この結果より、 いずれのサイクロンでも有義波の最大値は 5m 程度となっていることが分かる。 ここで示す代表的なサイクロンの 3 ケースの波浪分布としては、 1991 年のサイクロ（a） 1991 年サイクロンンが最も広域かつ高波浪となったことが見てとれる。 バングラデ
シュの東部およびミャンマーの西側沿岸に広く発達したことが推定できる。 これは図－ 4 に示す風速分布からも分かるように、15m/s 前後の平均風速が広がって沿岸部で発達している。 また、 バングラデシュおよびミャンマーはデルタ地形による極浅海域が広く、 その影響により波浪推算では、 浅水変形により有義波高が増大すると考えられる。 結果として広い範囲の高波浪の結果となっている。 なお、 それぞれのサイクロン来襲時における各地での波浪特性は後述する。

表－ 2 波浪推算の計算条件
項目

条件

波浪推算法

SWAN に基づく第三世代波浪推算モ
デル Cycle III ver 40.91AB

計算範囲およびメッシュデータ

ベンガル湾内を包括する範囲を 8 分間隔の格子データに分割
経度方向 180 ×緯度方向 165 分割

計算条件

台風の条件

方向分割数

36

周波数分割数21

周波数の上下限

上限 =1.0Hz
下限 =0.05Hz

風入力の理論JANSSEN モデル

底面摩擦

JONSWAP 型

4 波共鳴考慮する

3 波共鳴考慮する

白波砕波考慮する

浅水砕波考慮する

ECMWF の 風 速 デ ー タ （0.75 °間 隔 ） をメッシュ上に補間（b） 2007 年サイクロン Sidr（c） 2008 年サイクロン Nargis
図－ 4 代表的なサイクロン来襲時の風速分布（ECMWF の再解析値データ）

18こ う えい フ ォ ー ラ ム第 24 号 / 2016.3

既往の研究 4）による波浪推算ではサイクロン Nargis ではミャンマーのエーヤワディの沿岸の波高が 3 ～ 5m 程度であるとされている。 本研究で実施した波浪推算の結果はほぼこのオーダーとなっている。 しかしながら、 観測によるベンガル湾における高波浪の記録は殆どみられていないため、 今後さらに計算精度に関しては精査が必要である。
（3） 波浪の最大値および極値特性
次に、 対象とした 15 個のサイクロンにおける波浪推算の結果のうち、 対象地点を通過した際の最大有義波高を示したもの
が表－ 3 である。 この結果よりインド ・ スリランカ沿岸においては、 全体的に波高が小さい結果となった。 バングラデシュ沿岸
では、 1991 年 4 月、 1995 年 11 月、 1999 年 10 月、 2007
年 11 月のサイクロン Sidr および 2013 年サイクロン Phailin（a） 1991 年サイクロン

で 3m 程度以上の有義波高となった。 ミャンマーでは、 サイクロン Nargis において高潮による被害が出ているが、 有義波高は 3m 程度となっている。 2006 年 Mala や 1997 年のサイクロンで 3m を大きく上回る結果となっており、 過去に被害報告された事例以外に大きな波高を記録したサイクロンがあることが確認できる。
この結果を用いて、 各地点の波浪特性を判断する資料を作成するために波浪推算結果より極値統計解析を行った。 極値
統計解析の方法は合田 8）に従った。 この結果を表－ 4 に示す。
この結果より、 ミャンマーのラカイン地域が最も波高が高い結
表－3 各ケースの有義波高の最大値 （単位 : m）

（b） 2007 年サイクロン Sidr（c） 2008 年サイクロン Nargis
図－ 5 代表的サイクロンにおける有義波高分布

Myanmmar Myanmmar
Rakhine Ayeyarwady

年月名称

Bangladesh

1982年
5月

1.23

0.70

2.10

1.28

0.83

1988年
11月

1.25

0.67

0.71

1.06

1.24

1990年
5月

1.66

0.79

0.87

3.32

1.58

1991年
4月

2.97

3.79

2.76

1.34

1.11

1994年
5月

1.20

1.15

1.58

1.59

1.01

1995年
11月

5.80

8.11

1.45

2.56

1.60

1996年
11月

0.58

0.67

0.64

0.61

0.59

1997年
5月

2.16

5.34

6.19

2.11

2.92

1999年
10月

1.79

2.25

1.37

0.80

1.10

1999年
10月

3.88

2.91

3.93

1.01

0.95

2006年4月
Mala

0.75

1.15

4.62

0.90

1.03

2007年11月
Sidr

3.11

2.67

0.88

1.20

1.07

2008年5月
Nargis

1.07

1.43

3.19

1.23

1.33

2010年10月
Giri

0.49

0.91

1.48

0.82

0.65

2013年10月
Phailin

3.93

1.86

1.57

0.98

1.15

India

Sri Lanka

19ベンガル湾における代表的なサイクロンおよび波浪特性に関する研究●

表－ 4 極値統計解析結果 （単位 : m）
再現期間 Bangladesh

Myanmmar Myanmmar
RakhineAyeyarwady

India算出した。 この結果ミャンマー ・ バングラデシュの統計

Sri Lanka

5年

1.74

1.55

1.76

1.11

1.08

10 年

2.84

2.83

2.96

1.69

1.36

20 年

3.93

4.464.172.271.67

30 年

4.58

5.534.87

2.611.8950 年

5.39

6.98

5.76

3.04

2.21

100 年

6.49

9.10

6.96

3.612.77

極値統計解析により各地における波高の極値統計量を量に比べて、 インド ・ スリランカは半分程度になっていることが確認できた。

●

本検討は、 既往のサイクロンおよび波浪についてデータの少ない地域でできるだけ長期間の傾向を捉えることができるように、 気象解析データおよび数値シミュレーションを利用して行ったものである。 ベンガル湾だけでなくその他高潮 ・ 高波の来襲が多い地域への適用が可能あり、 アジア圏を中心とした水防災の資料として資することが可能である。

果となっている。 これは、 抽出したサイクロンが対象地点を通今後は、 さらに気象データの収集 ・ 解析を行ってベンガル過する頻度 ・ 規模が大きく全体的に得られた波高が大きいた

湾内のサイクロン ・ 波浪 ・ 高潮の発達特性を検討する予定でめである。 なお、 インドおよびスリランカはバングラデシュおよある。 特に、 高潮による潮位偏差の傾向について同等の条件

びミャンマーの半分以下程度の結果となっている。 これらの結で行う予定である。

果より、 ベンガル湾における波高の極値を概ね把握することが可能となった。 しかしながら、 本検討で行った極値統計解析

参考文献

は、 任意に抽出した代表的なサイクロンからの極値統計であり

1）

サイクロン災害研究グループ :1991 年サイクロンによるバングラデ

さらに有義波高は数値計算による結果である。 今後、 さらに気シュの高潮 ・ 強風災害、 京都大学防災研究所年報、 Vol.35-A、

象データの収集により波高統計の精度を向上させることが必要

pp.119-159、 1992

であると考えられる。

2）

土木学会バングラデシュ水害調査に対する災害緊急調査団 :2007
年バングラデシュ ・ サイクロン SIDR 高潮水害調査報告書、 土木

5． おわりに学会、 p.88、 2008
3）に よ る 高 潮 被 害 の 調 査、 土 木 学 会 論 文 集 B2 （ 海 岸 工 学 ）、本研究では、 既往のサイクロン経路記録および気象の再解

Vol.B2-65、 No.1、 pp.1376-1380、 2009

析データを用いて、 ベンガル湾に来襲したサイクロンの頻度を分析した。 また、 波浪推算により湾内における波浪の発達特4）規模の大きなサイクロンは 1990 年代に集中して来襲していることが確認できた。 原因は当時の気象条件に関●岸工学）、 Vol.B2-65、 No.1、 pp.1371-1375、 20095）

wave model for coastal regions, Part I, Model description and度 （気温 ・ 水温） の変動を考察する必要があり、 今後

validation, Journal of Geophysical Research, Vol.104, No.C4,の検討課題となる。

pp.7649-7666, 1999

各地域のサイクロンの来襲頻度と規模を分析した結果、規模の大きなサイクロンはバングラデシュ、 ミャンマーに

6）

JTWC: Toropical Cyclone Best Track Data, http://www.

7)

Jan-Hwa Chu and Charles R. Sampson: The Joint Typhoon

usno.navy.mil/JTWC/, 2015 年 4 月 3 日

集中することが確認できた。

Warning Center Best-Tracks 1945-2000, report, Joint Ty-

波浪推算モデルにより、 各地点の代表的なサイクロン

phoon Warning Center, Pearl Harbor, Hawaii., 2002による波浪を推算した結果、 バングラデシュおよびミャンマーで有義波で 3m を越えるような高波浪が数年に1 度来襲することが確認できた。

20

Booij, N,R..,R.C.Ris and L.H.Holthuijsen:A third-generation

連すると考えられるが、 全体の気象、 風速場および温インド （チェンナイ） ではサイクロンが多く来襲するが、●マ ハ メ ド ハ ガ グ、 山 下 隆 男、 桜 庭 雅 明 :2008 年 の サ イ ク ロ ンNargis の気象、 海象外力の数値解析、 土木学会論文集 B2 （海性を考察した。 その結果、 以下の結論が得られた。
●

柴山知也、 高木泰士、 ヌン ヌウ、 青木陽平 : サイクロン Nargis8）

合田良實 : 耐波工学 – 港湾 ・ 海岸構造物の耐波設計 –、 鹿島出版会、 p.430、 2008