課題 D課

火山災害対策技術の開発

題

D 火山災害対策技術の開発【事業責任者】国立研究開発法人防災科学技術研究所
本研究課題では、火山災害に対応するため、リアルタイムで噴火の状況を把握するとともに、そのデータを迅速に解

火山研究推進センター

特別研究員

中田

節也

期情報に欠け、迅速な判断ができなかったことが過去にしばしばありました。

析し、その後の推移予測とハザード・被害評価、さらにはこれを補うために本プロジェクトでは、火山噴火の予兆が対策に資する情報の提供までを一連で行う技術を開発しま把握された場合や噴火が発生した場合に火山噴火緊急観測す（図１）。

を迅速に実施するための仕組みを準備しています。それと火山噴火が発生した場合、活動状況を迅速に把握・評価

同時に、課題 D1 では、噴火発生前後からドローンなどのし、それに基づいた的確な防災対応が行われるためには、無人機を用いて火口付近の地形や噴出物に関するリアルタ

火口付近の状態や噴出物の広がりについて、詳しい情報をイムの災害情報を取得する技術を開発し、それによって取得できるだけ早く取得することが重要です。しかし、火口付近した情報や解析の結果を共有できるように準備しています。の状態把握には安全上などの様々な縛りがあるために、すまた、噴火の規模によらず、火山灰の浮遊・降灰は火山現ぐに接近できないという事態が起こり得ます。火山噴火予象の中で、最も広範囲に影響を及ぼす災害です。近い将来

知連絡会総合観測班では、噴火の状況を総合的に判断するに想定される富士山の噴火においては首都圏への降灰が大ために、火山研究者が噴火時においても観測や調査の目的きな課題となります。そのため、噴火に伴う火山灰の浮遊で、安全を確保しながら規制区域に入ることができます。しや降灰に関するモデルやシミュレーションを用いた、噴火前かし、その総合観測班は立ち上げに時間がかかったために、からの観測に基づくリアルタイム降灰予測情報が重要にな

噴火で破壊された火口近傍の観測点がなかなか復旧できなると考えられます。課題 D2 では桜島火山をケーススタディかったことや、火口や噴出物の状況把握を含めて噴火の初として、噴火の前の観測データや気象情報から、予想され

図１ 課題D サブテーマ間およびプロジェクト全体の連携を示す図22次世代火山研究・人材育成総合プロジェクト

課題 D

火山災害対策技術の開発

る噴火に伴う火山灰の移動拡散・浮遊や降灰のリスクを事

日本の火山防災体制を比べると、日本以外では研究機関と前に予想し、それを災害対策に活かす研究を進めています。

火山防災担当機関が一体化しており、観測から情報発信ま

そこでは、噴火に先立って蓄積される地震エネルギーや膨での速さと決断力などに関して、日本とは大きな違いがあ

張量から噴火の規模を推定し、現場で取得する気象情報かるように見えます。

ら降灰予測モデルを準備します。さらに、噴火によって放出

また、日本では、2009 年に導入された噴火警戒レベルされた火山灰について、MP レーダーや GNSS などの最新に応じた避難行動などの対策を、それぞれの火山防災協議の技術を活用して、その挙動を捉えリアルタイム降灰予測会が、当該火山のハザードマップや火山専門家等の意見を情報を高度化する準備が整いつつあります。これらの観測考慮してあらかじめ定めています。しかし、ハザードマップや予測情報に加えて、課題 A ＊で整備するプラットフォームや噴火警戒レベルの多くは過去事例に依存しており、噴火を用い、防災関係者（自治体や火山防災協議会に参加するのハザードやリスク評価は十分ではありません。本来は、火専門家）が必要とする火山ハザードやリスク情報や、火山山周辺の住民や登山者への安全や利益を守るために、噴火噴火に対する知識を提供するためのツール開発を課題 D3ごとに、被害評価を経た対策をとるのが好ましいと思いまで行っています。

す。課題 C や D で実施している研究開発は、噴火警戒レベ

現状、火山現象の予報は気象庁が行っており、気象庁以ルと対策とのギャップを埋めることに繋がるものと考えられ外の者が予報業務を行うことについては気象業務法によるます。そのため、本研究が目指す観測データを一元化する高いハードルが存在しています。このような縛りのある背景とともに、観測から予想される現象や被害をいち早く把握・であっても、大学や国立研究開発法人などの火山噴火に関予測し、分かりやすい情報を防災機関や関係する火山専門わる研究者は、火山災害の軽減のために火山噴火予測技術家に提供し、防災対策に生かすという速やかな連携が重要の高度化を目指して研究を進めてきており、火山噴火予知になります。さらに、噴火の観測結果や予測結果から、現連絡会に参画するとともに、気象庁が行う火山現象の予報状が当該火山の噴火事象系統樹のどこに位置するのか、今業務に活用する予測技術の向上に貢献してきました。2014

後どのように展開するのか、その過程でどのような被害があ年の御嶽山の火山災害を経験して、活動的な火山の火口近りうるのかも含めて、情報提供することが重要であり、その傍に観測点が整備されました。火口近傍に観測点があったための情報ツールを開発する必要もあります。この部分は方が様々な異常を捉えられるに違いありません。しかし、よ課題 D の目的であると同時に、本プロジェクト全体のアウり多くの異常が捉えられるということと、噴火予測が高度化トプットとしても極めて重要な部分を占めています。

できるということとは別です。御嶽山噴火においても、異常次世代火山研究推進事業においては、火山観測データのは噴火の約半月前から捉えられていましたし、その意味がよ一元化が大きなテーマとなっていますが、その目的は観測うやく解読され始めた段階です。

データを「一元化」することだけではありません。一元化さ一方、日本では火山観測研究が始まってから、まだ規模れたデータを活用して全国の火山コミュニティーの研究が促の大きな噴火を経験したことはありません。また、それに対進され、緊急時に、自治体や火山防災協議会に参加する専する噴火警報を出したことはありません。それに対して、観門家などに必要とされる情報が分かりやすく迅速に提供で測技術や研究が日本に比べて発展途上であるインドネシア

き、それによって有効な救援や避難対策が取れるようにな共和国においては、日本では最近観測したことのないいくつることこそが、本プロジェクトが目指していることなのです。

かの大噴火において、噴火警報をタイムリーに上げ下げし災さらに、令和６年４月には、文部科学省に火山調査研究推害を最小限に抑えてきた経緯があります。インドネシアの実進本部が設置されます。本事業では、一元的に火山調査研

績との比較で考えると、観測網整備と火山警報のタイムリー究を推進する火山調査研究推進本部と連携して、引き続きな出し方とは必ずしも直結しないことを示しているようにも研究開発を行っていきます。

見えます。インドネシアだけでなく、活火山を持つ諸外国と＊課題 A は、令和６年度から火山調査研究推進本部に関する取組として移管されますが、JVDN システムは本プロジェクトのプラットフォームとして引き続き開発を行っていきます。

次世代火山研究・人材育成総合プロジェクト

23

サブテーマ 1課

課題 D

火山災害対策技術の開発

題

無人機（ドローン等）
による火山災害のリアルタイム
D 把握手法の開発【分担責任者】アジア航測株式会社先端技術研究所室長

千葉達朗

火山が噴火した際、適切な防災判断を行うためには、既設の地震計などの観測機器による観測に加えて、火口の内部・周辺の様子や噴出物の状況等を可視画像や地形データ取得によりいかに早く把握できるかが重要です。
しかし現在は、火口や噴出物の状況の把握は、噴火後に天候や噴火活動状況を遠目に見ながら、わずかなチャンスに期待して飛行機に乗った専門家や報道機関等が撮影した映像から経験的に類推しているのが現状です。そこで本サブテー
マでは、ドローンを活用して火口等の状況を機動的に撮影し、画像を解析して状況の変化を自動認識し、安全かつ迅速に防災行動に役立つ形で提供する体系を開発します（図１）。

図１ 危険箇所の状況を迅速に把握する技術の開発

取り組む課題①：噴火後の詳細情報取得の迅速化
安全上の問題から、噴火直後の火口周辺の細部把握や地形情報取得には時間を要します。時間ロスを極力減らして、噴石・溶岩流等の特徴や経時変化を予測シミュレーションや防災行動に役立つ形で提供するため、ドローン等で取得した画像を活用する技術開発を行います（写真１）。

取り組む課題②：画像解析技術の高度化
撮影画像の解像度が高いほど得られる現地情報の精度は

写真 1 ドローンで撮影した有珠山 2000 年噴火で被害のあった建物…
（左：可視光での撮影画像、右：熱赤外線による撮影画像）高くなりますが、その分時間がかかります。災害時の時間変

なお、本研究期間中に噴火が起きた場合には、検討中の内化に応じて必要な場面で必要な精度の情報を提供していくた

容をふまえた空域からの写真取得や詳細地形データ作成等をめの技術開発を行います（図 2）。

行い、迅速に情報提供する予定です（図 3）。

図2 ドローンによる伊豆大島計測（左： 3 次元モデル、右：三原山火口メスシリンダー表現）

図3 阿蘇山2016 年10 月噴火の状況をドローンから緊急撮影し、作成した3 次元モデル
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次世代火山研究・人材育成総合プロジェクトサブテーマ 2課

課題 D

火山災害対策技術の開発

題D リアルタイムの火山灰ハザード評価手法の開発【分担責任者】国立大学法人京都大学防災研究所教授

中道治久

写真1 桜島南岳から東に降下する多量の火山灰

写真2 桜島の火山灰をとらえるライダーのレーザー光線

火山噴火によって放出される火山灰は、農林水産業や健康① レーダー、ライダーなどの様々な観測機器を駆使して火山灰への被害、交通網の停止を引き起こし、さらに噴火活動静穏化後も降雨時の土石流や泥流の発生といった二次災害を引き起こす要因ともなります。
桜島では1955 年以降、南岳や昭和火口における爆発活動により降灰の被害が深刻化しており、今後想定される大正噴量を求める技術開発を行います。
② 噴火発生に伴う地震と火山体の収縮から火山灰噴出率を見積ることにより火山灰の予測の高速化を図ります。
③ 複雑な火山地形上の風の場や、火山灰の粒形分布を考慮して、火山灰予測の高精度化を図ります。

火級の大規模噴火では、火山周辺に極めて深刻な被害をもた④ 常に変わる火山灰噴出率と風の場を評価しつつ、長時間続くらすだけでなく、その影響範囲は東日本にまで及びます。火山

噴火の火山灰を継続的に予測するシミュレータを稼働させ灰の被害に対処するには、火山灰の拡散と降灰の状況をリアています。

ルタイムで把握し、拡散と降下について即時的に、なおかつ高⑤ 噴火発生前の火山体の膨張をとらえ、噴火発生予測と火山精度に予測することが求められます。本サブテーマは、これま灰の拡散予測を結合させて、噴火発生前に確率的な降灰予での火山観測技術に、気象学・流体力学の技術と知見を融合測を行うシステムを開発しています。

させて、京都大学、鹿児島大学、筑波大学、神戸大学、東北大学、東京大学、環境研究所、日本気象協会などが以下の技術開

この技術開発は、降灰量をリアルタイムで情報提供できる発に取り組み、降灰量の予測精度を−50％～＋200％とするだけでなく、その予測手法は気象庁の降灰予報や地域防災計ことを目指します。

画に貢献することができます。
また、予測データは自治体の災害対策や交通機関での運用に活用することが期待されます。

図1 船舶レーダーで捉えた2022 年9 月23 日の桜島噴火の噴煙。
火口上2.5km の高さまで達し、東斜面に降下しました。

図2 2023 年10 月19 日 の 桜 島 噴 火 後 の 降 灰 量 の 予 測。噴 煙 高 度
3600m。連続化シミュレータにより火山灰噴出率に基づいて6 分ごとに降灰量を予測することができます。

次世代火山研究・人材育成総合プロジェクト

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サブテーマ 3課

課題 D

火山災害対策技術の開発

題

D 火山災害対策のための情報ツールの開発【事業責任者】国立研究開発法人防災科学技術研究所 火山研究推進センター 特別研究員 中田 節也
観測、予測、そして対策
これまでの火山研究は、火山活動を観測し、噴火を予測する研究を中心に進められてきました。噴火を予測することで火山災害による被害を減らすことが期待されますが、気象災害などとは異なり火山災害は低頻度のため、ほとんどの自治体で防災担当者等は火山災害対応の経験がなく、また明瞭な前兆がなく突如噴火する場合、現象とそれに伴う災害が多様であるために十分に被害を想定して対応するためには、様々な分野の知識が必要となります。
一方、これまでの火山に関わる地域防災計画は地域住民への対策が中心でしたが、2014 年御嶽山噴火災害によって、観光客や登山客への対策も重要であることが明らかになりました。

写真１

降灰試験後のプレフィルタ（左）と中性能フィルタ（右）検討に活用することができます。

また、火山災害の一つである降灰は、視界を奪うだけでなくわ（２）都市部に降灰が及んだ際に、災害対応で重要拠点となるずかな堆積層厚で交通を始めとする生活基盤に影響を与えます。

病院等の重要施設がどのような影響（被害）を受けるかを把握す

特に、多くの都市部では降下火山灰の経験がほとんどなく、今後るための「降灰被害予測コンテンツ」の開発を進めています。降検討しなければならない課題は多いと考えられます。

灰実験等を通して建築物や付帯設備への影響の定量的評価をしさらに、平時においても火山災害の状況を具体的にイメージでています（写真１）。また、降灰密度や粒径、風向・風速、さらきるようにすることで、自治体の防災担当者の適切かつ迅速な初には市街地構造を考慮した降灰についてシミュレーションを実施動対応につなげることができます。

し、建物・付帯施設やインフラへの影響を検討しています。さらに、

そこで本サブテーマでは、このように「観測・予測」と「対策」をつなぎ、適切な防災対応に活用できる情報ツールの開発を行います。

降灰ハザード評価するため、降灰調査データから分布や量を求めるシステムも開発しています。
（３）対策に従事する自治体関係者や専門家が、火山災害に関火山災害対策のための情報ツールする知見を深め、平時の備えや災害の具体的イメージ化を支援

本サブテーマで開発する情報ツールは、3 つのコンテンツからするための「周知啓発教育用コンテンツ」の開発を進めています。

成ります（図 1）。

火山災害及び火山防災について手軽に学べる教科書や資料等にア（１）「避難・救助支援コンテンツ」を高度化するために登山者クセスすることができる、総合的なポータルサイトを開発しました。

動態データ可視化ツールの改修を行いました。そこでは、富士山、本コンテンツの試作版を全国の自治体防災担当者に試用してもら御嶽山、那須岳で実施した登山者動向把握実験結果に、ハザードい、その感想や要望を反映させたアップデートを実施しています。

マップなどの情報を重ねて表示することによって、登山者の暴露火山災害の実例や富士山麓で実施した火山灰上走行実験の動画評価が可能となりました。噴火時に本システムが実装されている（写真２）をコンテンツとして加えることにしています。

場合には、登山者動向把握が迅速に行え、避難指示や救助・捜索さらに、これらの情報コンテンツの高度化だけでなく発信の好活動のための情報を提供できます。これらの結果は、登山者数のましいあり方について、社会科学者やライフライン機関と検討を把握、避難者の捜索・救助・搬送、そのルートや救護拠点などの重ね、より効果的で誤解のない情報発信を目指しています。

避難・救助支援コンテンツ

情報ツール

非常時• リアルタイムでの状況把握• 対応策の検討• 推移の予測

登山者等の動向把握実験

降灰被害予測コンテンツ
影響度

3つのコンテンツを組合せて観測・予測研究の成果と重ね合わせて火山災害対策に活用

対策なし対策あり
火山灰

建築設備を対象とした降灰実験

周知啓発・教育用コンテンツ

観測・予測
研究の成果

平常時

自治体を対象としたヒアリング等

図126• ハザードマップの活用• 図上演習• 防災リテラシーの向上

情報ツールの概念図

次世代火山研究・人材育成総合プロジェクト

写真 2 富士山北麓で山梨県が 2021 年に実施した火山灰上車両走
行実験