防災科学技術研究所

第７回成果発表会
ー防災研究 ５年間の総括ー

独立行政法人

防災科学技術研
防災科学技術研究所

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第 7 回成果発表会

発表会プログラム
主催：防災科学技術研究所
後援：文部科学省
日時：平成２３年２月２５日（金）13:00 〜 17:55
場所：東京国際フォーラムＢ５ホール
プログラム
13:00 ‒ 13:05
13:05 ‒ 13:10

開会挨拶
来賓挨拶

（理事長 岡田 義光 )（文部科学省 藤木 完治）

第１部 地震・火山災害軽減への挑戦
13:10 ‒ 13:40 地震観測データを利用した地殻活動の評価・予測に関する研究〜地震発生メカニズム解明に基づく災害軽減を目指して〜（地震研究部 堀貞喜）
13:40 ‒ 14:10 基盤的火山観測施設の整備と火山噴火予知研究の新しい展開（火山防災研究部 鵜川元雄）
14:10 ‒ 14:40 Ｅ−ディフェンスの活動 −これまでとこれから−（兵庫耐震工学研究センター 梶原浩一）
14:40 ‒ 15:30 休憩（ポスター展示・システムのデモンストレーションのコアタイム）
第 2 部 特別講演
15:30 ‒ 16:20 複合災害による首都壊滅（関西大学社会安全学部長、人と防災未来センター長河田惠昭）

第 3 部 安全・安心な社会の構築をめざして
16:20 ‒ 16:50 雪氷災害の防止と被害軽減のための予測システム開発（雪氷防災研究センター 佐藤威）
16:50 ‒ 17:20 極端気象に強い都市創り−社会実験を通じた早期検知・予測システムの開発−（水・土砂防災研究部 真木雅之）
17:20 ‒ 17:50 災害リスク情報プラットフォームの開発（防災システム研究センター 藤原広行）
17:50 ‒ 17:55 閉会挨拶
（理事

森脇寛）

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第 7 回成果発表会

講演概要集
ごあいさつ （理事長目次岡田義光）･･･････････････････････････････････････････････ 1

【講演】
第１部

地震・火山災害軽減への挑戦

地震観測データを利用した地殻活動の評価・予測に関する研究 〜地震発生メカニズム解明に基づく災害軽減を目指して〜･････････････････････････････････････････････ 3（地震研究部 堀貞喜）
基盤的火山観測施設の整備と火山噴火予知研究の新しい展開･･･････････････････････ 5（火山防災研究部 鵜川元雄）
Ｅ−ディフェンスの活動 −これまでとこれから− ････････････････････････････････ 7（兵庫耐震工学研究センター 梶原浩一）
第2部

特別講演

複合災害による首都壊滅･･･････････････････････････････････････････････････････ 9（関西大学社会安全学部長、人と防災未来センター長 河田惠昭）
第3部

安全・安心な社会の構築をめざして

雪氷災害の防止と被害軽減のための予測システム開発･････････････････････････････ 11（雪氷防災研究センター 佐藤威）
極端気象に強い都市創り−社会実験を通じた早期検知・予測システムの開発−･･･････ 13（水・土砂防災研究部 真木雅之）
災害リスク情報プラットフォームの開発･････････････････････････････････････････ 15（防災システム研究センター 藤原広行）

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第 7 回成果発表会【ポスター発表】
A.

地震観測データを利用した地殻活動の評価及び予測に関する研究

Ｐ波速度構造から地震発生域を予測する ･･････････････････････････････････････・･･･････････ 18（地震研究部）
地震断層破壊のダイナミクス −実験的アプローチ− ･･･････････････････････････････････････ 19（地震研究部）
日本列島の地下温度構造 ････････････････････････････････････････････････････････････････ 20（地震研究部）B.

国際地震火山観測研究

国際地震火山観測研究 ･･････････････････････････････････････････････････････････････････ 21（地震研究部）C.

実大三次元震動破壊実験施設を活用した耐震工学研究

E- ディフェンスを活用した耐震工学研究−近未来の地震リスクに備えて ･･････････････････････ 22（兵庫耐震工学研究センター）
E- ディフェンスを活用した耐震工学研究−未来の高耐震技術に向けて（１） ････････････････････ 23（兵庫耐震工学研究センター）
E- ディフェンスを活用した耐震工学研究−未来の高耐震技術に向けて（２） ････････････････････ 24（兵庫耐震工学研究センター）
D.

火山噴火予知と火山防災に関する研究

基盤的火山観測施設の整備 ･･････････････････････････････････････････････････････････････ 25（火山防災研究部・地震研究部）
シミュレーションを活用した火山噴火予知研究 ････････････････････････････････････････････ 26（火山防災研究部）
リモートセンシングによる火山活動の把握 ････････････････････････････････････････････････ 27（火山防災研究部）
E.

ＭＰレーダを用いた土砂・風水害の発生予測に関する研究

ＸバンドＭＰレーダネットワーク〜防災科研発 局地的豪雨・強風監視システム〜 ･･････････････ 28（水・土砂防災研究部）
ＭＰレーダを用いたリアルタイム浸水危険度予測 ･･････････････････････････････････････････ 29−１０分毎に１時間先まで１０分毎の降水予測・浸水危険度予測、道路浸水観測で評価（水・土砂防災研究部）
土砂災害を予測する ････････････････････････････････････････････････････････････････････ 30（水・土砂防災研究部）

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F.

第 7 回成果発表会

台風災害の長期予測に関する研究

台風災害の長期予測に関する研究 ････････････････････････････････････････････････････････ 31（水・土砂防災研究部）
高精度高潮計算のための大気−海洋−波浪結合モデルの開発とその精度検証 ･･････････････････ 32（水・土砂防災研究部）
G.

雪氷災害発生予測システムの実用化とそれに基づく防災対策に関する研究

雪氷災害発生予測システム−概要と試験運用− ･･････････････････････････････････････････ 33（雪氷防災研究センター）
観測・実験による雪氷防災研究−雪氷災害発生予測のために− ････････････････････････････ 34（雪氷防災研究センター）
雪氷ハザードマップの開発 ･･････････････････････････････････････････････････････････････ 35（雪氷防災研究センター）
H.

災害リスク情報プラットフォームの開発に関する研究

災害リスク情報プラットフォームが目指すもの ････････････････････････････････････････････ 36（防災システム研究センター、災害リスク情報プラットフォーム研究ＰＪ）
災害リスク情報の分散相互運用環境 ･･････････････････････････････････････････････････････ 37（防災システム研究センター、災害リスク情報プラットフォーム研究ＰＪ）
地域を支える情報基盤「e コミウェア」の開発 ･･･････････････････････････････････････････････ 38（防災システム研究センター、災害リスク情報プラットフォーム研究ＰＪ）
地域の防災力向上のための災害リスクガバナンス ･･････････････････････････････････････････ 39（防災システム研究センター、災害リスク情報プラットフォーム研究ＰＪ）
地震ハザードステーション

Ｊ−ＳＨＩＳ ････････････････････････････････････････････････ 40（防災システム研究センター、災害リスク情報プラットフォーム研究ＰＪ）
J.

地震防災フロンティア研究

医療防災の研究 ････････････････････････････････････････････････････････････････････････ 41（地震防災フロンティア研究センター）
IT（情報技術）を活用した自治体の危機管理 ････････････････････････････････････････････････ 42（地震防災フロンティア研究センター）
防災科学技術情報基盤の形成 ････････････････････････････････････････････････････････････ 43（地震防災フロンティア研究センター）
K.

主な外部資金プロジェクト

高度即時的地震情報伝達網実用化プロジェクト ････････････････････････････････････････････ 44（防災システム研究センター）
統合化地下構造データベース ････････････････････････････････････････････････････････････ 45

ⅳ（防災システム研究センター、災害リスク情報プラットフォーム研究ＰＪ）
首都直下地震防災・減災特別プロジェクト ････････････････････････････････････････････････・ 46（兵庫耐震工学研究センター）
長周期地震動による被害軽減対策の研究開発 ･･････････････････････････････････････････････ 47（兵庫耐震工学研究センター）
震災時における建物の機能保持に関する研究開発 ･･････････････････････････････････････････ 48（兵庫耐震工学研究センター）

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ひずみ集中帯の重点的調査観測・研究 ････････････････････････････････････････････････････

49（地震研究部）
フィリピン地震火山監視能力強化と防災情報の利活用推進 ･･･････････････････････････････････ 50（地震研究部）
気候変動に伴う極端気象に強い都市創り ･･･････････････････････････････････････････････････ 51（水・土砂防災研究部）
L.

共用施設

大型耐震実験施設 ･･･････････････････････････････････････････････････････････････････････ 52（防災システム研究センター）
大型降雨実験施設 ･･･････････････････････････････････････････････････････････････････････ 53（水・土砂防災研究部）
実大三次元震動破壊実験施設 (E- ディフェンス ) の概要 ･･･････････････････････････････････････ 54（兵庫耐震工学研究センター）
雪氷防災実験棟 ･････････････････････････････････････････････････････････････････････････ 55（雪氷防災研究センター）
M.

その他

災害情報は防災研究の要石−自然災害情報室 ････････････････････････････････････････････････ 56（自然災害情報室）
地すべり地形分布図の作成及び刊行・解析 ･････････････････････････････････････････････････ 57（防災システム研究センター）
Dr. ナダレンジャーの科学実験教室２０１１ ････････････････････････････････････････････････ 58（防災システム研究センター）ⅴ

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独立行政法人
防災科学技術研究所
理事長

岡田 義光

ごあいさつ
本日は、防災科学技術研究所の第 7 回成果発表会においでいただき、ありがとうございます。当研究所は，1963 年４月に科学技術庁の所管する国立の試験研究機関のひとつとして，「国立防災科学技術センター」という名称で東京に設立され，その後 1978 年４月に筑波研究学園都市へ移転いたしました。1990 年６月には現在の「防災科学技術研究所」という名称に変更され，また 2001 年４月には独立行政法人という組織に生まれ変わっています。
独立行政法人になってからは，５年毎の「中期計画」に従って研究所の業務が進められるようにな
り，本年 4 月には第２期から第３期の５年間へと移行する節目を迎えます。これまで，折に触れて全所的な研究成果の発表会を開催してまいりましたが，今回は，独立行政法人化されてから７回目の成果発表会となります。第２期の５年間が間もなく終了するということで，本日は，これまでの５年間を総括するとともに，今後の５年間を展望する機会にしたいと思っております。
この５年間，当研究所は防災に関するさまざまな基礎研究や技術開発，そして成果を社会へ還元する活動を続けてまいりました。
まず，地震災害分野では，平成７年の阪神・淡路大震災を受けて整備が進められた全国的な地震観
測網，および実大三次元震動破壊実験施設（E-ディフェンス）を強力な道具として，画期的な成果を次々と生み出してきております。
地震の観測・予測に関しては，日本列島の地下でこれまで知られていなかった様々な「ゆっくり地震」
や「繰返し地震」などの興味深い現象が発生していることを発見し，これらは来たるべき巨大地震の発1

生と何らかの関連を有している可能性が高いことを確かめてきました。また，全国的な地震観測網のデータはオンラインで気象庁および東京大学地震研究所に伝送され，これらは「緊急地震速報」などの防災業務や，大学における学術研究に役立てられています。
一方，E- ディフェンスを用いた震動実験では，木造住宅，鉄筋コンクリートビル，鉄骨造建物，橋梁など，様々な実物大構造物について耐震性能を確認する試験が続けられてきました。これまでに，

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学校や病院，超高層ビルなどについて，機能保持を図るためにはどのような条件が必要かということを明らかにしてきました。また，最近問題となっている「長周期地震動」が免震構造物に及ぼす影響を調べた実験については，国内外から大きな注目を集めています。
このほか，全国各地の地震危険度や揺れやすさを示す「地震動予測地図」（J-SHIS）の公開については，
空間分解能を 1km から 250m に向上させたり，Google マップとの重ね合わせを実現するなど，使い易さを高める努力が続けられています。
次に，火山災害については，最新鋭の火山専用空中赤外映像装置の開発・実用化を進める一方，我が国の主要な活動的火山に対する基盤的火山観測施設の整備を開始しました。今後は，全国的な地震観測網と同様に，データ流通を通じて気象庁における監視業務や全国の大学における火山研究に貢献する体制が整えられる予定になっています。
気象災害の分野では，防災科学技術研究所が長年培ってきた気象レーダに関する技術が，第 2 期中期計画の期間中に脚光を浴びました。地球温暖化とともに，近年大きな問題となってきている集中豪雨やゲリラ豪雨などの監視に威力を発揮することが実証され，その研究成果が，国土交通省によるマ
ルチパラメータレーダ観測網の全国展開に活用されることになったためです。1 時間くらい先の降雨量を迅速かつ高精度に予測できる特長を利用して，浸水被害危険度の予測や土砂災害危険度の予測に利用する応用研究も着実に推進されています。
雪氷災害の分野においても，降積雪の予測から始まって，雪崩や地吹雪などの発生危険度を推定す
る「雪氷災害発生予測システム」がほぼ実用化のレベルに到達し，地方自治体や道路管理事業者等と協力して，実験的な運用が始められています。
このほか，第 2 期中期計画の途中からは，各種の自然災害に対するハザード情報のみならず，個人
にとってより重要なリスク情報を国民一人ひとりに届けることを目的として，「災害リスク情報プラットフォーム」の研究を開始しました。リスク情報の相互運用を行うシステムを開発すると同時に，地方自治体やボランティアグループなど様々な主体を対象とした社会実験も精力的に進められており，
防災研究の成果を社会に実装するために必要なノーハウを獲得するための作業が続けられています。
本日の発表会では，第 1 部と第 3 部における口頭発表，およびポスター展示により，以上申し上げ
たような第 2 期 5 年間の研究成果を中心として，各担当者よりご紹介させていただきます。また第 2
部では，ご多忙のところ，関西大学社会安全学部長の河田惠昭先生においでいただき，特別講演「複合災害による首都壊滅」をお願いしております。きっと刺激的なお話をお聞かせいただけるものと楽しみにいたしております。
さて，平成 23 年度からは，内閣府の総合科学技術会議が定めた「第４期科学技術基本計画」が始まります。ここでは，我が国が抱える様々な政策課題を解決するために科学技術の果たす役割が期待されていますが，防災は，まさしく国家として最重要な政策課題のひとつであります。
独立行政法人としての第 3 期を迎える防災科学技術研究所は，気持を新たにして，このような国の基本目標に合致する研究活動を進めてまいります。関係する皆様方には，どうぞ暖かいご指導ならびにご支援をお願い申し上げます。

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地震観測データを利用した地殻活動の評価及び予測に関する研究〜地震発生メカニズム解明に基づく災害軽減を目指して〜
地震研究部

堀 貞喜
１ . はじめに全国約 1900 地点の観測施設で構成される地震観測網は、防災科研が世界に誇る研究基盤施設の一つです。本プロジェクトは、この観測網から得られるデータを利用した地震発生メカニズムの解明等を目的とする研究課題であり、平成 18 〜 22 年度の 5 カ年計画で実施されてきました。地震災害を軽減するための方策としては、地震時の揺れに対して建造物等ができるだけ耐えられるようにすることと同時に、地震そのものの発生メカニズムを解明して事前に対策を講ずるというアプローチが考えられます。後者については、地震国日本の悲願とも言うべき地震予知の実現を最終目標とする極めてチャ
レンジングな取り組みであり、科学技術・学術審議会測地学分科会の建議に基づき、国家的プロジェ
クトとして進められています。防災科研は国立大学等他の研究機関とともにこの計画に参画しており、本プロジェクトは、その一翼を担う研究課題として位置づけられています。以下では、この 5 カ年で実施してきた事業の概要とその主要な成果について報告します。

２ . 実施内容と成果（１）観測網の安定的な運用と良質なデータの持続的生産
防災科研の地震観測データは、防災科研自身の研究だけでなく、国立大学等の研究活動や緊急地震
速報サービスをはじめとする気象庁の監視業務にとっても不可欠なリソースとなっています。例えば、気象庁は自らの観測データに加えて防災科研や国立大学等の観測データも併せて一元化処理を行っておりますが、この処理の中で防災科研のデータが使われる割合は全体の半分以上を占めています（図１）。本プロジェクトでは観測網を安定的に運用するための様々な工夫を凝らし、5 カ年を通して稼働率 99% 前後という実績を記録しており（図２）、我が国の地震調査研究の着実な進展に大きく貢献してきました。
（２）地殻活動の迅速かつ的確なモニタリング
地震計は地盤の動きを記録する計器であり、そのデータを解析することにより、いつどこでどのくらいの規模の地震が発生したか、ということに加えて、地震を起こした（岩盤に加わった）力や揺れの大きさ（震度）の分布などに関する情報が得られます。本プロジェクトではこれらの情報を迅速に求め、インターネット上で発信するシステムを開発するとともに、被害を伴うような大地震については、詳
細な解析結果を地震調査委員会等へ報告することにより、地震防災行政に役立てています。こうした通常の地震以外にも、プレート境界で起きる巨大地震の震源域周辺で起きているゆっくりすべり（SSE）
や低周波微動・超低周波地震等 SSE に伴って発生する各種スローイベントを的確にモニタリングするた

3めのシステムを開発し、その性状解明にとって有用なデータを蓄積しています。

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第 7 回成果発表会（３）地殻活動モデルの構築
主要な解析対象である SSE 及びそれに伴う各種スローイベントの発生域や内陸活断層地域では、定常的な観測結果から得られる情報の分析に加え、地震探査・電磁探査等を追加的に実施し、より詳細なデータ解析を行っています。そして、これらの結果を組み入れた、より現実的な地殻活動モデルの構築を進めてきました。例えば東海地域の SSE に関しては、プレート形状や摩擦特性等について観測から推定されるパラメータを組み込んだモデルを構築し、この地域で起きている各種の SSE をシミュ
レーションによって再現する（図３）とともに、将来の大地震の発生に関係する重要な知見も得られています。

３ . 今後に向けて世界でもトップレベルにある我が国の地震予知研究の成果をもってしても、発生場所や規模について概ね予測が可能なプレート境界の巨大地震でさえ、事前に警報を出せるような精度でその発生時期を予測することは、極めて困難であるというのが現実です。しかしながら、地震予知研究を通じて得られる地震発生メカニズムに関する様々な知見は、大地震の活動推移予測や長期予測に基づくハザー
ドマップの精度向上等、現時点でも地震防災に有効活用されており、今後のブレークスルーを期待しつつも、地道な研究を着実に継続していくことが、地震国日本の大切な使命であることは間違いないでしょう。
( 左 ) 図１ . 気象庁一元化処理に使用されたデータの割合（紺：防防災科研、緑：気象庁、他：国立大学等それ以外の機関）．
( 右 ) 図２ . 平成 18 〜 22 年度における地震観測網稼働率の推移（青：Hi-net、
赤：F-net、緑：K-NET、紫：KiK-net）．

図３ (左).シミュレーションに用いたモデル（沈み込んだプレート上面の等深線）と低周波微動の分布．( 右 )SSE のシミュレーション結果と低周波微動の時空間分布．横軸は水平距離、縦軸は上から下に向かって経過時間（年）を表す .

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基盤的火山観測施設の整備と火山噴火予知研究の新しい展開
火山防災研究部

鵜川 元雄
１．はじめに防災科研では、平成 21 〜 22 年度に浅間山など 5 火山に孔井式地震傾斜観測装置、広帯域地震計、GPS を備えた新しい火山観測施設を整備しました。このような観測機器により火山のゆっくりとした変動から高周波の振動現象まで切れ目なく観測することが可能になり、火山噴火予知につながる成果が期待されます。さらに観測データを研究や火山監視に役立てるため、気象庁や大学等の火山研究や火山防災に関係する機関へのリアルタイム流通を開始し、また一般へのデータ公開も準備しています。このような新たな仕組みにより火山観測データがこれまでより多くの研究者の目に触れることになり、研究のすそ野が広がり、火山噴火予知研究の進展が期待されます。

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２．基盤的火山観測網
防災科研では、これまで伊豆大島、富士山、三宅島に孔井式地震傾斜観測装
置、広帯域地震計、GPS などを装備した
火山観測施設を整備し、1986 年伊豆大島噴火や 2000 年三宅島噴火などにおいて、これらの観測機器が地下のマグマの動きを把握するのに有効なことを示してきました。一方、科学技術・学術審議会
測地学分科会火山部会では、「今後の大学等における火山観測研究の当面の進め方について」（平成 20 年 12 月）において、大学の火山観測研究を重点化する火山として、阿蘇山など 16 火山を選択し、防災科研等がこれらの火山に基盤的な観測施設の整備を進める方針を打ち出しました（図１）。
図１ 火山観測研究を強化する火山
これを受け防災科研では、平成 21 〜
22 年度にまず有珠山（1 箇所）、岩手山（1箇所）、浅間山（2箇所）、阿蘇山（2箇所）、霧島山（2箇所）に火山観測施設を整備しました。
各火山ではそれぞれの火山で連続観測を実施している大学や気象庁と連携し、火山噴火予知研究や火山監視に役立つように観測点を効果的に配置しました。新しい観測施設は山頂
火口からほぼ 3 〜 7km の範囲にあり、深さ 200ｍの観測井に孔井式地震傾斜観測装置、地表付近に広帯域地震計と GPS を設置しました（図２と図３）。

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図２ 観測施設の概要

第 7 回成果発表会

図３ 浅間山鬼押出火山観測施設の外観

３．観測データの流通と公開
観測データは常時、つくば本所に伝送されていますが、さらに利活用が進むよう地震
波や傾斜変動データは防災科研の高感度地震観測網 (Hi-net) のシステムを活用し、気象庁や大学等の火山観測関係機関を対象にしたリアルタイムでのデータ流通を開始し、一般のデータ使用希望者への WEB を用いたデータ公開を今年度中に開始するための準備も進めています。また GPS データの流通・公開についても検討が進められています。
４．期待される成果と今後の研究の展開
今回、整備した孔井式傾斜地震観測装置、広帯域地震計、GPS は、地下のマグマの動き
や噴火とそれに引き続く静穏化する過程を観測した実績のある高精度の観測機器なので、新しく設置した火山においても噴火に至るようなマグマの動きがあれば、確実に信号を捉え、噴火メカニズムの研究や火山噴火予知の実用化に貢献することは間違いありません。また火山ではしばしば地震活動が活発化します。火山で発生する地震は、熱水やマグマなどの火山性流体が多くの場合に関与していると考えられていますが、傾斜計は岩盤の微小な変形も感知するので、火山性流体の動きを捉え、地震活動が活発化する原因を特定できるかもしれません。また傾斜計や GPS によりこれまで観測できなかったゆっ
くりとしたマグマの動きを捉えることができるかもしれません。
このようなデータは今まで限られた研究者しか見ることができませんでしたが、新しいデータ流通・公開の仕組みによって、多くの研究者の目に触れるようになり、これまで以上に研究のすそ野が広がり、火山噴火予知研究の進展が期待されます。

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Ｅ−ディフェンスの活動−これまでとこれから−
兵庫耐震工学研究センター

梶原 浩一

１．はじめに
防災科学技術研究所兵庫耐震工学研究センターは、Ｅ−ディ
フェンスの運用を開始してから 2010 年 4 月で 6 年を迎え、これまで 46 課題の実験を実施ました。
破壊過程の解明を目的とした実大構造物の実験、施設の貸与等による外部機関の活用を含め、数多くの実験と研究が進められており、少なからず耐震工学による地震防災の進展に寄与していると感じています。究極には、それらデータを活用した、構造物の破壊過程を再現できるシミュレーションシステム（数値振動台）の開発が目標にあります。今年は、2000 年のＥ−ディ
フェンス建設着工から数えると 11 年目になり、研究の方向性にも新たな展開が見え始めています。

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図高層建物実験

２．これまでの活動
2002 年度より 2006 年度までの 5 ヶ年では、文部科学省主導の研究プロジェクト「大都市大震災軽減化特別プロジェクト」(通称：大大特 ) が実施され、この中で、「木造建物」、「鉄筋コンクリート建物」、「地盤・基礎」を対象とし、阪神・淡路大震災の教訓を受けて、破壊過程の解明と補強効果の実証を目的とする実験が行われました。
2005 年度より開始した、「実大三次元震動破壊実験施設を活用した耐震工学研究プロ
ジェクト」では、大大特で実施されなかった「橋梁（鉄筋コンクリート橋脚）」、「鉄骨造建物」
を課題としました。この選定の背景は、米国の耐震工学研究分野の最大プロジェクトである、NEES（George Brown Jr. Network for Earthquake Engineering Simulation）と防災科研の共同研究の推進もあります。研究では、その目的を、これまでの破壊過程の解明だけではなく、次世代の高耐震技術の開発・実証を含むものとしています。大大特の後継となる「首都直下地震防災・減災特別プロジェクト」は、2007 年度より 5 ヵ年の計画で進められています。南関東で今後 30 年以内に高い確率で発生すると考えられる M7 程度の地震を対象とし、地震災害の大幅な軽減に貢献することを目的としています。Ｅ−ディフェンスでは、「震災時における建物の機能保持に関する研究開発」と「長周期地震動による被害軽減対策の研究開発」の 2 つの実験研究を進めており、それぞれについて、4 層の鉄筋コン
クリート病院モデルと鉄骨高層建物モデルの加振実験が行われました。また、兵庫県とは2006 年度より防災科研とＥ−ディフェンスを用いた共同研究を実施しています。将来の長周成分を含む地震に対する居住空間の安全性に関する研究をテーマとし、これまで高層
建物の居室内モデルの実験を 3 回行い、居住空間の安全性についての課題抽出と対策の実証を行ってきました。

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第 7 回成果発表会

一連の実験・研究は、現状に留まらないより高い耐震性能を目指したものに推移しており、着目いただきたいところは、現在の長大・高層化した都市が洗礼を受けていない
長周期成分を含む巨大地震に対抗するための、先鞭を着けた研究が行われたことです。
鉄骨高層建物モデルの建設では、1980 年代以前に多数建設されたもので、地上 21 階、高さ 80 メートルの建物を想定しました。ここでは、5 階以上の高層階は 5 階分を 1 枚のコンクリート錘で代用して，積層ゴムとダンパーを組み込む工夫を施しています（写真）。
長周期地震による加振の結果，下層階の骨組に生じた変形が梁の短部に集中し破断を招く結果を得ています。同様の長周期地震動による病院モデルと高層居室内モデルの加振実験では、機器、什器等の挙動の危険性、特にキャスター付き機器の挙動が、機能保持と安全性で検討すべき課題であることを示しました。今年度の病院モデルの実験では、その対策の効果が検証されています。将来の課題を目に見えるものとし、対策検討を進められたことがＥ−ディフェンスの大きな成果です。
３．これからＥ−ディフェンスは、国民の防災意識を高める上でも少なからぬ役割を果たしていると確信しています。これからの研究においても、高層建物、免震建物などの長周期成分を含む地震に大きく応答する構造物について研究を進め、その成果を公知としていきます。加えて、地盤・地中構造物の耐震研究、建物を管理するためのモニタリング技術等の実証も進めようと考えています。また、ライフライン系産業界との共同研究や受託研究も推進し、Ｅ−ディフェンスの多角的利用と産業界との連携を深めます。例えば、震動台を巨大な試験機として、構造部材等の性能検証を行う計画も進められています。人災の低減や複合災害の対策研究も、他部門との連携を持って展開研究として挙げています。
ところで、Ｅ−ディフェンスの規模と試験装置の能力限界は、阪神・淡路大震災の教訓
による破壊過程の解明に基づくものです。今後その発生が想定される様々な地震動の再
現、長大構造物の応答再現、複合災害への対策研究には、対応できる施設設備の増強が必要となります。しかしながら、現在の社会情勢では、施設の保守・管理を担保することで精一杯の状況です。様々なアイディアと可能な範囲での施設の調整を持って、施設の運営を継続しなくてはなりません。その中で、Ｅ−ディフェンスの活用を進め、地震防災に貢献する成果を創出していく所存です。
最後に、Ｅ−ディフェンスの活用に向けて、文部科学省、国内外大学と研究機関の研究者、地方自治体の防災関係者、民間企業と一般の方々の引き続きのご尽力、ご支援をお願い申し上げるとともに、国内外の様々な分野の研究者と研究機関の横断的な連携がこの施設を介して進み、統合的な防災研究が進展することを懇望する次第です。

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第 7 回成果発表会

特別講演

複合災害による首都壊滅

関西大学理事・社会安全学部長・教授 工学博士
阪神・淡路大震災記念 人と防災未来センター長
かわた よしあき河田 惠昭【講演概要】
首都直下地震に続いて首都圏水没が起これば、未曾有の被害の複合災害となる。この前
例が東京にある。1855 年 11 月の安政江戸地震と 1856 年 9 月の安政江戸暴風雨である。
このような複合災害が起これば、首都は壊滅し、わが国も衰亡する。首都直下地震に対しては、巨大な社会システムの複雑さゆえに対策は進んでいない。これに首都圏水没が続けば、被害は想像をはるかに超える。まず、100 万人を超える住民避難である。その他にも
地下鉄・地下空間の広域水没や長期間の湛水問題も挙げられる。これらは、初めての経験であり、はん濫災害が単独で起こっても発生する。もっと恐ろしいのは、地震災害が先行し、その後はん濫災害が続くという複合災害である。しかも、この災害の組み合わせの発生可能性は、地球温暖化の進行とともに、年々高まってきているということだ。首都圏の現状は、「壊滅」という氷山に向かうタイタニック号そのものである。
【河田教授ご略歴】
1974 年京都大学大学院工学研究科博士課程修了。工学博士。1976 年京都大学防災研究所助教授
を経て、93 年教授、96 年巨大災害研究センター長。2002 年阪神・淡路大震災記念 人と防災未来センター長（兼務）、2005 年防災研究所長、2007 年巨大災害研究センター長、2010 年より現職。
21 世紀 COE 拠点形成プログラム「災害学理の解明と防災学の構築」拠点リーダ。大都市大震災軽減化プログラム（文部科学省）研究代表者。日本自然災害学会元会長、日本災害情報学会会長。政府
関係では科学技術・学術審議会委員（文部科学省）、中央防災会議「東南海、南海地震等に関する専門調査会」および「大規模水害対策専門調査会」座長代理。2007 年国連 SASAKAWA 防災賞（本邦初受賞）、2009 年防災功労者内閣総理大臣表彰、2010 年土木学会出版文化賞受賞および兵庫県社会賞受賞。著書：『これからの防災・減災がわかる本』（岩波ジュニア新書）、『スーパー都市災害か

9ら生き残る』（新潮社）、『12 歳からの被災害学−阪神・淡路大震災に学ぶ 78 の知恵』
（共著）
（NHK 出版）など。

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第 7 回成果発表会（講演メモ）
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第 7 回成果発表会

雪氷災害の防止と被害軽減のための予測システム開発
雪氷防災研究センター

佐藤 威

１．はじめに雪国で毎年のように発生する雪氷災害は、そこに暮らす人々の安全・安心を脅かすものであり、その犠牲者は年によっては自然災害による犠牲者の過半数にも達します。1980 年代後半以降、暖冬少雪傾向が定着したかのように思われていますが、2000 年以降は数年に一度大雪に見舞われるようになってきました。152名の犠牲者を出した「平成18年豪雪」はその一つですが、この冬も寒冬豪雪傾向となっていて被害の拡大が懸念されています (2011 年 1 月下旬現在 )。最近は、雪氷災害が予期せぬところに
局地的、突発的に発生することが多くなりつつあり、経験に基づく従来からの対策では対応できない
場合も見られるようになってきました。また、防雪施設によるハード対策に加えて、災害情報を活用するソフト対策の重要性も認識されてきました。
雪氷防災研究センターは、雪氷災害の発生予測情報により災害防止と被害軽減に資するための研究開発を行っています。第 1 期では「雪氷災害発生予測システム」のプロトタイプを作りましたが、引き続く第 2 期では実用化レベルにすることを目標としてその改良を進め、さらに応用として、雪氷ハザー
ドマップの作成技術の開発研究も行ってきました。

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２．5 年間の成果の概要
雪氷災害発生予測システムの全体構成 ( 図 1) のうち左側が狭義の予測システムで、災害発生に関わる
雪氷現象を物理法則に従って記述する地域気象、積雪変質、雪崩、吹雪、道路雪氷のモデルから構成
されています。これらによって 14 時間先までの降雪量、気象状態（風向･風速･気温など）、雪崩の発生
危険度、吹雪による視程低下、道路の雪氷状態を予測します。図 1 の右側は降積雪の現況をモニタリ
ングするもので、予測システムは観測データの収集･配信･表示機能も併せ持っていることを示しています。第 2 期では予測システムを一冬の間安定的に運用することが可能となりました。
予測システムを実用化レベルに到達させるためは、個々のモデルの最適化･高度化を進めることに加え、予測情報が実際の雪氷防災に役立つかを検証しつつシステム全体の改良を進めることも大切です。
以下では、この 5 年間に得られた成果の一部を紹介します。
雪氷災害は雪が降らなければ発生しないので、降雪を予測する地域気象モデルは予測シ
ステムの根幹をなすものです。現在､1.2 〜
1.5km 分解能の予測計算が可能で、モデルに含まれる地表面パラメータの改良により各種
雪氷災害の発生に関わる風と気温の予測精度も向上しました。また、降って来る雪の種類（雪片やあられなど）の予測を改良するために
詳細雲物理モデルも開発しました。これに関連し、降雪種を自動判別する手法も開発し、ドップラーレーダーで観測される雪雲のタイ
図 1 雪氷災害発生予測システムの全体構成
プとの関係などを明らかにしました。

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第 7 回成果発表会

雪が積もった後の気象条件に応じて積雪は多様な変化をし、それが災害の発生を左右することもあります。第 2 期では、積雪中の水移動過程について研究を進め、そのモデル化を達成しました。
個々の災害モデルは、降雪条件･
積雪条件･気象条件などに応じて、 点線で囲まれた 2 つの雪崩が連続災害の発生の可能性やその規模なして発生し、2 名が犠牲となった。

どを予測するものです。山岳地で見られる「しもざらめ雪」の発達に

図2

2010/11/30 に立山で発生した表層雪崩 ( 左 ) と、予測システム

伴う剪断強度の低下予測式を確立で計算された積雪安定度 ( 右 )。赤矢印が雪崩のすべり面 ( 不安定な弱層 )し、厳冬期の表層雪崩危険度の精と推定された。

度が向上しました ( 図 2)。また、吹
雪の温度依存性や降雪の影響などを定式化し、吹雪強度と視程の予測精度が向上しました。さらに、道路雪
氷の物理モデルを開発し、圧雪やシャーベットのほか、最も危険なブ
ラックアイスの予測も可能としました。
これらのモデルの改良にあたっては、ドップラーレーダーによる降雪
分布観測、降雪粒子観測施設における粒子形状と落下速度の観測、積雪
気象監視ネットワークによる自動観測、人手による野外調査、雪氷防災

写真：国土交通省
新潟国道事務所提供

図 3 吹雪時の視程の予測例 ( 右 )とこの時の吹雪状況 ( 左 )。新潟
市江南区では市道が 5 ヶ所通行止めとなった。

実験棟における低温実験などの結果が用いられ、検証されたものから順次予測システムに反映してきました。また、観測データの一部を
ホームページで発信するとともに気象台や自治体等の機関に配信し、防災情報としても活用されています。
第 2 期から、防災を担当する現業機関と連携して予測システムの試験運用を開始しました。予測情報は 1 日に 2 回提供され、予測精度の検証のほか、道路管理や雪崩パトロールなどの雪氷防災業務に役立つか否かなどの評価も頂きながら、予測システムの改良を図るのが目的です。これまで、新潟地
区と山形地区をモデル地区として試験運用を行ってきましたが、実際の道路パトロールの判断に利用されるなど、予測情報が実用化レベルに近づいてきた事例もあります ( 図 3)。

３．今後の展開
雪氷防災を担っている現場からは予測情報のさらなる高精度化などの要望が寄せられています。雪国の安全･安心に直結するこのような要望に応えるべく、第 3 期においては、予測情報の精細化と誤差の低減を目標とするリアルタイムハザードマップの開発を新たなテーマとして研究を進めることとしました。さらに、緊急時の対応などに利用可能な現況モニタリングも重視し、集中豪雪監視システムの構築も予定しています。

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第 7 回成果発表会

極端気象に強い都市創り−社会実験を通じた極端気象の早期検知・予測システムの開発−

水・土砂防災研究部

真木 雅之
１．はじめに

近年、都市域を中心としてごく狭い地域に突発的に発生する局地的大雨や強風などの極端気象による被害が発生しています。気候変動に関する政府間パネル（IPCC）第４次評
価報告（2007）によると、地球温暖化の進展に伴いほとんどの陸域で大雨頻度の増加や、巨大台風の発生数の増加の可能性が高いことが予測されています。一方、都市化によるヒー
トアイランドが大雨を増加させる可能性についても活発に議論されています。社会インフラが高度に発達した都市は極端気象に対する脆弱性が大きく、気候変動に伴う被害の甚大化を防ぐための対策が急務です。このような背景から、防災科学技術研究所は 2010 年度
から科学技術振興調整費において「気候変動に伴う極端気象に強い都市創り」を開始しました。更に、第３期中期計画の中で「都市圏における複合水災害の発生予測に関する研究」
を 2011 年度から開始します。以下、これまでの研究成果、取り組をはじめた研究、今後の展望について紹介します。
２．Ｘバンドレーダネットワーク（Ｘ−ＮＥＴ）

X-NET は、関東地方の大学（中央大学、山梨大学、防衛大学校）や研究機関（防災科研、
電力中央研究所、気象協会）が所有するＭＰレーダおよびドップラーレーダをネットワー
クで結び、そのデータを相互に利用活用することを目的に構築されました。X-NET は各機関のゆるやかな連携に基づくもので、既存の研究施設を相互利用することにより効果的に研究を進めることができるようになっています。X-NET を構成するレーダのうち MP
レーダは偏波間位相差情報を得ることができ、その情報を元に精度良く降雨量分布を求めることができるようになりました。従来の Z-R 関係式を用いた方法は地上の雨量計による補正を必要とするのに対して、ＭＰレーダは KDP-R 関係式を用いることで、地上の雨量計による補正をおこなわなくても高精度の雨量情報を１分毎に得ることができます。複数台の MP レーダによるネットワークを構築することで、弱点だった豪雨時の電波消散領域もカバーできるようになり、豪雨の監視能力の飛躍的な向上を実現しました。このことは2008 年の東京都豊島区での豪雨災害で実証されました。MP レーダは、現業のレーダでは捉えることができなかったゲリラ豪雨を捉える事に成功しました。この成功が大きなきっかけとなり、国土交通省河川局は H21 年度から主要都市域にＭＰレーダネットワー
ク（10 エリア、計 26 台のＭＰレーダ）を設置しました。このＭＰレーダネットワークには、当研究所で開発したデータ処理および降雨量推定アルゴリズム（特許２件含む）が採用されています。

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第 7 回成果発表会

３．社会実験を通じた極端気象に強い都市創り

第２期中期計画で実施した「ＭＰレーダによる土砂・風水害の発生予測に関する研究」では、研究成果の社会還元に向けた取組として、ＪＲ東日本や東京消防庁などとＭＰレーダ
情報の利用に関する共同研究を締結し、研究を進めてきました。これらの取組は、科学技術振興調整費研究「気候変動に伴う極端気象に強い都市創り（総括責任者：岡田義光防災科研理事長、研究代表者：真木雅之、図１参照）」の社会実験の例として引き継がれます。こ
の研究には、防災科研、気象研究所、東洋大学など計 24 機関が参加し、理学・工学・社
会学の研究者と自治体等の防災担当者の計約 90 名が参加しています。首都圏を試験地として稠密気象観測網を構築して極端気象の発生プロセスとメカニズムを解明します。
X-NET などの稠密観測から得られるデータをリアルタイムで処理し、極端気象による災害が発生する直前に、市町村内の地区スケールで、緊急に防災情報を伝達する「極端気象早期検知・予測システム」を開発します。システムの開発と実用化にあたっては、救助活動、地方自治体、鉄道、建設現場、学校、個人等を対象に、緊急時において、どのタイミ
ングにどのような情報を必要としているかを調査・分析します。そして、社会実験を通じてシステムの実用化をはかっていきます。
４．今後の展望

前節で述べたように、ＭＰレーダ等の技術が実用化されゲリラ豪雨などの極端気象の監視はできるようになってきましたが、より早期からの発生予測やそれによって引き起こされる都市水害、沿岸災害、土砂災害等を予測することは依然として困難です。気候変動に伴い増加が懸念される極端気象によってこれらの災害が複合的に発生する可能性もあり、災害の軽減に資するために、その発生メカニズムの解明と災害予測を目的とした研究を進める必要があります。このため、防災科学技術研究所の第 3 期中期計画（2011 年〜 2015年）では「都市圏における複合水災害の発生予測に関する研究」を開始し、マルチセンシン
グ技術の開発、複合水災害の発生機構や予測技術の開発を進めていきます。

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図１

科学技術振興調整費研究「気候変動に伴う極端気象に強い都市創り」の概要

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災害リスク情報プラットフォームの開発
防災システム研究センター プロジェクトディレクター

藤原広行

１．はじめに防災科研では、これまで、「災害から人命を守り、災害の教訓を活かして発展を続ける災害に強い社会の実現」を目標として掲げ、地震、火山、気象、土砂および雪氷災害による被害の軽減に関する研究開発を行ってきました。こうした中、2007 年 6 月に閣議決定された長期戦略指針「イノベーショ
ン 25」では、技術革新戦略ロードマップの具体的施策である「社会還元加速プロジェクト」の一つとして、「きめ細かい災害情報を国民一人ひとりに届けるとともに、災害対応に役立つ災害情報通信シス
テムの構築」が挙げられました。これを受けて、防災科研では、2008 年度より、「災害リスク情報プラットフォーム（Bosai-DRIP）」の研究開発に着手しました。
２．災害リスク情報プラットフォームの概要
私たちの生活は、地震、津波、噴火、豪雨、地すべり、雪崩などの自然災害の「リスク」と切り離すことができません。そこで、「災害リスク情報プラットフォーム（Bosai-DRIP)」の開発プロジェクト
では、個人一人ひとりや地域が、それぞれ、自らの防災対策を立案・実行できるよう、地震災害をはじめ各種災害に関するハザード・リスク情報を提供すると同時に、それらを活用して防災対策を立案・実行できる環境を提供することを目的として、これまでに培われた自然災害に関する科学的研究成果( 専門知）や被災経験・教訓 ( 経験知）などの「知（災害リスク情報）」を、誰もが活用できる形で提供・流通させ、一人ひとりや地域自らが、これらの「知」を最大限に活かして自らの知（自分知・地域知）を高め、自助・共助・公助の協働（ガバナンス）による社会全体の防災力を向上させるためのイノベー
ションの創出に取り組んできました。
具体的には、以下の３つの研究開発を実施し、それらを有機的に結びつけることにより、「災害リスク情報プラットフォーム」の構築を目指しています ( 図１）。
（１）災害ハザード・リスク評価システムの研究開発
自然災害に備えるためには、被りうる自然災害のリスクについて知ることが必要です。そのためには、専門的な調査・研究によるリスクの評価・可視化が重要となってきます。そこで、各種自然災害について、これまで培われてきた専門的な知見に基づくハザード評価、リスク評価を行い、その成果を可視化された「災害リスク情報」として提供するための研究開発を行ってきました。
特に、地震災害に関しては、地震調査研究推進本部で進められている地震動予測地図高度化に資する検討を実施し、それら成果は 2009 年 7 月に「全国地震動予測地図」として公表されました。これに併せて、地震ハザードステーション J-SHIS（http://www.j-shis.bosai.go.jp）の大幅な機能アップを実施し、「全国地震動予測地図」に関するデータを一元的に管理し、背景地図と重ね合わせてわかりやす
く提供できる新システムを開発し、運用を開始しました。こうした全国的な地震ハザード評価結果に1315基づいた全国レベルでの地震リスク評価手法の研究を進めています。また、藤沢市などでは、地域を限定し詳細な地震ハザード・リスク評価手法の研究開発を実施し、それら情報の利活用に関する実証的な研究にも取り組んできました。
その他の災害に関しては、各種自然災害に共通の「災害が発生したという事実」を「今後も発生しうるというリスク」として集約した「自然災害事例データベース」の構築を目指した研究開発などに取り組んできました。

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第 7 回成果発表会（２）災害リスク情報活用システムの研究開発
変動し複雑化する社会においては、誰にも共通する唯一の防災対策を求めるのではなく、自らの状態や価値観、置かれた環境などに合わせて、それに適した防災対策を選択・創造していくことが重要です。そのため、一人ひとり、そして地域に合わせて災害リスク情報を活用し、防災対策を立案・実行できるサービスと手法の研究開発を実施してきました。具体的には、携帯端末を活用した個人向け
防災支援システム「i- 防災」、e- コミウェアを活用した地域向け防災支援システム「地域防災キット」などの開発を進めると共に、災害リスクガバナンスを高度化するためのリスクコミュニケーション手法の開発を実証的に進めてきました。

図１．災害リスク情報プラットフォーム（Bosai-DRIP) が目指す社会像と３つの研究分野。
（３）災害リスク情報相互運用環境の研究開発
ハザード・リスクの評価や防災対策の立案、実行を効果的に行うためには、そのために必要な知識や情報がいつでも得られる環境が必要となります。しかし、そうした知識や情報は一カ所にあるのではなく、社会を構成する様々な主体が分散して保持、管理しています。そこで、その多様な主体が持
つ知識や情報を相互に利用できるような情報環境の構築を目指し、相互運用形式で情報を提供する「相互運用ｇサーバ」の開発や、災害リスク情報を検索する「災害リスク情報クリアリングハウス」の開発などを進めています。
３．今後に向けて2011 年 4 月より防災科研では、独立行政法人として第 3 期の中期計画期間が始まります。次期中期計画期間においては、災害に強い社会の構築にこれまで以上に貢献できる研究所になることを目指して、「災害リスク情報プラットフォーム（Bosai-DRIP）」の研究開発を引き続き進めていきたいと考えています。

1416

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第 7 回成果発表会

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防災科学技術研究所

第 7 回成果発表会

本研究では，地震発生が地殻内部の種々の物理量に関係するとの観点から，地震Ｐ波速度構造を用いて，地震発生位置に関する確率モデルを経験的手法により構築した．過去に発生した地震の震源域におけるＰ波
速度を日本全国の平均と比較し，地震発生域の特徴を指標化した．
これを基に，
日本各地における地震確率を算出した．
この確率モデルの妥当性は，今後発生する地震により検証される．
地震の震源域におけるＰ波速度構造の特徴を指標化するため，1961年〜2008年に発生したM5以上の地震（約200個）を選び，震央直下(深さ10km,15km,
20km,25km)でのP波速度(Matsubara et al,2008)の分布を求めた．
また，比較のために日本全国を覆う0.1度間隔の格子点（約3000点）におけるP波速度分布を求めた．各深度において，速度の平均値に僅かな差は認められるが，特定深度の速度のみ用いた場合には，有効性の高い予測は期待できない．複数のP波速度を同時に用いることにより，より有効な予測が期待できる（図１）．４カ所の深度でのP波速度に基づく地震確率モデル(VP4L)の構築を試みた．
7.75

P wave velocity at 25 km, km/s

7.50
7.25

高い

7.00
6.75
6.50

それほど
高くない

6.25

低い

6.00
5.75
5.00

5.25

5.50

5.75

6.00

6.25

6.50

6.75

7.00

P wave velocity at 10km, km/s

図１ 各地点における２つの深度でのＰ波速度の関係．横軸：各地点の深さ10kmにおけるＰ波速度；
縦軸：同25kmにおけるP波速度．赤印：震央直下；青印：日本全国から均等に選んだ地点の直下．二つの楕円の中心から周辺に向かって，赤印が相対的にまばらになっていくのが認められる．

50

40

30

20

10

0

4

3

2

1

5

6

図３ 震央における確率の頻度分布．横軸は確率値（確率利得）である．確率利得：震央の確率値÷
一様発生モデル（SUP)の確率値．

R–test of VP4L / SUP
1.00

0.75

0

1

2

5

10

20

50

100

x10-4 [times/year]

図２ 日本各地におけるＭ５地震の期待値をカラーマップで表す．
0.1x0.1度１年当たりの地震数である．赤丸印は，モデル構築に用いた地震（M>5.0, 1961年〜2008年）
である．

0.50

18

0.25

0.00
–20.0

VP4Lモデルで予測される確率値にしたがって全国のカラーマップを作成した（図２）．地震は，概ね確率値の高い地域で発生していることがわかる．
これは，各震央の確率値頻度分布（図３）により確かめられる．
また，過去の地震を用いた
尤度比の検定では，観測値は期待値の許容範囲内にある(図４)．今後，新たに観測される地震を用いて，VP4Lモデルの妥当性を検証する．

地震研究部

井元政二郎

0.0

20.0

40.0

60.0

80.0

図４ 尤度比の検定．観測された地震を用いて，
VP4LモデルとSUPモデルで尤度を比較する．赤線：震源の誤差を考慮した対数尤度比の確率密度分
布（縦軸は任意）．青線：VP4Lモデルから期待される対数尤度比の(累積)確率分布．観測値は期待値の許容範囲（5%〜95%）にあり，VP4Lモデルは棄却されない．

‫ע‬ᩗૺ‫ޖ‬ᄊْƷȀǤȊȟǯǹÜ᬴ܱႎǢȗȭȸȁÜ
高速剪断摩擦試験機を用いて、岩石の動摩擦特性を実験的に調べ、地震破壊現象を再現する。地下深部においては、断層は大きな垂直応力を受けており、ひとたび高速な断層破壊すべりが開始すると、すべり面である断層は容易に溶融することがわかる。
しかしながら、摩擦溶融がおこる直前の非常に短い時間に、断層強度は弱化しており、
この２段階の断層弱化過程が、地震発生時の断層挙動をコントロールしていると考えられる。

ᾄếᵤᶇᶅᵌᵏᵿᴾ᧸໎ᅹ‫ܖ‬২ᘐᄂᆮ৑Ệᚨፗ㻲㼕㼓㻚㻝㼍㻌㜵⅏⛉Ꮫᢏ⾡◊✲ᡤ䛻タ⨨ẰủềẟỦ᭗ᡮ‫ૺݦ‬ઊરᚾ᬴ೞ
䛥䜜䛶䛔䜛㧗㏿ᑓ᩿ᦶ᧿ヨ㦂ᶵ19ᵤᶇᶅᵌᵏᶀᴾ᭗ᡮ‫ૺݦ‬ઊરᚾ᬴ೞỉನ঺‫׋‬㻲㼕㼓㻚㻝㼎㻌㧗㏿ᑓ᩿ᦶ᧿ヨ㦂ᶵ䛾ᵓᡂᅗ

地震研究部

ଐஜЗ޽ỉ‫ע‬ɦภࡇನᡯ
↞ↇ↰↚ᆅୗࡢ ᗘᵓ㐀ࡣ㸪ᆅ㟈Ⓨ⏕࣓࢝ࢽࢬ࣒ࡢゎ᫂࡟ᚲ㡲࡛࠶ࡿ㻌ᆅ㟈Ⓨ⏕ሙࡢ≀ᛶ≧ែࢆつᐃࡍࡿ㔜せ࡞᝟ሗࡢ㸯ࡘ࡛ࡍࠋࡇࡢᆅୗ ᗘᵓ㐀ࢆ᥎ᐃࡍࡿࡢ࡟ᚲせ࡜࡞ࡿᆅẆ⇕ὶ㔞ࢹ࣮ࢱࡣᚑ᮶ࡣ୺࡟ᆅ⇕ᆅᖏ࡟࠾࠸࡚᥀๐ࡉࢀࡓ஭ᡞࢆ୰ᚰ࡟ ᐃࡉࢀ࡚࠸࡚ࠊ㠃ⓗ࡟୙ᆒ㉁࠿ࡘ ᐃ⢭ᗘࡢప࠸ࢹ࣮ࢱࡀከᩘࢆ༨ࡵࡲࡍࠋ
ࡑࡇ࡛ࠊ㜰⚄ῐ㊰኱㟈⅏ࢆዎᶵ࡟ᘓタࡉࢀࡓ㜵⅏⛉Ꮫᢏ⾡◊✲ᡤ㧗ឤᗘᆅ㟈ほ ⥙ +LQHW ࡢほ ஭ࢆ⏝࠸࡚᪥ᮏิᓥ඲⯡࡟Ώࡗ࡚㠃ⓗ࡟ᆒ㉁࡛㧗ရ㉁࡞ᆅẆ⇕ὶ㔞ࡢࢹ࣮ࢱࢆྲྀᚓࡋࠊ᪥ᮏิᓥࡢᆅୗ ᗘᵓ㐀ࡢゎ᫂࡟ᣮࡳࡲࡋࡓࠋ

›⁛‟⁠⁗⁦ᚇยໜЎࠋ‫׋‬῝䛥㻝㻜㻜㻜㼙௨ୖ䛾ほ㻯㼛㼐㼑㻿㻵㼀㻴㻜㻝
㼀㻷㼅㻴㻝㻝
㼀㻷㼅㻴㻜㻞
㻯㻴㻮㻴㻜㻠
㻻㻿㻷㻴㻜㻞
㻯㻴㻮㻴㻝㻢
㻷㻺㻳㻴㻞㻞
㻳㻺㻹㻴㻜㻡
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防災科学技術研究所では、
これまで富士山、伊豆大島、三宅島に孔井式地震傾斜観測装置、広帯域地震計、GPSなどを装備した観測施設を構築し、マグマの動きを把握することに有効な手段であることを示してきました。
このような複合的な観測方法は他の火山においても応用できることから、研究上重要とされる５火山（有珠山、岩手山、浅間山、阿蘇山、霧島山）において新たな火山観測施設を整備しました。
ここでは新しく観測を始めた
基盤的火山観測施設の観測方法やその状況について報告します。

経緯と計画
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表１

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新たに整備された火山観測施設
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観測施設の概要

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三宅島(4)

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観測を強化する 16 火山

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青枠は防災科研によるཱྀỌⰋ㒊ᓥ ㄶゼஅ℩ᓥ 高品位観測網のある火山

200 km

防災科研で整備する火山‫ݣͳૢ⅙≔׋‬ᝋ↝‣ ້‫↗ޛ‬⅙⅙⅙ૼ↎↚ૢͳↄ↻↎≘້‫‚ޛ‬ហ௒‛

データの収集・公開

火山観測施設には，深さ２００ｍの観測井に短周期地震計，傾斜計，温度計が，地表に広帯域地震計，ＧＰＳ，気圧計，雨量計が設置されている(図２）。各観測機器の出力信号は，温度変化による影響を避けるため，観測小屋内の地下ピットに納められたAD装置でデジタル化（形式精度27bit）
されている。GPSデータは屋外に設置したチョークリング式GPSアンテナで受信した信号を観測小屋内の受信機に収録している。
火山観測施設概念図

GPSデータを除く観測データの収集・流通・公開システムは，当研究所の高感度地震観測網(Hi-net)のシステムを利用している(図３）。観測施設に設置されたAD装置
にてデジタル化されたデータは， WINフォーマットに準拠したパケットに変換され，GPSによるタイムスタンプを付加されて，NTTのFR網を利用し東京コントロールセン
ター（東京CC）を経由してつくばのデータセンターに送信される。観測点から送信されたデータは東京CCを経由して気象庁へ分岐され，さらにTDXを経由して各大学へ送信される。GPSデータは，１時間に１回，上記のIP通信網を利用したFTPかあるいは電話回線を利用したダイヤルアップにて回収を行っている。
当研究所へ送信されたデータはデータセンターのディスクサーバへ保存され，
WEBサイトを通じて連続波形データ（WIN32フォーマット，１分ファイルの形式），連続波形画像（１時間）が公開される予定である。GPSデータは，FTP等により，国土地理院，大学へデータ提供が行っている。

火山観測施設（岩手山松川）㟁ຊ⥺ࠊ㟁ヰ⥺GPSアンテナ

広帯域地震計観測坑

富士山(6)

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観測小屋
GPS アンテナ

ＧＰＳアンテナ（時刻校正用）

電話回線（ＧＰＳデータ）

火山観測施設観測井(200m）

観測小屋

防災科学技術研究所

ＧＰＳデータの提供

火山システムアナログ専用線

データ公開

観測井（地下に地震計と傾斜計
雨量計と気圧計も
各観測施設に設置

高感度地震観測点(Hi-net)

雨量計が設置されている）

FR 回線

防災科学技術研究所

EarthLAN 網

WEB サイトＨｉ−ｎｅｔ

FR 回線

火山観測施設気象庁
῝ᗘ P

孔井式地震傾斜観測装置

TDX

図２ 火山観測施設の概念図と写真（岩手山松川）

各大学へ

図３

基盤的火山観測網の観測データ流通の概要図

観測結果の概要
有珠山

岩手山

42.7˚

40.1˚

N

N

浅間山

阿蘇山

霧島山

N

N

32.1˚

N

33˚

36.5˚
40˚

32˚
鬼押出

42.6˚
壮瞥

夷守台

一の宮

39.9˚

松川

万膳

32.9˚

高 峰

36.4˚

31.9˚

0525
白水
39.8˚
42.5˚

140.7˚

140.8˚

5 km

39.7˚

10 km

141˚

140.9˚

140.7˚

有珠山壮瞥短周期地震記録

140.8˚

140.9˚141˚141.1˚

141.2˚

31.8˚

32.8˚

36.3˚

5 km

138.3˚

138.4˚

138.5˚

138.6˚

141.3˚

130.9˚

岩手山松川短周期地震記録

10 km

10 km

138.7˚131˚131.1˚

130.6˚

130.7˚

130.8˚

130.9˚131˚131.1˚

131.2˚

浅間山鬼押出短周期地震記録

霧島山万膳短周期地震記録

阿蘇山鬼押出短周期地震記録
赤枠内；低周波地震

11/1

岩手山（IWMV）松川傾斜記録
12/1

8/1

9/1

10/1

11/1

12/1

8/1

1200

1200

1100

1100

浅間山鬼押出(AMOV)と高峰(AMTV)傾斜記録
9/1
10/1
11/1
12/1

USSV NS

南北

1000

南北

IWMV EWIWMV NS

時間値
２μrad
N,E down

東西

900

1000

ASHV NS南北
AMTV EWAMTV NS900

南北

IWMV B

時間値
２μrad
N,E down

1000

800

南北

ASHV EW

1100

南北

ASIV NS

時間値
２μrad
N,E down

霧島山夷守台(KRHV)と万膳(KRMV)傾斜記録
8/1

東西

東

西

ASHV B

USSV RI
8/1

9/1

10/1

11/1

12/1

8/1

9/1

10/1

11/1

12/1

時間雨量
1mm
9/1

10/1

11/1

12/1

南北

1100
1000

KRMV EW

東西

時間値
２μrad
N,E down

KRMV NS

800

ASIV RI
8/1

9/1

10/1

11/1

12/1

12/1

1200

KRHV NS

900

ASIV B800

AMOV RI
8/1

11/1

南北

AMOV B

時間雨量
1mm

IWMV RI

10/1

東西

時間雨量
1mm

KRMV RI

8/1

900
800

KRMV B
KRHV BAMTV B

時間雨量
1mm

9/1

KRHV EW

1100
1000

ASIV EW

900

USSV B

800

阿蘇山白山(ASHV)と一の宮(ASIV)傾斜記録
9/1
10/1
11/1
12/1
1200

東西

東西

AMOV NS

気圧(hPa)

時間値
２μrad
N,E down

8/1

1200
AMOV EW

気圧(hPa)10/1

東西

赤枠内；微小地震

気圧(hPa)9/1

USSV EW

気圧(hPa)

有珠山壮瞥(USSV)傾斜記録
8/1

赤枠内；孤立型微動

赤枠内；微小地震

気圧(hPa)25

赤枠内；微小地震

時間雨量
1mm
9/1

10/1

11/1

12/1

図４ 5火山８観測点の配置図、短周期地震計記録ならびに傾斜記録
有珠山では近くで発生した微小地震が、浅間山では火山性の低周波地震が記録されています。霧島山万膳、岩手山松川では，近くの地熱地帯で発生しているとみられる地震が多数観測され、阿蘇山では周期0.5-2秒の孤立型微動が捉えられています。一方、傾斜計の記録においては、機器設置直後のドリフトが落ち着いていない観測点がありますが、いずれの観測点でも地球潮汐による変動が観測されており，設置状態は良好です。現在のところ，特に火山性と思われる顕著な変動は認められていません。

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火山防災研究部・地震研究部

ἉἱἷἾὊἉἹὅử෇ဇẲẺ້‫້֩ޛ‬ʖჷᄂᆮ
火山噴火やそれに伴う災害は、マグマの動きによりもたらされる現象です。マグマは、固体・液体・気体がまざりあった複雑な状態にあり、さらには温度や粘性が変化するといったさまざまな要素が絡み合っています。火山現象の理解と災害軽減のため、数値シミュレーションを活用した火山噴火予知研究に取り組んでいます。
○火砕流シミュレーション○研究フロー統合管理システム（RCM）を用いた溶岩流シミュレーション䕿┠ⓗ䝸䜰䝹䝍䜲䝮䝝䝄䞊䝗䝬䝑䝥䛾ᐇ⌧䜈

火砕流は、火山で発生する火砕粒子（マグマが固化した岩片）が火山
ガスと大気が混合したガス成分中に懸濁する固気混相流であり、地面に沿って高温のまま高速で流れ広がる特徴を持っている。
このため、火砕流は大規模災害に直結する非常に危険な現象であり、火山噴火に伴う火山周辺地域住民の人命や財産の被害を軽減するための効果的な対策に資するために火砕流シミュレーションを実施している。

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○溶岩流シミュレーションの例
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雲仙普賢岳火砕流シミュレーションの例○噴火機構シミュレーション
地下のマグマたまり〜火道のシステムを仮定し、マグマに含まれている気泡が急激に減圧し、膨張して噴火に至る現象を数値シミュレーションで再現している。
このような地下の状況を模式的に再現することにより、噴火のメカニズムを把握することができる。

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火口○目的○火道流モデル・円筒火道内のマグマ上昇
・噴火タイプの多様性，噴火の推移
・揮発成分の析出によるマグマ発泡
過程を支配する火道内マグマ上昇
・マグマからのガス分離（脱ガス）メカニズムを明らかにする．
・マグマ結晶化のカイネティクス
・気液二相マグマが，マグマ溜りか・上昇に伴うマグマ粘性の増加
ら地表まで火道内を流れて地表の噴火現象に至るまでの過程を，流・発泡＞脱ガス ⇒ マグマ膨張⇒ 爆発的噴火（巨大噴煙）
体力学数値モデルを用いて解析．

脱ガス

発泡
火道

結晶化

粘性増加

マグマ溜まり
爆発的噴火

非爆発的噴火
溶岩ドーム
溶岩流

噴煙

・脱ガス＞発泡 ⇒ マグマ収縮⇒ 非爆発的噴火（溶岩ドーム，溶岩流）

脱ガス

噴火タイプ
の遷移

発泡

○結果１：マグマ溜まり圧力とマグマ流量の関係に関する解析
・定常流モデルによって，火道システム
におけるマグマ溜まり圧力とマグマ流量の関係（PQ図）の振る舞いを調べる．
・マグマ発泡，脱ガス，結晶化の効果によって，PQ図に安定領域と不安定領域が出現する．
P・不安定領域：急激な噴火タイプの遷移をもたらす．

マグマ溜まり圧力ึᮇ᮲௳㸸࣐ࢢ࣐⢏Ꮚ࡟ึᮇ㏿ᗘࢆ୚࠼ࡿ‫ࡢࣥࣙࢩ࣮࣑ࣞࣗࢩۑ‬౛○火道内における気液二相マグマの上昇過程の数値的・解析的研究（噴火の爆発性評価）

・脱ガスの浸透率を変化させた
場合のPQ図の振る舞い

安定領域

200

不安定
領域

急激な
噴火推移

マグマ流量Q・PQ図における不安定領域からの火道流の時間発展変化（噴火推移）

200

kw=10-12-14
kw=10-16kw=10kw=00-00

150

マグマ溜まり圧力 (MPa)‫┠ۑ‬ⓗ‫ۑ‬ಶูせ⣲ἲ࡟ࡼࡿᛂຊ࣭◚ቯࡢᐃᘧ໬ࠉᒾ⬦㈏ධ࡟క࠺ᆅ㟈Ⓨ⏕࣭ᆅẆኚືࡢࣔࢹࣝ໬
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マグマ溜まり圧力 (MPa)○地下におけるマグマ移動シミュレーション

100

50

150

100

50

0
10-3 10-2 10-1 100 101 102 103 104

0
10-3 10-2 10-1 100 101 102 103 104

マグマ流量 (kg m-2s-1)

マグマ流量 (kg m-2s-1)○結果２：非爆発的噴火から爆発的噴火への推移過程
・時間発展モデルによって，非爆発的噴火から爆発的噴火への遷移過程を解析．
・地球物理学的観測データとの比較が可能な，火道内圧力の時系列的な変動プ
ロセスなどの数値シミュレーションに成功した．
・噴火の推移過程における，火道内のマグマ圧力（赤）と発泡度（青）分布の時系列変化
t=0(s)

火口→ 0

-2000

15

20

25

30

0

火道内マグマ過剰圧力 (MPa)

20

25

30

10

15

20

25

30

0

火道内マグマ過剰圧力 (MPa)t=580000(s)

0

-1000

-2000

-2000

-3000

-3000

-3000

-4000

-4000
0.8

1

0

0.2

火道内マグマ発泡度

0.6

0.8

25

0.2

0.4

0.6

0.8

-4000
0

30

1

火道内マグマ発泡度

5

10

15

20

15

10

5
0

200000400000600000

時間 (s)

800000

1e+06

25

30

0.2

0.4

0.6

0.8

-1000

-2000

-3000

1

10

15

20

25

30

t=1000000(s)

-1000

-2000

-3000

-4000
0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

火道内マグマ発泡度

火道内マグマ発泡度

火道内マグマ発泡度

5

0

-4000
0

0

火道内マグマ過剰圧力 (MPa)t=700000(s)

0

1
25

20

火道内マグマ過剰圧力 (MPa)

-4000
0

1

火道内マグマ発泡度

火道内マグマ最大過剰圧力 (MPa)

・火道内マグマ最大圧力（赤），火口におけるマグマ発泡度（青），マ
グマ噴出速度（紫）の時系列変化

0.4

20

爆発的噴火への遷移条件

-1000

-2000

0.6

15

爆発的噴火への遷移条件

-1000

-3000

0.4

10

t=588000(s)

0

-2000

0.2

5

火道内マグマ過剰圧力 (MPa)

-1000

0

火山防災研究部

5

-3000

-4000

-4000
0

-2000

-3000

-3000

-4000

爆発的噴火への遷移条件

深さ (m)

15

t=500000(s)

0

-4000

ᅽຊ㸦ྛ⢏Ꮚ࡟࠿࠿ࡿᛂຊࡢᖹᆒ࣋ࢡࢺࣝࡢ⤯ᑐ್㸧᩿㠃ᅗ

10

火道内マグマ過剰圧力 (MPa)t=0(s)

0㸱ḟඖ⢏Ꮚศᕸᅗ㸦ᩳࡵୗഃ࠿ࡽぢࡓࡶࡢ㸧5

t=1000000(s)

0

-1000

-2000

-2000

-3000

-4000
10

t=700000(s)

0

-1000

-1000

-2000

-3000

5

t=588000(s)

0

-1000

-2000

-3000

マグマ
溜まり→ -4000 0

t=580000(s)

0

-1000

18

液相マグマ噴出速度 (m/s)

深さ (m)

t=500000(s)

0

-1000

火口におけるマグマ発泡度㸱ḟඖ⢏Ꮚศᕸᅗ㸦ᩳࡵୖഃ࠿ࡽぢࡓࡶࡢ㸧

0.8

0.6

0.4

0.2

16
14
12
10
8
6
4
2

0

0
0

200000400000600000

時間 (s)

8000001e+06

0200000400000600000

時間 (s)

8000001e+06

26

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Tg 䠖Plume temperature
300K䠄assumed 䠅
Ta 䠖Air temperature䠄 assumed䠅

Tg

Ts

䣯 䣟

䢯䢳 P 䢯䢳

4km A.S.L.
Mid latitude
Summer model(assumed)

Plume height

1.2km

Ld

䠄measured䠅

Ts 䠖Surface temperature
527K䠄measured with MODTRAN atmospheric correction䠅

5*%QPQPQP䢹䢲䢲䢲@1060nm

$SU


䢸䢲䢲䢲

䣵䣶䣴

Observed total radiance ; Ls䠨䡏䠄䃚䠈䠰s䠅 䠙䡗䃔䠄䃚䠅䠞䠄䃚䠈䠰s䠅䠇䠷䠍䠉䃔䠄䃚䠅]䠨䡀䠄䃚䠅䡙䃣䠄䃚䠅䠇䠨䡑䠄䃚䠅

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S imulation with
MODTRAN code

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WFS: Web Feature Service (ISO-19142)
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地震ハザードステーション J-SHIS「地震ハザードステーション J-SHIS (Japan Seismic Hazard Information Station)」は、国が公表する「全国地震動予測地図」
をWeb上でわかりやすく閲覧したり、必要なデータを取得することができるシステムです。
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震度５弱以上の揺れに見舞われる確率
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43

防災システム研究センター EDM 国際展開研究チーム

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発震機構解

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主要動到達までの
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波形読み取り状況
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防災システム研究センター

主要動波面

44

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防災システム研究センター

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①① H22 鹿児島奄美大島水害 ( 提供：自然災害情報室

鈴木 )② H20 中国四川大地震 ( 提供：防災システム研究センター

ハオ 憲生）③ H22 Ｅディフェンスを用いたコンクリート系建物の震動台実験（提供：広報普及課④ H23 霧島新燃岳噴火（提供：火山防災研究部

長井）⑤ H23 新庄市内豪雪（屋根雪崩で埋まった車）（提供：雪氷防災研究センター⑥ H21 防府市内調査佐藤威）

国道 262 号線沿い 下右田佐波山隧道手前（提供：防災システム研究センター⑦ H22 丸の内キッズフェスタ

Dr. ナダレンジャー（提供：広報普及課

防災科学技術研究所

第 7 回成果発表会

矢崎）

講演・ポスター概要集

平成 23 年 2 月 25 日発行
平成 23 年 3 月 24 日 Web 版
編集・発行

印

刷

関口）

所

独立行政法人防災科学技術研究所
企画部 広報普及課〒305-0006 茨城県つくば市天王台３−１
電話 (029)863-7792
http://www.bosai.go.jp
岩見印刷株式会社

坪川）