災害科学国際研究所シンポジウム「東⽇本⼤震災から10年とこれから」
災害研設⽴後の実績と今後10年 （理学・⼯学）
2021年3⽉7⽇（⽇）

仙台国際センター 展⽰棟1階3B
災害科学国際研究所
教授・所⻑補佐 寺⽥賢⼆郎

理学・⼯学系＜理学系＞
災害理学研究部⾨• 海底地殻変動研究分野• ⻑期地殻変形・地質構造研究分野• 活断層研究分野• 地震メカニズム研究分野• ⽕⼭ハザード研究分野• 宙空災害研究分野• 気象・海洋災害研究分野＜⼯学系＞
災害リスク研究部⾨• 地域地震災害研究分野• 津波⼯学研究分野• 環境変動リスク研究分野• 広域被害把握研究分野• 最適減災技術研究分野• 低頻度リスク評価研究分野
地域・都市再⽣研究部⾨• 計算安全⼯学研究分野• 災害対応ロボティクス研究分野

災害評価・低減研究部⾨地震津波リスク評価（東京海上⽇動）
寄附研究部⾨都市直下地震災害（応⽤地質）寄附研究部⾨災害理学研究部⾨部⾨⻑︓遠⽥ 晋次 教授•

海底地殻変動研究分野•

⻑期地殻変形・地質構造研究分野•活断層研究分野– 遠⽥ 晋次 教授 （兼任先 理学研究科）– ⽯澤 尭史 助教 （兼任先 理学研究科）

⽕⼭ハザード研究分野– 三浦 哲 教授 （本務先 理学研究科）– ⼭本 希 准教授 （本務先 理学研究科）– 市來 雅啓 助教 （本務先 理学研究科）– 武藤 潤 准教授 （本務先 理学研究科）– ⾼橋 尚志 助教•地震メカニズム研究分野– 趙 ⼤鵬 教授 （本務先 理学研究科）– 岡⽥ 知⼰ 准教授 （本務先 理学研究科）– 内⽥ 直希 准教授 （本務先 理学研究科）– ⽊⼾ 元之 教授 （兼任先 理学研究科）– ⽇野 亮太 教授 （本務先 理学研究科）– 福島 洋 准教授 （兼任先 理学研究科）•（7研究分野）•宙空災害研究分野– ⼩原 隆博 教授 （本務先 理学研究科）– 三澤 浩昭 准教授 （本務先 理学研究科）– ⼟屋 史紀 准教授 （本務先 理学研究科）•

気象・海洋災害研究分野– 須賀 利雄 教授 （本務先 理学研究科）– ⼭崎 剛 教授 （本務先 理学研究科）

海底地殻変動研究分野
⽊⼾ 元之 教授
これまでの10年
2011年の東北沖地震後の余効変動場を毎年の海底地殻変動観測により把握し，巨⼤地震サイクルの重要な部分を解明

これからの10年
巨⼤地震のトリガーのなり得る
スロー地震（＝時間変化する現象）を⾼頻度⾃動観測によってリアルタイムでモニタリング可能に

Dx, DyDx, Dy

船舶を⽤いた⼈海戦術による観測
地震後の海底の動き(Tomita et al., 2017)

⾃動観測システムによる⾼頻度観測
リアルタイムデータ伝送

Wave Glider(Liquid Robotics)

海底地殻変動研究分野
福島 洋 准教授
衛星レーダ画像解析による地殻の変形計測⼿法と地震発⽣メカニズム等の研究

これまでの10年

地震による変動の詳細把握→ 多種多様な地震の発⽣様式の発⾒
2011年東北沖地震後、茨城県北部でわずか６年弱という超短期間で繰り返した地震による変動「だいち２号」© JAXA

これからの10年

地

地

ミリ精度の変形計測技術→平時からの断層監視へ

表

表
断

断層層

（福島ほか, 2018年 Nature Geoscience誌掲載）

昔は断層は急激にすべる（＝地震）か安定して受動的にすべるかの⼆択しかないと思われていたが、最近は中間的なもの（⾃発的に少し速めにすべるが揺れを⽣じさせるほどは速くない）が結構あるということがわかってきた。少し速くなったりすると地震発⽣の確率が⾼まっているのではないかというようなことが地震学のホットトピックの⼀つとなっている。

活断層研究分野
遠⽥晋次教授・⽯澤尭史助教
内陸地震の長期予測と被害軽減

熊本地震を引き起こした
布田川断層の掘削調査

2013年地震本部評価
活動間隔は8,100〜26,000年、最後の活動が約6,900年前〜2,200年前（従前） ほぼ0%

●この10年
2016年熊本地震，2014年⻑野県北部地震などの調査を通じて，活断層から引き起こされる内陸地震のマグニチュード，発⽣頻度・確率，直上構造物被害につながる変位（ずれ）などの予測⼿法向上への寄与

当分野ほかの研究成果
平均活動間隔は 2,000-4,000年
最後の活動は2,000年前
7,300年前に降り積もった火山灰●これからの10年
地質学的⻑期評価と直近の地殻変動，地震活動と融合した現実的な予測へ動き抑制

南阿蘇村黒川地区

阿蘇⽕⼭

動き促進

熊本市
熊本地震による周辺活断層への影響

熊本地震の地震断層分布と断層掘削調査地点

災害リスク研究部⾨
•地域地震災害研究分野–––•

⼤野 晋 准教授 （兼任先 ⼯学研究科）
榎⽥ ⻯太 准教授
源栄 正⼈ シニア研究員 （本務先 ⼯学研究科、兼任先 ⼯学研究科）

津波⼯学研究分野–––––––•

部⾨⻑︓五⼗⼦ 幸樹 教授

今村 ⽂彦 教授 （兼任先 ⼯学研究科）
サッパシー アナワット 准教授 （兼任先 ⼯学研究科）•⾨廻 充侍 助教
岩崎 智哉 特任教授（客員）呉 ⽂ 繍 特任教授（客員） （本務先 国際航業株式会社）•
⼤⽯ 裕介 特任准教授（客員）ヌイン デビッド 特任准教授（客員）

環境変動リスク研究分野–––•

越村 俊⼀ 教授 （兼任先 ⼯学研究科） （兼務）有働 恵⼦ 准教授 （兼任先 ⼯学研究科）
橋本 雅和 助教 （兼任先 ⼯学研究科）（6研究分野）広域被害把握研究分野–––––

越村 俊⼀ 教授 （兼任先 ⼯学研究科）
佐藤 源之 教授 （本務先 東北アジア研究センター、兼任先 環境科学研究科）
マス エリック 准教授 （兼任先 ⼯学研究科,タフ・サイバーフィジカルAI研究センター）
太⽥ 雄策 准教授 （本務先 理学研究科）
村嶋 陽⼀ 特任教授（客員）

最適減災技術研究分野––

五⼗⼦ 幸樹 教授 （兼任先 ⼯学研究科）
郭 佳 助教

低頻度リスク評価研究分野–

菅原 ⼤助 准教授

地域地震災害研究分野

⼤野 晋 准教授榎⽥ ⻯太 准教授

この10年の歩み

これからの10年

・建物振動被害の調査と被災要因解明
・地震動特性解明と被害との関係解明
・構造物の損傷検知手法の開発

・高密度観測+物理モデル/機械学習による地震動と建物応答の即時予測
・無線技術による損傷検知手法の実用化
・大構造物を対象とした振動実験技術の高度化
リアルタイム振動モニタリング
AI

被災建物の分析

被災による建物剛性変化

応答予測

物理モデル

地震動→建物応答即時予測
数値解析部分
振動実験部分

被害分布

地震動分布
被害率曲線

リアルタイムサブストラクチャ振動台実験津波⼯学研究分野

今村 ⽂彦 教授・サッパシー アナワット 准・⾨廻 充侍 助教「この10年間の業績」
受賞︓25件（防災功労者内閣総理⼤⾂表彰、濱⼝梧陵国際賞（国⼟交通省⼤⾂賞）、中曽根康弘賞等）
査読付き論⽂（国内/国際）︓77件 / 83件「これまで」︓東⽇本⼤震災からの教訓から、確率論的津波リスク定量化、多重防御対策による津波減災効果の検討、被災データによる津波被害関数の構築等の研究「これから」︓主な研究テーマ（学際研究及びより実践的な研究成果で貢献）①産学官連携におけるICT活⽤による津波被害軽減「連携先︓富⼠通、東京⼤学、川崎市」②⾼精度な津波被害予測技術及び複合・連鎖災害によるリスク評価「連携先︓UCL等」③東⽇本⼤震災の犠牲者情報分析による災害からの⽣存科学の構築「連携先︓宮城県警察本部」④国連機関・「世界津波の⽇」による研究成果の国際的な発信「連携先︓UNDRR、UNDP等」
④

①

②

③

①⾼速かつ⾼精度な津波浸⽔、津波避難シ
ミュレーション技術による地域カスタマイ
ズ型の津波予測・津波事前対策②津波数値解析、建物耐⼒を考慮した新たな建物被害予測③各⾃治体の気温と低体温症の空間分布④全世界津波ハザード評価、コロナ禍の津波避難ガイドライン

環境変動リスク研究分野

有働 恵⼦ 准教授
橋本 雅和 助教

衛星画像を⽤いた海岸線⾃動抽出による2011年の津波被害・回復過程の把握
円の⼤きさは2011年の津波による砂浜の侵⾷量を⽰し，⻘⾊が回復割合を⽰す．
被災直後は回復が認められた場所もあったが，多くの場所で侵⾷後も回復していない．

• 海岸線においては、津波リスクだけでなく、台⾵等による⾼潮・⾼波リスクと絶えず接している。将来の気候変動に伴う海⾯上昇や台⾵の巨⼤化により、我が国の沿岸環境も厳しさを増すことが懸念される。様々な沿岸災害リスクに備えつつも、防災・環境・利⽤のバランスの取れた沿岸管理を⾏っていくことが重要である。
• これまでにえられた知⾒を活⽤しながら適切な沿岸管理のための技術開発を⾏っていく。

広域被害把握研究分野

越村 俊⼀ 教授マス エリック 准教授

震災から10年で実現したこと
1. リアルタイム津波浸⽔被害予測システム 3. 災害曝露⼈⼝の推定と避難⾏動
トリプル・テン・チャレンジ(10-10-10)• 10分以内の津波発⽣予測，10分以内の浸⽔被害予測を10mメッシュで実現．
• 東北⼤学発ベンチャー・RTi-cast設⽴．予測サービスの開始(国，⾃治体，⺠間企業)•••

⼈流データの災害科学への活⽤
強化学習による避難⾏動最適化
コロナ禍での避難所運営

強化学習による避難最適化 ⼈流データから曝露⼈⼝の動的推定

2. リモートセンシングによる広域被害把握
これからの挑戦ーリアルタイム災害科学の創成
機械学習・深層学習の進展• 多様なセンサデータの分析によ
災害ジオインフォマティクス分野へと改組
る被災地のモニタリング（浸⽔域，建物被害，⽡礫量）• 災害を⽣き延びる・回復するを⽀援するための，センLiDARSAR
••

光学センサ

シング・予測の深化（限られた時間，圧倒的不確実性下での⽣存戦略）
分野融合によるリアルタイム災害科学の学理の追求
⽣き延びるための社会対応の最適化（リアルタイム予測情報を活⽤した避難モビリティの可能性追求）

最適減災技術研究分野
五⼗⼦ 幸樹 教授 ・郭 佳 助教

この１０年の歩み• ⻑周期地震動対策のための，新しい制御理論・技術の研究開発と社会実装への取り組み• コンパクトな同調振り⼦システムを開発し，実際の超⾼層建物に採⽤（産学連携）• 耐震⼯学国際ワークショップの主催・共催による国際連携醸成と若⼿育成

これからの１０年• 構造物の⾼耐震化へ向けた対策メニューの充実– 構造制御理論再構築＝⻑周期構造物制御のための複素減衰理論– 産学連携により①⻑周期構造物の⾼耐震化を実現，②建築構造物から⼟⽊構造物への更なる展開• 国際連携(⽇⽶・⽇中)・若⼿育成の継続と強化

低頻度リスク評価研究分野

菅原 ⼤助 准教授

この10年の歩み
東⽇本⼤震災の津波堆積物の継続的な調査研究を通じて得た多くの知⾒を基に、国内外の研究者と連携して古地震・古津波の履歴（発⽣時期、規模）を解明する研究を推進した• ⼭元町磯浜における東⽇本⼤震災の津波堆積物の厚さの分布（Abe et al., 2020）。
• ⾼密度のデータを取得し、⾕沿いの津波堆積物の特徴と形成過程を明らかにした。古津波堆積物の調査研究に活⽤できる知⾒になると考えられる。

これからの10年
フィールド調査（地質学）によるデータ収集・分析と数値計算（津波⼯学）による解析・可視化をより⼀層発展させるとともに、⽣物学、⼈類学、考古学、歴史学といった他分野との更なる連携を図り、世界をリードする古地震・古津波研究を⽬指す• 千葉県銚⼦市で発⾒された1677年延宝房総沖地震およびそれ以前の時代の津波堆積物（Higaki et al., accepted）。
• 延宝房総沖津波を含め、過去約3000年間で3回の津波が調査地点に堆積物を形成させたことを明らかにした。⽇
本海溝南部の古地震・古津波履歴の解明に貢献する成果である。

地域・都市再⽣研究部⾨部⾨⻑︓村尾 修 教授•

計算安全⼯学研究分野––––––•（2研究分野）寺⽥ 賢⼆郎 教授 （兼任先 ⼯学研究科）
溝⼝ 敦⼦ 教授 （兼任先 名城⼤学理⼯学部（クロスアポイントメント））
森⼝ 周⼆ 准教授 （兼任先 ⼯学研究科）
野村 怜佳 助教
⼭⼝ 裕⽮ 助⼿
櫻庭 雅明 特任教授（客員）

災害対応ロボティクス研究分野– ⽥所 諭 教授（本務先 情報科学研究科／タフ・サイバーフィジカルAI研究センター）

計算安全⼯学研究分野
実⽤性
⾒える化

⼿法・モデリングの開発• 複合現象に対する表現• 破壊領域の表現• ⾼精細・⼤規模化広域性複合性開発

寺⽥ 賢⼆郎 教授／溝⼝敦⼦教授
森⼝ 周⼆ 准教授
野村 怜佳 助教／⼭⼝ 裕⽮ 助⼿

実災害を対象とした適⽤・検証• 変形レベルに依存しない統⼀解法• 広域⼤規模シミュレーション• 確率論・データサイエンスとの融合
2016年熊本地震

⾼度化・証
検装
社会実

令和元年東⽇本台⾵X-GIS

計算規模

地震による仙台市の建物被害解析

X-GIS：

eXtended Geographic Information System

サイバー空間上での災害リスク評価・予測• X-GISを基軸とする評価プラットフォーム• 観測データに基づく即時予測・リスク評価• 都市のレジリエンスデザインの意思決定ツールとしての数値シミュレーション
スパコン／計算機環境性能

2011
PFLOPS

これまでの10年

2021
EFLOPS

これからの10年

2031
ZFLOPS

寄附研究部⾨（2研究部⾨）•地震津波リスク評価（東京海上⽇動）寄附研究部⾨–––––––•

今村 ⽂彦 教授 （兼任先 ⼯学研究科） （兼務）⼭下 啓 准教授
サッパシー アナワット 准教授 （兼任先 ⼯学研究科） （兼務）内⽥ 典⼦ 助教
宮本 ⿓ 助⼿
保⽥ 真理 プロジェクト講師
武⽥真⼀ 学術研究員（教授）

都市直下地震災害（応⽤地質）寄附研究部⾨––––遠⽥ 晋次 教授 （兼任先 理学研究科） （兼務）𠮷⾒ 瑶⼦ 助⼿
乘松 君⾐ 助⼿
岡⽥ 真介 特任准教授（客員） （兼任先 理学研究科）

地震津波リスク評価（東京海上⽇動）寄附研究部⾨

今村⽂彦 教授・サッパシー アナワット 准教授・⼭下啓 准教授・内⽥典⼦ 助教
宮本⿓ 助⼿・保⽥真理 プロジェクト講師・武⽥真⼀ 学術研究員（教授）

この10年の歩み
防災教育の実践と深化

海岸林の津波減災効果を検証

最⼤流速(m/s)

津波による⼟砂移動の実態を解明

減災ハンカチをつかった
防災・減災教育•
震災当時の整備

東⽇本⼤震災・気仙沼湾での津波・⼟砂移動・船舶漂流の解析

多重防御計画多重防御有無による最⼤流速の違い（東⽇本⼤震災・岩沼市の例）•

国内外での防災出前授業の実践
防災教育にアクティブラーニン
グを導⼊し深化要請を受け，ハワイの⼩学校でも出前授業を展開

ハワイ・タイ・インドネシア・フィリピンなど海外へも展開

これからの10年
Eco-DRRの効果の実証

建物の津波被災度に与える海岸林の影響を定量化

防災啓発および教育の⽀援・推進

地産地防を踏まえた防災ISOの推進

地域の啓発や学校防災教育をより効果的に⽀援し，結プロ
ジェクトと連携した出前授業やHPでの発信を⾏う．

仙台防災枠組の下に我が国での防災・減災の概念や活動（地産地防）を国際標準化する中で性能や規格を提案，新しい防災産業創造を⽬指している．

都市直下地震災害（応⽤地質）寄附研究部⾨（2019年11⽉〜）

遠⽥ 晋次 教授𠮷⾒ 瑶⼦ 助⼿・乘松 君⾐ 助⼿
岡⽥ 真介 特任准教授（客員）