ＩＳＳＮ２４３６－０３５Ｘ

国立研究開発法人海上・港湾・航空技術研究所

港湾空港技術研究所
報告
REPORT OF
THE PORT AND AIRPORT RESEARCHINSTITUTE

VOL.60No.1

June 2021

NAGASE,YOKOSUKA,JAPANNATIONAL INSTITUTE OF MARITIME,PORT AND AVIATION TECHNOLOGY

総
1.

仁・川口

浩二・藤木

高二朗・久保田峻

峻博貴・田中 敦高二朗・久保田博貴・鶴田修己

プレート境界断層デコルマ帯におけるスロースリップ発生メカニズムに関する研究
杉山 友理・橘7.

匠夢・藤木

パラペット後退型護岸に働く波圧に関する検討鈴木

6.

仁・川口 浩二・岩本

仮設被覆工の耐波安定性について
鈴木

5.

善昭

富山湾・寄り回り波の力学機構
田村

4.

雅之・栗山

2019 年台風 15 号による横浜港に襲来したうねり性の波浪
田村

3.

次

波の遡上域における海浜地形変化に及ぼす潮汐変動の影響に関する検討
伴野

2.

目

伸也・森川

嘉之

MPM–剛体シミュレーションのための最小二乗法を用いた摩擦接触アルゴリズムの開発と開端杭の地
盤への貫入挙動への適用
中村

圭太・松村

聡・水谷

崇亮

港湾空港技術研究所報告第 60 巻第 1 号(2021.6)

2019 年台風 15 号による横浜港に襲来したうねり性の波浪
田村 仁*・川口浩二**・岩本匠夢・藤木 峻***要旨2019 年 9 月に発生した台風 15 号（アジア名 Faxai）の直撃は，首都圏の陸上および沿岸部に甚大な被害をもたらした．台風による猛烈な海上風は高波をもたらし，東京湾内の NOWPHAS 第二海堡
では 1991 年からの観測開始以降で最大の有義波高が記録された．この高波により数多くの港湾施設や防波堤が損壊しその背後地で浸水被害が発生した．事後調査からは非常に特徴的な被災状況が２点報告されている．１つ目は顕著な沿岸被害を受けた海域が局在化されていたことである．東京湾
全域に最大で 30m/s に及ぶ強風が吹き荒れていたにもかかわらず，沿岸被害は東京湾西岸の横浜港周辺にのみ集中していた．２つ目は高波の襲来方向である．倒壊したフェンスや植生の痕跡から推定される越波方向は北東および南東の範囲（２方向波）で分布していた．本研究では台風 15 号による沿岸被害はどのような海象条件下でもたらされたのか，またなぜ沿岸被害は横浜港周辺にのみ局在化したのか？これらの問いに対する解を提示することを主目的として，第三世代波浪モデルによる過去再現計算および数値実験を行った．
過去計算から得られた最大有義波高は，その空間的な差異が小さく被害海域との関連性も不明
瞭であった．一方で沿岸被害の集中した横浜港周辺では有義波高の最大ピーク時に特異的な波浪場が形成されていた可能性が示され，その波浪スペクトルは次の２つで特徴づけられる．
（１）横浜港周辺で卓越した東風（~30m/s）に対応する波向きの成分波が存在しない．
（２）波浪スペクトルは３成分で構成され，それら全てが風波領域に存在する．
波浪モデルによる数値実験からこれら３成分波の内，２成分は東京湾および浦賀水道北部の２つの海域で生成された風波成分，また残りの１成分は外洋で生成された波浪がうねり性波浪として横浜
港沖へ伝搬したことを示した．さらにそれぞれの波浪力学過程として，傾斜吹送距離条件下での風
波発達および東京海底谷の屈折作用の重要性を明らかにした．本研究においては横浜港周辺に甚大な被害をもたらしたのは湾外からのうねり性波浪に起因する可能性が高いと結論付けている．実際，
有義波高の自乗と平均周期の積で算定される最大波パワー（エネルギーフラックス）の空間分布は，
浦賀水道から続く筋状の極大値が横浜港周辺まで延伸し，まさに沿岸被害が集中した横浜港・金沢区沖は東京湾内でも特異な海域となっていたことが示された．これは台風 15 号による強風下でうね
りが急速に発達しながら金沢区沖まで到達したためであると考えられる．
キーワード：2019 年台風 15 号，東京湾，横浜港沿岸被害，波浪スペクトル* 海洋水理研究領域/海象情報研究グループ・主任研究官** 海洋水理研究領域/海象情報研究グループ・グループ長*** 海洋水理研究領域/津波高潮研究グループ・研究官**** 元・海洋水理研究領域/海象情報研究グループ〒239-0826 横須賀市長瀬3-1-1 国立研究開発法人海上・港湾・航空技術研究所 港湾空港技術研究所
電話：046-844-5048 Fax：046-842-5246
e-mail:htamura@p.mpati.go.jp-3-

REPORT OF THE PORT AND
AIRPORT RESEARCH INSTITUTE
Vol.60, No.1 (June 2021)

Ocean swells induced by the Typhoon Faxai hit Port of Yokohama in 2019
Hitoshi TAMURA*, Koji KAWAGUCHI**, Takumu IWAMOTO***,and Takashi FUJIKI****

Synopsis
The direct hit of Typhoon Faxai (T1915) in September 2019 caused extensive damage to landand coastal areas of the Tokyo metropolitan area. The strong winds at sea brought high waves, andthe largest significant wave height (Hs) was recorded at a weather station in Tokyo Bay since theobservation commenced in 1991. The surge damaged a number of port facilities and breakwaters
and caused flooding in the area behind them. From the post-event survey, two intriguing
phenomena of the disaster were reported, which motivated this study. The first is that although thestorm impacted the whole bay, significant damage was concentrated in a small area near the Port of
Yokohama. The second is about the direction of the hazardous waves, which came from both thenortheast and the southeast. The underlying wave dynamics that lead to these events were unknown.
Here, we elucidate characteristics of the wave's incident to the Port of Yokohama that caused aconcentration of severe damage, and we clarify the mechanism responsible for the two disparate
wave directions observed.
The maximum Hs obtained from the wave hindcast were not spatially different, and therelationship with the damaged area was unclear. On the other hand, in the area around the Port of
Yokohama an unusual wave field may have been formed at the time of the maximum wave height,
and the wave spectrum can be characterized by the following two points:(I) There is no wave component in the wave direction corresponding to the prevailing easterly
wind (~30 m/s) around Yokohama Port(II) The wave spectrum consists of three components, all of which exist in the wind-wave regime.
Numerical experiments using a wave model show that two of the three wave components arewind waves generated in Tokyo Bay and the northern part of the Uraga Channel. The other one is aswell coming from the Pacific and propagated to the Port of Yokohama. In addition, thedevelopment of wind waves under slanting fetch conditions and the refraction of the swell by the
Tokyo Submarine Canyon were key factors for generating unusual coastal wave spectra. In thisstudy, we conclude that the swell dominant waves from the Pacific are likely to be responsible forthe severe damage around the Port of Yokohama. In fact, the maximum wave power has a spatial
distribution zonally connected from the northern part of the Uraga Channel to the Port of Yokohama,
which corresponds to the primary pathway of swell propagation into the western part of the Bay.
Key Words: Typhoon Faxai, Tokyo Bay, coastal damage, Port of Yokohama, coastal wave spectra* Senior Researcher, Marine Information Group, Ocean Hydrodynamics Department** Head of Group, Marine Information Group, Ocean Hydrodynamics Department*** Researcher, Tsunami and Storm surge Group, Ocean Hydrodynamics Department**** Former affiliation: Marine Information Group, Ocean Hydrodynamics Department
3-1-1 Nagase, Yokosuka, 239-0826 Japan
Phone: +81-46-844-5048
Fax: +81-46-842-5246
E-mail: htamura@p.mpat.go.jp

-4-

目

次

旨 ························································································································

3

1. はじめに ···················································································································

7

2. 数値計算と解析方法 ···································································································

8

2.1

波浪モデルによる過去再現計算および数値実験 ·························································

82.2

Ray方程式による波束追跡実験 ···············································································

9

3. 結果 ··························································································································

9

要

3.1

台風15号による波浪場の過去再現計算 ····································································

93.2

台風15号による風波生成とうねり伝搬の数値実験 ···················································

13

3.3

傾斜吹送距離条件下での風波の発達 ······································································

14

3.4

東京海底谷によるうねりの屈折と湾内への伝搬 ······················································

15

4. 考察と議論 ···············································································································

17

4.1

東京湾を対象とした波浪モデル計算に関して ·························································

17

4.2

波パワーと被災海域の関係 ···················································································

17

4.3

東京湾内での「うねりの成長」 ············································································

19

5. おわりに ··················································································································· 19
謝辞 ······························································································································ 19
参考文献 ························································································································ 20-5-2019 年台風 15 号による横浜港に襲来したうねり性の波浪

1. はじめに数多くの港湾施設や防波堤が損壊し，その背後地で浸水被害が発生した．沿岸被害の詳細は Suzuki et al (2020)に

熱帯低気圧の最大強度位置の極方向への移動（Kossin

よって報告されている．その中で非常に興味深い被災状

et al. 2014）や上陸する台風の強度強化（Mei and Xie,

況が２点報告されている．１つ目は顕著な沿岸被害を受

2016）など，日本を含む東アジア諸国での台風のリスク

けた海域が限定されていたことである．東京湾全域に最が増加してきている． 2019 年 9 月に発生した台風 15 号

大で 30m/s に及ぶ強風が吹き荒れていたにもかかわらず，（アジア名 Faxai）は関東地方に上陸する台風としては観被害は東京湾西岸の横浜港周辺にのみ集中しており，そ測史上最強クラスの勢力を保持しており，その直撃は陸れ以外では目立って確認されていない．２つ目は高波の上および沿岸部に甚大な被害をもたらした．台風 15 号は来襲方向である．Suzuki et al (2020)は倒壊したフェンス

小笠原諸島近海を北西に進みながら徐々に発達し、8 日や植生の痕跡から横浜港周辺での越波方向を推定してお21 時 JST（Japan Standard Time，+9 GMT）には神津島付り，それらが ENE および ESE で分布していたことを確

近で再発達し中心気圧 955hPa・最大風速 45m/s の非常に認している．東京湾の沿岸被害を受けて設置された「東強い勢力に達した．この勢力を保ったまま台風は三浦半

京湾における高波対策検討委員会」（関東地方整備局）の島に接近し，9 日 3 時前に三浦半島を通過した．台風の報告書では第三世代波浪モデルによる波浪再現計算を行

中心は東京湾に抜けて北東に進み，9 日 5 時前には千葉っている．その結果も横浜港沖合では NE および SE の２

県千葉市付近に上陸した．その後，茨城県を通過して海方向からの波浪が卓越していたことを支持しており（高上に出た台風は，福島県や宮城県を暴風・強風域に巻き橋ら 2020），委員会では「台風 1915 号による横浜港にお込みながら東進した．

ける波浪は，高波高であったことと２方向波浪であるこ

台風 15 号による猛烈な海上風は関東近海で波高 10mとにより，重複波の発生等これまで経験したことにない
波浪特性を有していた」と結論付けている．

以上に達す る高波を引き起こしたと推 定される（図-1.1a）．実際，東京湾湾口（第二海堡）に設置された

本研究の目的は，台風 15 号による沿岸被害はどのよう

NOWPHAS 観測点でも，1991 年からの観測開始以降で最な海象条件下でもたらされたのかを解明することである．

大の有義波高（3.27m）が記録された．この高波により

特に，（もし事実であれば）横浜港沖合での NE および

図-1.1(a)台風 15 号による最大有義波の空間分布：WW3-N2 計算値(b) WW3-N4 の計算領域と海底地形（内挿図はChibara ら（2008）による赤色立体地図による可視化）-7-田村仁・川口浩二・岩本匠夢・藤木 峻

SE からの２方向波浪はどのような力学メカニズムで生析データの妥当性を検証するため，東京湾内での観測値成されたのか？また沿岸被害が局在化した横浜港周辺でとの比較を行っている．ここでは一般に公開されているの波浪特性はどのようなものであったのか？これらの問

２つのデータ（NOWPHAS 第二海堡，および東京港波浪いに対する解を提示することを主目的として，波浪モデ観測所）を，それぞれ東京湾湾口部および湾奥部を代表

ルによる数値実験およびデータ解析を行った．

する観測点として用いている．観測地点は図-1.1b に星印で示してある．

本論文の構成は以下のとおりである．第２章では本研究で用いる第三世代波浪モデルと，それによる波浪再WW3 による波浪計算には４つの領域（それぞれ全球

現計算および数値実験の方法を記述する．また Ray 方程

モデル N1，日本近海モデル N2，関東近海モデル N3，東式による波束追跡実験の方法に関しても説明する．第３京湾モデル N4）を設定し，１方向ネスティング手法を用

章ではモデルの計算結果に基づいて台風 15 号による東いて効率的に計算を行った．空間解像度はそれぞれ 30'

京湾内での波浪特性を示す．第４章では既存の波浪モデ（~50 km），4'（~7 km），36''（~1 km），9''（~250 m）でルの計算結果と本研究の見解が相違することに関して，ある．計算領域（WW3-N3，N4）は図-1.1a に赤枠で示

またなぜ沿岸被害は横浜港に局在化したのかに関して議してある．波浪モデルの力学過程であるエネルギーソー

論する．最後に第５章では結論が示される．

ス項に関しては，海上風外力項および砕波散逸項にはBidlot et al（2007）によるモデルを，非線形相互作用項には Hasselmann et al（1985）による DIA 法を用いている．

2. 数値計算と解析方法

浅海域での物理過程（屈折，浅水変形，海底面摩擦，地形性砕波）に関しても全てのモデルで取り込んでいるが，2.1 波浪モデルによる過去再現計算および数値実験
2019 年台風 15 号による東京湾沿岸での高波とその波

計算結果に顕著な影響が出るのは東京湾モデル（N4）の浪特性を解明するために波浪過去再現計算を行った．波みである．海上風外力のモデルプロダクトを含めたモデ浪モデルには第三世代波浪モデルの一つである

ルセッティングの詳細は表-2.1 にまとめてある．

WAVEWATCH-III v3.14 （WW3, Tolman 2009）を用いた．

本研究では東京湾モデル（WW3-N4）の計算結果を中

波浪モデル の主要な外力となる海上風 速データには

心に解析を行うため，ここではその詳細を記述する．

NCEP/CFSRver2，JMA/MSM および JMA/LFM の３つのWW3-N4 計算領域は図-1.1b に示した海域と対応し，東プロダクトを，波浪モデル計算領域およびその解像度に京湾および浦賀水道の一部が含まれている．これらは観適合するよう採用している．また水深データには

音崎と富津岬を結ぶ境界線で区分される．解析対象とな

NOAA/ETOPO1 および日本水路協会 M7001 を用いておる東京湾西岸には，北から南へ，東京港，川崎港，横浜

り，海岸線に関してもそれらの値から海陸マスクを作成

港および横須賀港の４つの港湾区域が設けられており，して推定している．ただし最も内側の東京湾モデル（下本研究でもこの区域を参考にして海域を区分しデータ解

記で説明）に関しては，国土交通省・国土数値情報デー

析等を実施している（図-1.1b の黒線）
．WW3-N4 計算領

タセットによる海岸線データも追加で用いることで湾内域の南側および西側境界からは，関東近海モデルの複雑な海岸線を再現して海底地形を作成した．WW3（WW3-N3）から得られる１０分毎の波浪スペクトルをによる波浪過去再現計算とその外力となる JMA/LFM 解

側方境界条件として与えている．波浪モデルのスペクト

表-2.1

WW3 モデルの各計算領域の詳細設定

N1

N2

計算領域

全球

日本領域

関東近海

東京湾

水平解像度

30 arcmin.
(~50 km)4 arcmin.
(~7 km)36 arcsec.
(~1 km)9 arcsec.
(~250 m)WW3スペクトル解像度

0.041-0.41 Hz (25 grids)
10 deg (36 grids)

海上風外力

NCEP/CFSR v2

境界条件

-

海底地形

N3

N4

0.041-1.1 Hz (35 grids)
5 deg (72 grids)
JMA/MSM

Nest1(hourly)
ETOPO1

JMA/LFM
Nest2(20 mins)

Nest3(10 mins)
M7001

-8-

2019 年台風 15 号による横浜港に襲来したうねり性の波浪

ル解像度は，周波数レンジを 0.041-1.05Hz として対数分搬するうねり成分の影響を考察する．最後に，WW3 に布的に 35 分割，また方向には 72 分割（解像度 5 度）による追加的な数値実験，吹送距離則および Ray 方程式に設定した．計算期間は 2019 年 9 月 8 日 0000JST からの 2基づく解析から横浜港周辺での特異的な波浪場形成には，日間である（台風通過はおおよそ 9 月 9 日 0000JST から

２つの力学過程（Slanting Fetch 条件下における風波の発0600JST まで）．

達と東京海底谷によるうねりの屈折）が重要であったこ

また上記の過去再現計算に加えて，東京湾内での波浪とを指摘する．

特性を解明するために２つの数値実験を行っている．１
つ目は東京湾および浦賀水道の海域でローカルに生成さ3.1 台風 15 号による波浪場の過去再現計算

れる風波の影響を調べるために，海上風外力（JMA/LFM

台風 15 号は強い勢力を維持したまま東京湾海上を通解析値）の みで東京湾モデルを駆動し た実験である

過した．台風の進路や大きさから決まる有効吹送距離に（WND 実験）．２つ目は太平洋で生成された波浪が，浦依存して，湾内では時空間変動が大きい波浪場となった

賀水道を通じて東京湾内へ伝搬するうねりの影響を調べ（図-3.1）．台風接近に伴い東京湾西岸では有義波高が短るために，WW3-N3 による境界条件のみを与えて東京湾

時間で増大し（0000JST から 0300 JST で 1m から 3m へ

モデルを駆動した実験である（BND 実験）．これらの実増大），台風中心が湾を通過（0400 JST）した後，今度は

験では，外力以外の計算条件を全て過去再現計算と同様

東岸で波浪が急発達する（0600 JST）．東京湾西岸に着目にした．

すると，湾口部の横須賀港では 0200JST に，湾奥部の東2.2 Ray 方程式による波束追跡実験が顕著であった横浜港では 0200JST 付近で有義波高が最京港では 0300JST に最大有義波高が出現した．沿岸被害
本研究では Gallet and Young（2014）による球面座標系

大値となった．海上風分布を見てみると風向は概ね空間の Ray 方程式（深海波条件）を任意水深に拡張し２つの一様となっており，高波のピーク時刻である 0200JST ま

場面で用いている．１つ目は代表点から海岸線までの（大では東京湾および浦賀水道北部において東風－東南東風

圏航路に沿った）吹送距離の算出，２つ目は波束の追跡が卓越していた．一方で，東京湾内の波向は風向分布に実験である．前者では Ray 方程式中の屈折効果を全て除は対応せず空間的に非一様な分布を示している（本論文外した．後者では海岸線の幾何形状や海底地形による屈では波向きを来る方向として定義して用いる）．例えば，

折が東京湾内へのうねりの伝搬特性に与える影響に着目

海上風速が増加し始める 0000JST に着目すると，およそして，浦賀水道と太平洋との境界となる三浦半島・剱崎

北緯 35.55 度を境に北側では南東向き，その南側では北と房総半島・洲崎を結ぶ線上から波束を入射させ，浦賀

東向きの波浪が卓越している．また湾口部の観音崎沖合

水道を通過して東京湾内に侵入する可能性のある全てのから横浜港沖にかけては南西向きが卓越する．

経路を追跡した．この実験では境界上の１点に対して，観測値の時系列分布からも台風 15 号による擾乱が時

波向きを南から西へ２度刻み，また周期は 8 秒から 20間変動の大きな現象であったことがわかる．また観測結秒まで 0.5 秒刻みで変えた成分波（1125 成分数）を設定

果との比較からモデル結果の妥当性も確認できる．図

した（波束の総数はおよそ 51.3 万）．波束はそれらが海-3.2 は NOWPHAS 第二海堡および東京港波浪観測所に岸線（水深２ｍ以下の海域として定義）に到達するまでおける各物理量の時系列を示している．実線は観測値，ラグランジュ的に追跡し（ただし海岸からの反射は考慮

丸印はモデル値である．湾口部（第二海堡）での海上風

していない），それらを 6 秒のグリッド格子で区切ってカ速（図-3.2a）は 0230JST 頃にピーク値を迎え，その値ウントした．海底地形および海岸線データは WW3 によは 35m/s 以上にまで達していたことが観測結果からわかる計算と同様に M7001 を用いている．

る．
その 30 分後には台風中心部の通過により風速は 5m/s
程度まで急激に減少した．この急激な風速変動はおよそ30km 離れた湾奥部（東京港波浪観測所）では観測され3. 結果ていない．風向（図-3.2b）に関しては，湾口部・湾奥部
本章では，まず台風 15 号通過時の過去再現計算の結果

ともに風速がピーク値に達する前までは東風が卓越し，から，沿岸被害の大きかった横浜港を含む東京湾西岸のその後，湾口部（湾奥部）では 0200JST（0400JST）から

波浪場の特徴を把握する．続いて２つの理想的な数値実0400JST（0500JST）にかけて西風に急転している．観測

験（WND および BND 実験）と過去再現計算の結果を比値との比較から JMA/LFM 解析値による台風 15 号の再現

較することで，湾内で生成される風波成分と外洋から伝精度は極めて高いことが確認できる．しかしながら１．

-9-

田村仁・川口浩二・岩本匠夢・藤木 峻

図-3.1 有義波高（カラー），海上風速ベクトル（黒矢印），波向き（白矢印）の時空間分布

湾口部での風速のピーク値を多少（5m/s 程度）過小評価

日 0 時から 6 時）のデータ測得率が低くモデル結果とのしていること，２．湾奥部でも風速の低減が生じている

比較には限界がある．しかしながら NOWPHAS 観測記録

こと，３．風向の急転が多少緩やかなこと，といった違では 0300JST にノイズの少ない海面変動が記録されておいも確認できる．

り波浪スペ クトルを推定することがで きている（図

観測された有義波高（図-3.2c）の最大値は，湾口部お-3.3a）．波浪モデルは 0.07⁻0.5Hz の周波数帯でのスペク

よび湾奥部でそれぞれ 3.27 m（0240 JST）および 3.39 m

トル形状とそのエネルギーレベルを精度よく再現できて（0400 JST）で同程度であり，それぞれの地点でのピーいることが確認できる．また台風襲来の数時間前（9 月 8

ク値の出現には 1-2 時間程度のずれがある．WW3 による

日 1600JST）から周期 12 秒程度のうねりが湾内に伝播し波浪過去再現計算結果でも最大有義波高は同程度（３ｍていたことが観測結果とモデル結果から確認できる（図以上）であり，また湾口部と湾奥部の出現時間の差に関-3.3b, c）．

しても再現することに成功している．しかしながら観測

日本における防波堤の設計には起こりうる最大有義波

値と比較するとピーク値の出現時刻に１時間程度のずれ

高から最高波を推定して設計波とするのが一般的であるが生じている．平均周期（図-3.2d）や平均波向き（図（Goda 2000）．そのため最大有義波高は海岸構造物の被-3.2e）に関しては台風通過時の期間にデータ欠損が多い

災に関連して工学的に重要な意味合いを持つ．台風 15ため詳細な比較は難しいが，おおむねモデル結果は観測号の通過による最大有義波高の空間分布（図-3.4）は差結果と整合的である．

異が小さく沿岸被害海域との関連性も明白ではない．図波浪スペクトル形状については，台風通過中（9 月 9- 10 -

2019 年台風 15 号による横浜港に襲来したうねり性の波浪

図-3.2 海上風と波浪統計量の観測値および計算値の比較（東京湾内 2 地点）

図-3.3 波浪スペクトルの観測値おとび計算値の比較- 11 -

田村仁・川口浩二・岩本匠夢・藤木 峻

図-3.4 台風 15 号による最大有義波高および横浜港沖の２次元波浪スペクトル（過去再現計算）-3.1 で示した有義波高の時空間変動からも推測できるは東京湾内で生成された風波成分（周期：5.5 s 程度，方ように，東京湾内の西岸および東岸ではそれぞれ

向：NE），浦賀水道北部から東京湾口にかけた海域で生0200-0300JST および 0600JST で有義波高が最大値となる．

成された風波成分（周期：5.5 s 程度，方向：SE），およ

これに対応して湾内の西岸と東岸に分かれた２つのピー

び太平洋で生成され浦賀水道を通じて湾内に伝搬してきク海域があることがわかる．図-3.4 からわかるように沿たうねり成分（周期：12.5 s 程度，方向：SE）から構成

岸被害の大きかった横浜港周辺での最大有義波高値はおされる．そのため，これら３成分をそれぞれ WT，WU，

おむね 3.5m 程度であり東京湾内での最高値となった．

SP と命名する．実線は同地点での JMA/LFM 解析値によしかしながら横浜港と比較して被害の小さかった東京港

る海上風向を示しており，これまでに確認した湾内でのや川崎港においても最大波高は 3m 以上を記録しており，東風の卓越と整合的な結果である．

湾内西岸における南北の空間分布には 10%程度の差

さらに図に示した一点鎖線は Donelan et al (1985)によ（3.2-3.6m）しかない．湾口部と湾奥部で観測された最る風波とうねりのスペクトル分離指標であり，各成分波

大有義波高（図-3.2c）も同程度であったこともこの結果に対する波齢の逆数を用いて次のように表される．
(1)を支持する．また顕著な沿岸被害が報告されていない東岸の千葉港周辺でも 3m 以上となっている．このことか

ここで，ら最大波高分布と被害海域の直接的な関連性は明白ではき， ：風向， ：成分波の位相速度，

ない．

この区分で

：10m 高度における風速， ：成分波の波向である．

のスペクトル領域に存在する成分波

一方で，沿岸被害の集中した横浜港周辺では波高が最は，海上風からエネルギーを受け取り風波として成長す

大となる時間帯に特異的な波浪場が形成されていた可能る．このスペクトル形状は次の 2 つの点において特徴的性がある．図-3.4 の内挿図は波浪過去再現計算によってである．

得られた横浜港沖合（図中の白四角）での２次元波浪ス（１）横浜港周辺および東京湾で卓越した東風（30 m/s）

ペクトルを示している．この図から明確な３つのスペクに対応する波向き成分波が存在しないこと．

トル成分が確認される．後に示すように，これら３成分（２）波浪スペクトルは 3 成分波で構成され，それら全- 12 -

2019 年台風 15 号による横浜港に襲来したうねり性の波浪

図-3.5 台風 15 号による最大有義波高および横浜港沖の２次元波浪スペクトル（数値実験）てが風波領域内に存在すること．

度である．それに対し BND 実験の結果からは，東京湾

例 え ば 周 波 数 ス ペ ク ト ル に JONSWAP ス ペ ク ト ル

内に伝搬するうねりの波高が最大１m 程度であり，更に（Hasselmann et al., 1973），また方向スペクトルに光易型

沿岸域では 0.5 m 程度まで低減することがわかる（図方向分布関数（Mitsuyasu et al., 1975）を仮定すると，-3.5b）．風波成分に対してうねり成分の最大有義波高はとして区分される風波スペクトル領域内には平15%程度に留まる．またうねりの影響範囲は横浜港周辺

均波向きが風向と一致する単峰の２次元スペクトルが得に限定しており局所性が高い（図-3.5b）．これらの結果られる．この一般的な風波スペクトルの描像と図-3.4 にから湾内の最大有義波高の空間分布には，ローカルに生みられるスペクトル形状は全く異なるものである．この成された風波の寄与が大きいことがわかる．
これらの数値実験結果から，過去再現計算で得られた

非常に興味深い現象が横浜港周辺での沿岸被害と関連し特異なスペクトルの生成機構に関してもその一側面を理た可能性がある．

解することができる．図-3.5 の内挿図に示された横浜港
3.2 台風 15 号による風波生成とうねり伝搬の数値実験

沖合での２次元波浪スペクトルを過去再現計算結果（図東京湾内における高波と横浜港周辺の特異な波浪スペ-3.4）と比較する．過去再現計算で得られた WT および

クトルはどのように形成されたのか？ここでは過去再現

WU の２成分は WND 実験から得られる波浪スペクトル計算で得られた３つの成分波（WT，WU，SP）がどのよとその形状が一致している．また残りの１成分 SP に関し

うな力学過 程で生成されたのかを明確 にするためにても BND 実験から得られる波浪スペクトルと明確な対WND 実験（海上風外力でのみ駆動）および BND 実験（境応関係があることがわかる．つまり WT および WU はそ

界条件でのみ駆動）の結果を解析した．図-3.5a およびの場の海域で生成された風波成分であり，SP は遠方から

3.5b は，それぞれ WND 実験および BND 実験によって伝搬し東京湾内に侵入したうねり成分であることがわか得られた最大有義波高の空間分布を示している．WND

る．これらの成分波の中で SP 成分による有義波高は WT

実験の結果から，東京湾および浦賀水道内（図-1.1b でおよび WU によるものと比較して小さいことは図-3.5 で示した WW3-N4 計算領域）で生成される風波の最大波高既に示した．そのため横浜港周辺での沿岸被害にはうね

は，東京港から横浜港にかけた西岸一帯ではほぼ一様なりの影響は小さく風波が主因であったと既往研究では言分布となることがわかる（図-3.5a）．しかもその値は３及されている（例えば，高木ら 2019）．しかしながら第ｍ以上に達しており過去再現計算結果（図-3.4）と同程

４章で議論するように，本研究では最大有義波高（波圧）- 13 -

田村仁・川口浩二・岩本匠夢・藤木 峻

図-3.6 横浜港金沢区沖における有効吹送距離と波向き
ではなく最大エネルギーフラックス（仕事率）を用いてる方向へシフトしていることを発見した．これは傾斜吹

沿岸被害海域との対応を整理する．そのような観点から送距離（slanting fetch）条件下における風波発達として説の解析は湾外から伝搬したうねり（SP）が横浜港周辺で明される（例えば Walsh et al., 1989，Ardhuin et al, 2007）．

の沿岸被害に重要な役割を演じていたことを示唆する．

海域の幾何学形状と風向から決まる有効吹送距離が波浪の発達に非常に重要な役割を果たす．

前述のとおり，沿岸被害の大きかった横浜港沖合の２次元スペクトルの特徴は，１．横浜港周辺で卓越した東被害の集中した横浜港（特に金沢区沖）は，２つの楕風に対応する風波スペクトル成分が存在しないこと，２．

円形状をした海域（つまり東京湾と浦賀水道の北部）の湾外からのうねり成分を含めた全成分波が風波領域内にそれぞれの長軸頂点付近に位置している．そのため横浜入っていることである．ではなぜ台風による東寄りの海港の中でも金沢区沖は有効吹送距離に２つの極大値を有上風から北東および南東からの風波成分が生成されたのする特殊な海域である．実際，金沢区沖合の代表点（北か？またどのようなメカニズムでうねりが横浜港沖に入緯 35.35 度，東経 139.67 度：図-3.6a 中の白点）から１射したのか？以降では横浜港周辺での特異的な波浪場形

度刻みで吹送距離を算出すると図-3.6a に示した軌跡が成過程に関して，風波の発達とうねりの伝搬に分けて議描ける．これらを±15 度の移動平均をかけて平均化した論を進める．そこから傾斜吹送距離条件下での風波発達

吹送距離が図-3.6b（第２軸）に示してある．北東およびと東京海底谷によるうねりの屈折が重要であったことを南東からの海上風に対して有効吹送距離が卓越（それぞ指摘する．

れ 40 ㎞および 20km 程度）することがわかる．
ではこのような海域に空間一様な海上風が吹いた場合，金沢区沖ではどのような波向きの波浪場が形成されるの3.3 傾斜吹送距離条件下での風波の発達
一般的に吹送距離則は，無限に長い海岸線に対しそれか？ここでは WND 実験の追加実験として，より理想的に直交する海上風を仮定した波浪発達（エネルギーおよな海上風外力下での数値実験を行った．数値実験では定び周波数）の相似則である（例えば Young, 1999）．また

常で空間一様の海上風（20m/s）を与え，風向のみを 16

平均波向きは風向に一致することを前提としている（例

方位に変えて WW3 を駆動した．なお WND 実験同様に

えば Mitsuyasu, 1968，Hasselmann et al., 1973）．しかしな

境界からのうねりの入射は考慮していない．計算開始かがら海上風が海岸線に対して傾いて吹送する場合はこの

ら３時間後（ほぼ定常状態）の２次元波浪スペクトルか

吹送距離則は機能しない．Donelan et al（1985）はオンタ

ら，そのスペクトル極大値に対する波向きを算出した．

リオ湖における現地観測から，スペクトルピーク周辺の図-3.6b 中の丸印は風向に対する波向きの対応関係を示

波向きが風向とは大きく異なり，有効吹送距離の卓越すしている．非常に面白いことに金沢区沖において風向き- 14 -

2019 年台風 15 号による横浜港に襲来したうねり性の波浪と波向きが一致するのは北東風および南東風の場合のみ

方法に関しては第２章に記述がある）および WW3 によである．それに対し北東風および南東風の±70 度程度のる追加の数値実験から，台風 15 号によって横浜港沖合へ

風向幅からの海上風に対して，波向きの風向依存性は小どのようにうねりが伝搬したのか，また一般論としてどさくほぼ一定値となっている．しかもそれらの波向きはのような力学過程が東京湾内へのうねりの伝搬に重要で北東方向および南東方向となり，２つの卓越する有効吹あるのかを調べた．
まず初めに Ray 方程式中で深海波条件を適用すること

送距離の方向（図-3.6a 青線）と一致する．
Donelan et al (1985)は傾斜吹送距離条件下での波浪発で屈折効果を除外した場合の結果を図-3.7a に示す．こ達の相似則を提案しており，その中でピーク周期を用いの場合，境界から等方的に入射された波束は大圏航路にることで主波向きを推定する経験的な方法を提案してい沿って伝搬し，その空間密度分布と最終到達点は海岸線

る．Pettersson et al (2010)はこれを改良することでより適の幾何形状のみによって決まる．東京湾内へ伝搬する波用範囲の広い推定式を次のように提案している．

束密度は浦賀水道内と比較して２オーダー以上小さいことが確認できる．波向きが南から南東の特定の成分波の(2)

みが観音崎から富津岬までの湾口を”すり抜けて”東京
湾内へ侵入しそのまま川崎港に到達することがわかる．

(3)

これが屈折の影響がなく海岸線で規定される場合の波束の伝搬経路となる．

：風上方向の吹送距離（図では海底地形（つまり東京海底谷）による屈折作用は-3.6b の青線に対応）である．この経験式から得られるどれくらい伝搬経路に影響を及ぼすのか？屈折の影響を

波向き（図-3.6b 黒線）と比較しても WW３の実験結果加味した Ray 実験結果（図-3.7b および 3.7c）では特徴は整合的である．ただし，台風 15 号通過時に卓越した東的な空間構造が確認でき，屈折作用のない場合（図-3.7a）

風に着目すると，風向に対して１価の波向きを取る経験とはその様相が全く異なることがわかる．図-3.7b およ

ここに ：ピーク周期，式では波向きが北東方向であるが，２次元スペクトルかび 3.7c はそれぞれ波束の最終到達海域が浦賀水道およら波向きを推定する WW3 では北東方向と南東方向から

び東京湾であったものを区別して示している．浦賀水道の波浪が重合する結果となる．

においては（図-3.7b）東西側方の房総半島および三浦半

以上の結果から，過去再現計算および WND 実験で得島へ向かって収束発散する筋状の構造が確認できる．等

られた横浜港沖合の２成分波（WT および WU）は，それ方的に入射した波束は浦賀水道内で海底地形による屈折

ぞれ東京湾および浦賀水道北部の２つの海域で生成されの影響を受けてその大部分が東西側方へ分散しフィルタた風波成分であると考えられる．またその生成メカニズ

リング作用を受ける．そのため東京湾湾口部まで達する

ムは傾斜吹送距離条件下での波浪発達として説明できる．

波束は浦賀水道内のそれと比較すると２オーダー程度ま

風波は厳密にその場で生成される波浪成分ではなく，風で小さくなることがわかる．

上側での生成とその伝搬を考慮した正味の発達の結果と非常に興味深いことに東京湾内へ伝搬する波束の経路してある（Donelan et al 1985）．そのため台風 15 号によにも特徴的な空間構造が確認できる．東京湾内へ侵入しる卓越する東風に対応する成分波は顕著には表れず，有うる波束は，入射境界線上では空間的な広がりをもって効吹送距離の卓越する北東方向および南東方向からの風分布する（図-3.7c）．しかしながら北上にともない分布

波が横浜港沖合に伝搬したと考えられる．

範囲は狭まり，湾内へ入射する全ての波束が観音崎から沖合２km 程度までの海脚地形を通過する結果となる．
東京海底谷の地形（図-1.1b）と浦賀水道で捕捉される波

3.4 東京海底谷によるうねりの屈折と湾内への伝搬
WW3 による過去再現計算と BND 実験結果より，台風束分布（図-3.7b）を合わせて考えると，浦賀水道中央部

15 号の通過時には外洋で生成された波浪がうねりとし（水深が 100m 以上）の経路をたどる波束のみが屈折作て東京湾西岸の横浜港沖へ伝搬した可能性を示した．一

用を受けず，観音崎沖合まで到達するためと推察される．

般的にうねりが閉鎖性湾内に伝搬する過程では，海岸線

しかしながら詳細に関してはさらなる定量的な解析が必による遮蔽や海底地形による屈折，また地形性砕波とい要である．波束が東京湾内へ侵入すると，今度は湾内のった浅海域での力学過程などが重要となる（ただし問題

西岸と東岸へ分岐し，しかも西岸では横浜港の金沢区沖を簡素化するために流れによる屈折の影響は考慮しな合を中心に収束する結果となる．この結果は BND 実験い）．ここでは Ray 方程式による波束の伝搬実験（実験によって得られる最大有義波高分布（図-3.5b）とも相似- 15 -

田村仁・川口浩二・岩本匠夢・藤木 峻

図-3.7 波束密度の空間分布（a：屈折なし，b:屈折あり・浦賀水道，c：屈折あり・東京湾内）

図-3.8 純粋なうねりによる各港湾へのエネルギーフラックス性があり，いずれの結果も湾口部から横浜港金沢区沖に達する結果となることから（図-3.7a），東京湾内へのう至る特徴的な空間構造が顕在化している．これに対し屈ねりの伝搬過程には観音崎沖の海底地形が極めて重要な折効果を考慮しなかった場合には波束が主に川崎港へ直役割を担っていると言える．

- 16 -

2019 年台風 15 号による横浜港に襲来したうねり性の波浪

WW3 による追加の数値実験からは，東京海底谷によ整備局・東京湾における高波対策検討委員会報告書，高る屈折作用が東京湾内へのうねりの伝搬パターンおよび

橋ら 2020）．本研究においても沿岸被害の大きかった横各港湾区域への波浪のエネルギーフラックスに重要であ浜港・金沢区沖では NE および SE からの風波成分（WT

ることを定量的に示す．ここでは BND 実験と同様に親および WU）が卓越したことを示し，その発生メカニズ

ネスト（WW3-N3）から得られる境界条件のみで波浪モ

ムが傾斜吹送距離条件下での風波発達であったことを明

デルを駆動する．ただし２つの追加実験では，１）全てらかにした．さらに本研究では湾外からのうねり（SP）の浅海力学過程を除外するため水深を 500m 一様で深水が東京海底谷の屈折作用を受けて湾内に伝搬し横浜港周波条件とした実験（BND deep），および２）浅海力学過辺に影響を及ぼした可能性を指摘した．結論として被災程を全て考慮（海底地形による屈折や地形性砕波）した

海域では３つの成分波（WT，WU，SP）が重合した特異実験（BND exp）を行った．これらの結果から東京湾西な海象場となっていたと考えられる．

岸の各港湾区域へ入射するエネルギーフラックスを計算

2019 年台風 15 号による横浜港の沿岸被害は，これまし，それらを台風の接近から通過するまでの期間（2019で２方向波（WT および WU）によってその原因が一般的

年９月９日 0000JST から 0600JST まで）で時間積分したに説明されてきた．それに対して本研究ではうねり性波（図-3.8）．海底地形の影響を全て除外した場合（BND

浪の発達（SP）といった力学過程から沿岸被害を説明すdeep）には境界から入射した成分波のエネルギーは主にる．

東京港および川崎港へ伝搬し，一方で海底地形を考慮した場合（BND exp）には横浜港および横須賀港へのエネ

4.2 波パワーと被災海域の関係

ルギーフラックスが顕著に増大する．特に湾奥部（東京

海岸構造物の被災原因を完全に解明することは極めて港および川崎港）では地形効果の有無でエネルギーフラ

困難である．なぜならば自然外力に加えて，構造物の経ックスの差が 70 倍にも及ぶ結果となる．これは定性的に年変化，材料の劣化度，損壊に至るまでの複雑な過程を示した Ray 方程式による波束追跡実験（図-3.7）と整合考慮しなければならないからである．すべての要素を包的である．

括的に検討することは本研究の範疇を超えている．ここでは議論を限定して波浪外力と沿岸被害海域との関係に

4. 考察と議論ついて考察を加える．前述のように最大有義波高は工学的に重要な意味を持っている．なぜなら海洋構造物の設

4.1 東京湾を対象とした波浪モデル計算に関して

計基準は発生しうる最大有義波高に基づいて最大波およ

これまでに示した過去再現計算や数値実験結果は東京

び最大波圧を推定することで設定されているからである．

湾における波浪モデル計算において海底地形の取り扱い

しかしながら波浪モデルの結果を見ると，大きな被害がが極めて重要であることを意味する．特に外洋から東京報告されていない海域も含めて，湾内の最大有義波高は湾内へのうねりの伝搬においては観音崎沖合の海脚地形同程度（3+m）であった（図-3.4）．一方，被災調査では（沖合２km）を含めた東京海底谷をモデル内で適切に再沿岸被害は湾西側の横浜港に限定されていることが確認

現できているかが重要なポイントとなる．日本近海の海されている．仮に湾内の海洋構造物の設計基準に極端な底地形として代表的な JTOPO30 は空間解像度がおよそ違いがないとすると，局所的な沿岸被害の成因を最大有

１km 程度であり，このプロダクトを用いた波浪計算で

義波高に求めることは難しい．これを説明するためにはは東京海底谷の詳細な形状は取り込めない可能性がある．

横浜港周辺で顕在化する何かしらの波浪外力指標が必要

これは波浪モデルの空間解像度が１km 程度よりも大きとなる．

く格子幅が粗い場合も同様であり，また曲率の大きいう波浪によるエネルギーフラックスは，主に波の動圧にねりの屈折過程に対しても適切な方向分解能が必要であよる仕事に起因し，その仕事率（波パワー）は２次元エることを意味する．

ネルギースペクトルを用いて次のように表すことができ

台風 15 号による横浜港周辺での沿岸被害に関して，る．

Suzuki et al. (2020) は倒壊したフェンスや植生の痕跡か(4)

ら ENE および ESE 方向からの越波が卓越したことを指摘している．また，本研究と同様に第三世代波浪モデル

ここに，を用いた過去再現計算からも NE および SE からの２方向

統計量を用いて下記の通り求められる．

波浪場が形成されていたことが示されている（関東地方- 17 -：海水密度， ：群速度である．式(4)は波浪田村仁・川口浩二・岩本匠夢・藤木 峻

図-4.1 台風 15 号による最大波パワーおよび２次元スペクトル（過去再現計算）

図-4.2 各数値実験による最大波パワー（a：WND 実験，b：BND 実験，c：BND 実験＋局所風）

パワーの空間分布を示している．最大有義波高の空間分(5)

布は西海岸で 10-20%程度の差しかないのに対し，最大波

ここに ：エネルギー周期（例えば，Cornett 2008）であ

パワーは最大で 40%程度の差があり横浜港周辺に最大値

る．図-4.1 は台風 15 号によって引き起こされた最大波が現れていることが確認できる．少なくとも今回の台風- 18 -

2019 年台風 15 号による横浜港に襲来したうねり性の波浪

15 号の事例では最大有義波高よりも最大波パワーの方された波浪外力を引き起こし，沿岸被害を引き起こしたが被災海域との関連性が高いことが示された．最大波パ

ものと推察される．

ワーの空間分布は浦賀水道から続く筋状の極大値が横浜

5. おわりに港周辺まで延伸しており，まさに沿岸被害が集中した横浜港・金沢区沖は東京湾内でも特異な海域となっていたことを示している．しかも湾西部へのうねりの主要な伝本研究では 2019 年 9 月に発生した台風 15 号による東京

搬経路に対応している（図-3.7c）．図-4.1 の挿入図は横湾内での沿岸被害がどのような海象条件下でもたらされ

浜港沖の波パワー密度を示している．図-3.4 のエネルギたのかを解明することを目的として波浪モデルによる数

ー密度とは対照的にうねり成分 SP の波パワー密度は風値実験およびデータ解析を行った．波浪計算では過去再波成分 WT や WU の波パワー密度よりも増強され高くな現計算に加えて，海上風外力および境界条件を外力とする．これは波パワーが周期に比例しているためである．

る数値実験を行うことで，ローカルに生成される風波のこのことは横浜港周辺での最大波パワーの局在化には湾影響および外洋から東京湾内へ伝搬するうねりの影響に外からのうねりが重要であることを意味している．

関してそれぞれ調べた．台風 15 号の通過による最大有義
波高の空間分布は差異が小さく沿岸被害海域との関連性

4.3 東京湾内での「うねりの成長」

は明白ではなかった． 一方で，沿岸被害の集中した横浜

ではどのような力学的過程を経て横浜港に波浪外力が港周辺では波高が最大となる時間帯に特異的な波浪場到達したのであろうか．図-4.2a と 4.2b は前章で行った（３成分波スペクトル）が形成されていた可能性を示し

WND 実験および BND 実験で得られた最大波パワーの空

た．またそれらの成分波が東京湾および浦賀水道北部の間分布である．純粋なうねりの伝播によって引き起こさ

２つの海域で生成された風波成分，および外洋で生成される最大波パワー（図-4.2b）は，風波成分（図-4.2a）

れた波浪がうねりとして東京湾西岸の横浜港沖へ伝搬しのそれよりもはるかに小さいことがわかる．これは図た可能性を示した．これらの特異なスペクトル形状を形-3.5 に示した最大有義波高の空間分布と一致している．

成する力学メカニズムとして，傾斜吹送距離条件下での一方で，図-4.2c は局地的な海上風外力（35.4°N 以南の風波の発達と東京海底谷の屈折作用の重要性を指摘した．

海域）に加えて，境界からのうねりの入射を行った場合既往研究と同様に，本研究においても横浜港沖合ではの最大波パワーを示している．この結果は図-4.1 に示し

北東および南東からの２方向風波が発生する特異な海象た浦賀水道北部から横浜港にかけての最大波パワーの帯場であった可能性を示した．しかしながら横浜港周辺に状分布を再現していることがわかる．

甚大な被害をもたらしたのはこれら２方向波ではなく，一般的に，長波長で伝搬速度の速いうねりは，その場

湾外からのうねり性波浪に起因する可能性が高いと本研の海上風への緩やかな上向き運動量輸送（つまりうねり

究では結論付けた．実際，有義波高の自乗と平均周期ののエネルギー減衰）をともないながら遠方まで伝搬する積で算定される最大波パワー（エネルギーフラックス）（例えば Munk et al., 1963）．そのため外洋域においてうの空間分布は，浦賀水道から続く筋状の極大値が横浜港

ねりの成分波は式(1)でのスペクトル領域に位周辺まで延伸し，まさに沿岸被害が集中した横浜港・金置するのが普通であり，そこでの成分波の成長率は負と沢区沖は東京湾内でも特異な海域となっていたことが示なる（例えば，Donelan et al., 1999, Tamura et al., 2018）．

された．これは台風 15 号による強風下でうねりが急速にしかしながら上記で指摘したように，台風 15 号の場合に発達しながら金沢区沖まで到達したためであると考えらはうねりの成分波 SP は成長率が正（つまり

れる．

）の

（2021年6月4日受付）

スペクトル領域に入っており（図-3.4 中のスペクトル），
うねりの伝搬に際して通常とは異なる力学機構が働いた可能性がある．台風 15 号による東京湾内での強風速は30m/s（時速 100km 程度）にも達し，これは湾内に侵入謝辞

したうねりの伝搬速度（~15m/s）を大きく上回った．しNOWPHAS波浪観測データは国土交通省港湾局および関かも東寄りの海上風と南東へのうねりの伝搬方向が概ね

東地方整備局からご提供いただき，また使用に際しては揃うことで，うねり成分 SP が浦賀水道北部から横浜港沖

NOWPHASデータ処理班から多大なご支援を頂きました．

合に伝搬する過程で海上風からのエネルギーを受けて発ここに記して謝意を表します．

達したと考えられる．このことが横浜港周辺にのみ限定- 19 -

田村仁・川口浩二・岩本匠夢・藤木 峻

Geosci., 9. 753--757., 2016

参考文献

Mitsuyasu, H., F. Tasai, T. Suhara, S. Mizuno, M. Ohkusu, T.

関東地方整備局：https://www.pa.ktr.mlit.go.jp /kyoku

Honda, and K. Rikiishi：Observations of the Directional/takanami/takanami.html

Spectrum of Ocean Waves Using a Cloverleaf Buoy. J.

高木泰士，Md Rezuanul ISLAM，Le Tuan ANH，高橋篤平，

Phys. Oceanogr., 5, 750--760., 1975

杉生高行，古川郁貴：2019年9月台風15号による神奈

Munk W. H., G. R. Miller, F. E. Snodgrass and N. F. Barber：

川・千葉・茨城の高波被害および東京湾の波浪追算，
土木学会論文集 B3（海洋開発），Vol.76 No.1, 2020

Directional recording of swell from distant storms, Phil.

高橋康弘，高山知司，遠藤敏雄，鈴木善光，浜口正志，

Tran. of the Royal Soc. London. Series A, Mathematicaland Physical Sciences255505–584, 1963

松藤絵理子，石本健治，原信彦：東京湾における台風1915号による波浪スペクトル特性と対策施設整備

Pettersson, H., K. K. Kahma, and L. Tuomi：Wave Directionsの留意点，土木学会論文集B2（海岸工学），Vol76, No2,

in a Narrow Bay. J. Phys. Oceanogr., 40 (1): 155--169.
https://doi.org/10.1175/2009JPO4220.1., 2010

I_193-I_198, 2020

Suzuki, T., Y. Tajima, M. Watanabe, N. Tsuruta, H. Takagi, T.

Ardhuin, F., T. H. C. Herbers, K. P. Watts, G. P. van Vledder, R.
Jensen, and H. C. Graber： Swell and Slanting-Fetch

Takanabe, K. Suzuki, T. Shimozono, Y.

Effects on Wind Wave Growth. J. Phys. Oceanogr., 37,

Shibayama, S. Kawaguchi, and T. Arikawa：Post-event

908--931. https://doi.org/10.1175/JPO3039.1. 2007

Survey of Locally Concentrated Disaster Due to 2019

Chiba, T., S. Kaneda, Y. Suzuki：Red Relief Image Map: new

Typhoon Faxai along the Western Shore of Tokyo Bay,visualization method for three-dimensional data. The

Japan. Coastal Engineering Journal, doi:10.1080/216642

International Archives of the Photogrammetry, Remote50.2020. 1738620., 2020

Sensing and Spatial Information Sciences. Beijing ISPRS

Tamura, H., W. M. Drennan, C. O. Collins, and H. C. Graber：
Turbulent airflow and wave-induced stress over the ocean.

Vol. XXXVII. Part B2, 1071--1076., 2008

Boundary-Layer Meteorol., 169:47--66., 2018

Cornett, A. M.：A Global Wave Energy Resource Assessment.
The

EighteenthInternational

Offshore

Shigihara, T.

and

Polar

Tolman, H. L.：User manual and system documentation of
WAVEWATCH III TM version 3.14. National Centers forEngineering Conference, 2008

Environmental Prediction, National Weather Service,

Donelan, M. A., J. Hamilton, and W. H. Hui.：Directional

NOAA, Camp Springs, Md., 2009

spectra of wind-generated waves. Philos. Trans. Roy. Soc.

Walsh, E. J., D. W. HancockIII, D. E. Hines, R. N. Swift, and J.

London, 315A, 509--562., 1985
Donelan, M. A.：Wind-induced growth and attenuation of

F. Scott.：An observation of the directional wave spectrum

laboratory waves. Proceedings of institute of mathematics

evolution from shoreline to fully developed. J. Phys.

and its applications (UK) conference wind-over-wave

Oceanogr., 19, 1288--1295., 1989

couplings. Oxford University Press, Oxford, 183--194.,

Young, I. R.：Wind Generated Ocean Waves.'' Elsevier Science,
288 pp., 1999

1999
Gallet, B., and W. R. Young：Refraction of swell by surface
currents. Journal of Marine Research, 72, 2., 2014
Goda, Y.：Random Seas and Design of Maritime Structures.'',Adv. Ser. Ocean Eng., vol. 15, 443 pp., Univ. of Tokyo
Press, Tokyo, Japan., 2000
Hasselmann, K., and Coauthors：Measurements of windwave
growth and swell decay during the Joint North Sea Wave
Project (JONSWAP).'' Dtsch. Hydrogr. Z., 8, 1--95., 1973
Kossin, J. P., K. A. Emanuel, G. A. Vecchi：The poleward
migration of the location of tropical cyclone maximum
intensity. Nature, 509, 349--352., 2014
Mei, W., and S. P. Xie：Intensification of landfalling typhoons
over the northwest Pacific since the late 1970s. Nature- 20 -

港湾空港技術研究所報告第 60 巻 第 1 号

２０２１．６

編集兼発行人

国立研究開発法人海上・港湾・航空技術研究所

発

港 湾 空 港 技 術 研 究 所

行

所

横 須 賀 市 長 瀬 ３ 丁 目 １ 番 １ 号
TEL. 046(844)5040 URL. http://www.pari.go.jp/

C （2021）by MPAT
Copyright ○All rights reserved. No part of this book must be reproduced by any means without the written
permission of the President of MPAT
この資料は、海上・港湾・航空技術研究所理事長の承認を得て刊行したものである。したがって、
本報告書の全部または一部の転載、複写は海上・港湾・航空技術研究所理事長の文書による承認を得ずしてこれを行ってはならない。

CONTENTS
1. Cyclic Beach Morphological Changes in the Swash Zone

due to Tidal Range Fluctuations
Masayuki BANNO・Yoshiaki KURIYAMA
2. Ocean swells induced by the Typhoon Faxai hit Port of Yokohama in 2019

Hitoshi TAMURA・Koji KAWAGUCHI・Takumu IWAMOTO・Takashi FUJIKI
3. Dynamics of ocean swells in Toyama Bay

Hitoshi TAMURA・Koji KAWAGUCHI・Takashi FUJIKI
4. Study on Stability of Temporary Armor Units against Waves
Kojiro SUZUKI・Hiroki KUBOTA・Tsutomu TANAKA
5. Study on Wave Pressure acting on Receding Parapet type Seawall
Kojiro SUZUKI・Hiroki KUBOTA・Naoki TSURUTA
6. Study of slow slip mechanism on plate boundary fault decollement zone
Yuri SUGIYAMA・Shinya TACHIBANA・Yoshiyuki MORIKAWA
7. Development of frictional contact algorithm using weighted least squares for MPM–rigid bodysimulation and its application to behavior of open-ended pile driven into the ground
Keita NAKAMURA・Satoshi MATSUMURA・Takaaki MIZUTANI