日29-2-3-1

日本海地震・津波調査
3. 津波および強震動の予測
3-1：津波予測
東京大学地震研究所＜研究目的＞
陸域・海域での構造調査や古地震・古津波・活構造調査などに基づいて得られた断層モデルから、日本海沿岸における津波シミュレーションにより、沿岸での津波波高を予測する。個々の断層モデルに基づく確定論的シナリオモデルの他に、各地に影響を及ぼす可能性のある断層からのシナリオを組み合わせた確率論的な津波予測も行う。なお、本サブテーマでは日本海沿岸の全域について、沿岸での津波の高さを予測し、特定の港湾における浸水・遡上・構造物の影響については、波の分散性も考慮してサブテーマ(1)で実施する。
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業務計画（平成25年度～平成32年度）
H25

H26

H27

H28

H29

シナリオ型津波シミュレーション
確率論的な津波波
高予測
断層のリストアップ
シナリオ型津波シミュレーション
確率論的な津波波
高予測
断層のリストアップ
シナリオ型津波シミュレーション

H32
想定連動シミュレーション
低頻度巨大地震による津波高評価

地形データ・
計算コード整備・
検証

山陰・九州沖周辺H31

断層のリストアップ

北海道・東北沖
周辺

北陸沖
周辺

H30

確率論的な津波波
高予測2

平成29年度実施計画
引き続き九州沖海域を中心とする海底活断層・沿岸伏在断層について、海域構造調査や海陸統合構造調査により得られた断層モデルに基づき、シナリオ型津波シミュレーションを行う。また、当該沿岸に影響を及ぼす断層をリストアップする。

平成29年度実施領域
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平成29年度の実施内容
サブテーマ2-5-1「断層モデルの構築」によって得① られた山陰～九州沖の海底活断層・沿岸伏在断② スケーリング則に基づくMw・断層すべり量の推定
層③

27秒・9秒メッシュを用いた最大波高分布の推定④ 3秒メッシュを用いた沿岸域における詳細計算

スケーリング則・すべり角による津波高依存性の検討

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① 津波断層モデル•

海域構造調査や海陸統合構造調査により得られた山陰～九州沖の海底活断層・沿岸伏在断層を用いた。
SH2Da+SH2Db

YM07a+YM07b+YM07c

単独モデル•
FO01+FO02
FO03+FO05
FO07+FO08
FO07+FO09

2-5-1「断層モデルの構築」によって得られた50断層のうち、傾斜角が既知かつ断層長が20 km以上の断層に対して、それぞれの断層が個別に活動すると想定した31モデル

連動モデル
•

2-5-1「断層モデルの構築」によって得られた50断層のうち、連動する可能性がある断層の組合せを考慮した6モデル
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② スケーリング則に基づくMw・断層すべり量の推定
平均すべり量の設定方法（断層長20㎞以上に対して）
Mw①地震本部レシピ（ア） S-M0 (※L,W既知)
震源断層面積S (km2) =L×W

地震モーメント
M0 (Nm)

入倉・三宅（2001）
S = 4.24 × 10−11 (𝑀𝑀0 × 107 ) 1⁄2
S = 2.23 × 10−15 (𝑀𝑀0 × 107 ) 2⁄3

for 𝑀𝑀0 ≥ 7.5 × 1018 𝑁𝑁𝑁𝑁
for 𝑀𝑀0 < 7.5 × 1018 𝑁𝑁𝑁𝑁

②地震本部レシピ（イ） L-M & M-M0 & M0-S (※L既知)
活断層長さL (km)マグニチュードMj

𝑀𝑀 = (𝑙𝑙𝑙𝑙𝑙𝑙𝑙𝑙 + 2.9)/0.6
松田(1975)

地震モーメント
M0 (Nm)

入倉・三宅
𝑙𝑙𝑙𝑙𝑙𝑙𝑀𝑀0 (Nm) =1.17M+10.72 （2001）
武村(1990)③武村(1998) L-M0 (※L,W既知)
活断層長さ
L (km)Mw

武村(1998)
𝑀𝑀0 =4.365×1016×L2 for 𝑀𝑀0 ≥ 7.5 × 1018 𝑁𝑁𝑁𝑁
𝑀𝑀0 =6.918×1014×L3 for 𝑀𝑀0 < 7.5 × 1018 𝑁𝑁𝑁𝑁

震源断層モデル面積 S

D=𝑀𝑀0 /μS

Mw
地震モーメント
M0 (Nm)※ 昨年度までは 武村（1998）によって 断層幅Wか らすべり量Dを計算していた

平均すべり量D (m)震源断層面積S (km2) =L×W

平均すべり量の設定方法（連動モデル）
Mw①地震本部レシピ（ア）S-M0 (※L,W既知)
震源断層面積S (km2)

入倉・三宅（2001）

地震モーメント
M0 (Nm)セグメントの地震モーメントM0i (Nm)⁄⁄

𝑀𝑀0𝑖𝑖 = 𝑀𝑀0 𝑆𝑆𝑖𝑖3 2 �∑ 𝑆𝑆𝑖𝑖3 2𝑀𝑀0𝑖𝑖 : i番目の断層の地震モーメント
𝑆𝑆𝑖𝑖 :i番目の断層の面積
Di=𝑀𝑀0𝑖𝑖 /μS

平均すべり量Di (m)②地震本部レシピ（イ） L-M & M-M0 & M0-S (※L既知)
Mw

活断層長さ
L (km)L =∑LiMj

地震モーメント
M0 (Nm)松田(1975) 武村(1990)

入倉・三宅（2001）③武村(1998) L-M0 (※L,W既知)
活断層長さ
L (km)L =∑Li武村(1998)

震源断層モデル
面積 Smodel
Wmodel = Smodel/L

セグメントの地震モーメントM0i (Nm)

Di=𝑀𝑀0𝑖𝑖 /μ(LixWmodel)

平均すべり量Di (m)断層モデル幅Wmodel (km)Mw

地震モーメント
M0 (Nm)𝑀𝑀0𝑖𝑖 = 𝑀𝑀0 𝐿𝐿2𝑖𝑖 ⁄∑ 𝐿𝐿2𝑖𝑖

セグメントの地震モーメントM0i (Nm)

𝑀𝑀0𝑖𝑖 : i番目の断層の地震モーメント
𝐿𝐿𝑖𝑖 :i番目の断層の長さ

セグメント断層面積
Si = Li x Wi

※ 昨年度までは 武村（1998）によって 断層幅Wか らすべり量Dを計算していた

平均すべり量Di (m)
Di=𝑀𝑀0𝑖𝑖 /μ𝑆𝑆𝑖𝑖

スケーリング則による断層すべり量の相違（単独31モデル）

 長大な断層、あるいは傾斜が高角な断層では、日本海における大規模地震に関する調査検討会によるσ式（レシピ（ア）によるすべり量+1.5 m）よりも、武村式によるすべり量のほうが大きい③ 27秒・9秒メッシュを用いた最大津波高分布の推定
項目
設定値
空間格子間隔 9秒
時間格子間隔 0.5秒
基礎方程式 非線形長波式
海域のみの津波伝播を考慮し、境界条件陸域遡上は考慮しないOkada（1985）の方法を用いて設
初期条件
定Manning粗度係数n=0.025m-1/3/s
海底摩擦係数 （後藤・佐藤（1993）、土木学会（2002））
現象再現時間 地震発生後5時間
 解析対象領域：27秒メッシュ領域（A001）及び9秒メッシュ領域（B007～B010）。

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スケーリング則依存性の検討の例（YM07a+YM07b+YM07c）

 レシピ（ア）とレシピ（イ）では同程度。一方で武村式によるすべり量を用いた場合、レシピ（ア）、（イ）に比べて大きな津波高となる。

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スケーリング則による津波高依存性

相田の幾何平均K （相田，1977）n ∶ 地点数
𝐻𝐻𝑖𝑖
𝐾𝐾𝑖𝑖 =𝑅𝑅𝑖𝑖
𝑅𝑅𝑖𝑖 ∶ 𝑖𝑖番目の地点での入倉・三宅式による津波高𝐻𝐻𝑖𝑖 ∶ 𝑖𝑖番目の地点での対象スケーリング則（松田式・武村式または武村式）による津波高レシピ（ア）による方法を基準（1）レシピ（イ）による方法で推定した断層すべり量を用いた場合 K = 0.89 ~ 1.33(2) 武村式による方法で推定した断層すべり量を用いた場合 K = 1.69 ~ 3.45

11すべり角依存性の検討•

設定したすべり角の条件は走向方向に15°、30°と横ずれセンスが卓越するように変化させた場合（以下、-15°、-30°と呼ぶ）と、傾斜方向に15°、30°と縦ずれセンスが卓越するように変化させた場合（以下、+15°、+30°と呼ぶ）の４通りで津波伝播解析を実施。レシピ（ア）によるすべり量を用いる。

※ 横ずれセンスが卓越するようにすべり角を変化させたときは、±180°を上限とする※ 縦ずれセンスが卓越するようにすべり角を変化させたときは±90°を上限とする

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すべり角依存性の検討の例（SH02Da+SH02Db）
 すべり角を＋（縦ずれ方向）にするほど、高い津波高になり、逆に－（横ずれ方向）にするほど低い津波高 スケーリング則に対する依存則と同程度あるいはそれ以上となる場合も散見される■E20

■E22

■C50

13すべり角依存性の検討
相田の幾何平均K（相田，1977）※元々横ずれセンスが大きく、比較的沿岸最大津波高が低い断層ですべり角の感度が高い。

n ∶ 地点数
𝐻𝐻𝑖𝑖
𝐾𝐾𝑖𝑖 =𝑅𝑅𝑖𝑖
𝑅𝑅𝑖𝑖 ∶ 𝑖𝑖番目の地点での標準すべり角による津波高𝐻𝐻𝑖𝑖 ∶ 𝑖𝑖番目の地点でのすべり角を変化させた場合の津波高※すべり角の影響では基準となるケースに対して、傾斜方向に30°変化させた場合に最大で4.35となっており、スケーリング則の影響を上回る感度を持つ断層もあることが分かった。
※すべり角の感度が高い断層は元々横ずれセンスが大きく、沿岸域の最大津波高が比較的低い断層である。

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確率論的な津波予測

頻度

レシピ（ア）のすべり量と基準すべり角を用いた場合（37ケース）のヒストグラム※ 津波波高の確率論的予測には、それぞれの断層の発生確率が必要．

津波高 (m)15

3秒メッシュを用いた詳細解析
3秒メッシュ解析領域①9秒メッシュを用いた概略津波伝播結果を踏まえて、3秒メッシュの地形モデルC81～C108領域の28領域に関して津波遡上を再現できる詳細津波伝播解析を実施②波源断層モデルについては、9秒メッシュを用いた概略津波伝
播解析結果の3秒メッシュ領域内における沿岸の最大水位を算出し、最も大きくなった波源断層モデルを選定した

合計28ケースについて3秒メッシュを用いた詳細解析を実施
項目
空間格子間隔時間格子間隔
基礎方程式
境界条件
初期条件

設定値
3秒0.25秒

C106~C108（五島列島）については，沿岸域に影響を及ぼす断層モデルが設定されたた
め3秒メッシュを新規作成

非線形長波式
陸域遡上を考慮する
Okada (1985)の方法を用いて設定

海底摩擦係数

Manningの粗度係数n=0.025m-1/3/s（後藤・佐藤（1993）、土木学会（2002））

構造物条件
現象再現時間大規模な防潮堤を設定
地震発生後5時間16

3秒メッシュを用いた詳細解析（1断層モデル×28領域）

173秒メッシュを用いた詳細解析例 （FO03+FO05)
C094

C093

C092

C091

C088

C095
C096

C097

C099

C101

C102

C103

C073

C07218 沿岸域の1メッシュ（～90メートル四方）に数十センチ程度の浸水が見られるが、ほとんど浸水しない3秒メッシュを用いた詳細解析例 （FO03+FO05;C097領域)

湊浜漁港

名護屋浦

小友漁港

大泊漁港

加唐島漁港
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平成30年度実施計画
主に北海道・東北地方海域を中心とする海底活断層・沿岸伏在断層について、海域構造調査や海陸統合構造調査により得られた断層モデルに基づき、シナリオ型津波シミュレーションを行う。また、当該沿岸に影響を及ぼす断層をリストアップする。

平成30年度以降は北海道・東北沖周辺の津波予測へ

平成29年度実施領域

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