ごあいさつ
ごあいさつ

本日は、防災科学技術研究所の第 13 回成果発表会においでいただき、誠にありがとうございます。
当研究所は、「災害に強い社会の実現」を基本目標として、地震・火山・
風水害・土砂災害・雪氷災害などさまざまな自然災害を理解し観測・予測する研究はもちろんのこと、社会基盤の強靱性向上を目指した研究開発、
災害リスク低減に向けたさまざまな社会科学的な研究開発も進めているところです。

国立研究開発法人

防災科学技術研究所

理事長 林

春男

昨年度からは新たな第 4 期中長期計画がスタートしており、「中核的機関としての産学官連携の推進」、「基盤的観測網、先進的研究施設等の整備・共用促進」、「研究開発成果の普及・知的財産の活用促進」、「研究開発の国際的な展開」、「人材育成」、そして「防災行政への貢献」を念頭に置き関係機関との連携を深めながら、防災科学技術イノベーションの中核的機関となるべく鋭意取り組んでまいりました。
さて、本日の講演会は、昨年 3 月の那須町雪崩、7 月の九州北部豪雨、相次ぐ台風の接近・上陸など気象災害が頻発したことを鑑み、気象災害を主なテーマとしております。
また、長年の研究成果が評価され、防災功労者内閣総理大臣表彰、文部科学大臣表彰の受賞につながったことから、3 名の受賞者が研究内容を紹介いたします。さらには、今年度より新たに設置された首都圏レジリエンス研究センターの取り組みも紹介する予定です。
本日の成果発表会が、私ども防災科学技術研究所に対する皆様のご理解を新たにしていただける一助となれば、誠に幸いです。また、皆様には、今後とも当研究所に対するあたたかいご指導とご支援を賜りま
すよう、どうぞよろしくお願い申し上げます。

目

次

目次
ごあいさつ

理事長

林 春男

目次

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<講演要旨>
第1部
平成29年7月九州北部豪雨について

水・土砂防災研究部門 部門長

三隅 良平

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上石

勲

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髙島 哲夫

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臼田 裕一郎

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藤原 広行

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平田

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2017年3月27日に栃木県那須町で発生した雪崩災害に関する調査研究
雪氷防災研究部門 部門長

気象災害軽減イノベーションセンター 副センター長

首都圏を中心としたレジリエンス総合力向上プロジェクトの取り組み

審議役

第2部
災害対応支援のための情報共有及び利活用基盤の開発 ～eコミュニティ・プラットフォームからSIP4D、NIED-CRSへ～
総合防災情報センター センター長

社会防災システム研究部門 副部門長

地震防災のための共通情報基盤の構築を目指して
社会防災システム研究部門 部門長

レジリエント防災・減災研究推進センター センター長

首都圏の地震防災力の向上を目指して
首都圏レジリエンス研究センター センター長＜ポスター発表＞
地震津波防災研究部門

東京大学地震研究所 教授

巨大地震発生メカニズムに関する研究（1）平成29年度 全体成果
巨大地震発生メカニズムに関する研究（2）破壊基本法則に関する室内実験
巨大地震発生メカニズムに関する研究（3）2016年 熊本地震

火山防災研究部門

多角的火山活動評価に関する研究
霧島山新燃岳2017年噴火への取り組み

地震減災実験研究部門

巨大地震災害に対する我が国の強靭性向上を目指して
Ｅ－ディフェンス： 実大三次元震動破壊実験施設
地震減災技術の高度化と社会基盤の強靭化に関する研究（1）
地震減災技術の高度化と社会基盤の強靭化に関する研究（2）
国・地方自治体との協働シミュレーション技術を活用した耐震性評価に関する研究

水・土砂防災研究部門

2017年夏季に発生した降雹事例
雨量計・レーダー・衛星雨量の相互比較による性能調査
センシングによる斜面崩壊予測技術
平成29年の台風災害について

雪氷防災研究部門

雪氷災害の危険度把握と面的予測を目指して
雪氷防災実験棟 －20年間の運用実績－
平成29年冬期の雪氷防災研究部門による雪氷災害調査

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直

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社会防災システム研究部門

地震津波火山ネットワークセンター

MOWLAS 全国を網羅する陸海統合地震津波火山観測網
MOWLASを構成する陸域の観測網
MOWLASを構成する海域の観測網
S-net 観測記録と利活用事例
DONETによる海底観測と利活用事例
長周期地震動の予測情報に関する実証実験 ～新たなリアルタイム情報の利活用に向けて～「揺れ」から「揺れ」を予測する 即時地震動予測手法の開発
沖合海底圧力記録の新たな活用 －地震時動的圧力変動を用いた震源過程解析
南海トラフの広帯域地震動伝播シミュレーション

総合防災情報センター

総合防災情報センターの構想
自然災害情報室／防災科研ライブラリーの紹介
災害資料の収集・整理・発信 －災害事例データベースとオープンデータの公開－
防災科研情報デジタルライブラリの構築
防災科研クライシスレスポンスサイト（NIED-CRS）の構築
防災科研の災害時対応 －平成29年7月九州北部豪雨－

先端的研究施設利活用センター

先端的研究施設を利用した性能検証実験

レジリエント防災・減災研究推進センター

戦略的イノベーション創造プログラム（SIP）について
津波予測技術の研究開発
豪雨・竜巻予測技術の研究開発
ICTを活用した情報共有システムおよび利活用技術の研究開発
災害情報収集システムおよびリアルタイム被害推定システムの研究開発
津波遡上即時予測システムの開発
強震津波モニタアプリの開発
リアルタイム短時間降水予測と気象場客観解析手法の紹介
防災情報サービスプラットフォームのプロトタイプ構築
リアルタイム被害推定・状況把握システムとその社会実装
地震被害推定のための地下構造モデルの構築
A I を用いたリアルタイム被害推定・状況把握システムの高度化

気象災害軽減イノベーションセンター「守り」の防災から「攻め」の防災への転換
気象災害軽減イノベーションの 3 層の技術
気象災害軽減コンソーシアム
気象災害軽減イノベーションセンターのこれまでの主な取り組み

火山研究推進センター

次世代火山研究・人材育成総合プロジェクト

首都圏レジリエンス研究センター

首都圏レジリエンスプロジェクト
データ利活用協議会

広報課

Dr. ナダレンジャーの科学実験教室2018

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目次

ハザード・リスク評価に関する研究
熊本地震を踏まえた活断層で発生する地震の強震動予測手法改良
地震ハザードステーション J-SHIS
南海トラフで発生する地震の多様性を考慮した確率論的津波ハザード評価
津波ハザードステーション（仮称）の開発
ハザードからリスクへ －全国を概観する地震リスク評価研究の取り組み－
地震ハザード・リスク評価の国際展開 －2017年台南における台湾-日本-ニュージーランドの国際会議－
リアルタイム被害推定・状況把握技術開発
内陸型地震による斜面崩壊と震源断層特性との関係
気候変動適応のためのダウンスケーリング技術による高解像気候シナリオ情報 －極端事象の力学的ダウンスケーリング－
気候変動適応のためのダウンスケーリング技術による高解像気候シナリオ情報 －統計的ダウンスケーリングとCORDEX Asia ESDによる国際展開－
南海トラフ広域地震防災研究プロジェクト
情報の利活用に基づく災害対策に関する研究プロジェクト
災害レジリエンス可視化技術に関する研究開発
災害レジリエンス強化技術に関する研究開発
統合化地域防災実践支援Webサービスの開発 －地域防災の現場と研究成果・専門家を繋ぐ「地域防災Web」－
情報プラットフォーム間連携による新たな利活用技術の開発 －高度自然言語処理プラットフォームとの連携－

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平成29年7月九州北部豪雨について
講演要旨

水・土砂防災研究部門 部門長

三隅 良平

平成 29 年 7 月九州北部豪雨により、福岡県や大分県に甚大な被害が生じました。水・土砂防災研
究部門では、以下の 4 つの観点から調査研究を実施いたしました。
①豪雨は予測できるのか
九州北部豪雨は 7 月 5 日午後に、停滞する線状降水系によってもたらされました。しかし残念ながらその日の朝の段階では豪雨の発生を予報することができませんでした。このような停滞する線状降
水系によって発生する豪雨が予測可能かどうかを調査するため、水平解像度 1 km の数値予報モデ
ルを用いて実験を行いました。その結果、線状降水系の発生は約 3 時間前（朝 9 時）から予測できるものの、それが長時間停滞することは計算条件を変えても予測できないことが分かりました。予測精度の向上のためには、線状降水系が停滞するメカニズムを解明していくことが必要です。
②どのくらいの水が河川を流れたのか
九州北部豪雨では中小河川の氾濫によって大きな被害が出ました。これらの中小河川では流量が測定されておらず、「豪雨時にどのくらいの水が河川を流れたのか」という基本的な情報が分かっていません。そこで数値シミュレーションにより、大きな被害の出た赤谷川の流量を推定しました。その結果、ピーク時には利根川の平均流量に匹敵する毎秒 300 トン以上の水が流れていたことが推定されました。
③土砂災害に関するデータの収集
九州北部豪雨では高圧片岩、花崗岩、火山岩など様々な地質で土砂災害が発生しました。その実態を調査するため、防災科研では 2017 年 7 月 18 日～ 21 日に職員 6 名を現地に派遣し、斜面崩壊の規模や土壌の物性、発生時刻の情報について調査を行いました。その結果の一部は速報としてホームページに公表されており（http://mizu.bosai.go.jp）、現在更なる解析を続けています。
④社会福祉施設は避難勧告にどのように対応したのか
平成 28 年 8 月に発生した台風第 10 号災害を契機として、内閣府は「避難勧告等に関するガイドライン」を改訂するなど、要配慮者の早期避難を促す施策を進めています。このような対策が災害現場でどのように生かされているのかを調査するために、朝倉市内の社会福祉施設でヒヤリングを実施しました。その結果、多くの施設では、施設管理者が独自に気象情報等を収集して対応を判断していることが分かりました。
これらの調査結果をふまえ、豪雨災
害を軽減するための研究開発を進めてまいります。

4図

九州北部豪雨をもたらした線状降水系（データ提供：国土交通省、作図：防災科学技術研究所）

2017年3月27日に栃木県那須町で発生した雪崩災害に関する調査研究
勲

講演要旨

雪氷防災研究部門 部門長
気象災害軽減イノベーションセンター 副センター長 上石2017 年３月 27 日に栃木県那須町で発生した雪崩事故は、高校生 7 名、教員 1 名の計 8 名が犠牲となり、40 名の負傷者を出す悲惨な災害となってしまいました。この雪崩災害について、科学研究費助成事業（特別研究促進費）を頂き、全国 11 機関、計 31 名の研究体制で、雪崩災害の解明と今後二度とこのような災害を起こさないための方策を検討する研究を進めてまいりました。防災科学技術研究所では、上石が研究代表者となり、雪氷防災研究部門 10 名、水土砂研究部門 3 名、社会防災
システム研究部門 2 名の総勢 15 名がこの調査に参加しています。
研究では、現地調査、資料収集、解析、予測手法開発などを総合して行ってきました。現地調査では、現地の踏査、積雪観測、ドローンからの撮影により、雪崩が表層雪崩だったこと、雪崩の原因となる
弱層が低気圧の通過に伴って降った単純な形の結晶であったこと、雪崩は勾配 38 度で植生がほとん
どない斜面から発生し、約 300m 以上流下したことなどがわかりました。これらの調査結果をもとに、雪崩の運動シミュレーションなどの解析から、雪崩発生状況を解明するための研究も進めてきました。
今後、このような雪崩災害の発生を防ぐための研究もあわせて行ってきています。特に、低気圧の通過によって雪崩の原因となる弱層が形成されることは、これまであまり知られていなかった現象であり、成果報告会などいろいろな場面において強調して発表させていただいております。また、この種の雪崩がどのような場所で、どのような気象状況のときに発生するのかもあわせて解析し、低気圧性の雪崩発生危険度をリアルタイムで表示するシステムを試作することができました。今後、このシステ
ムを広く検証するべく、研究を進めていきます。
さらに雪崩事故を防ぐための研修プログラムを開発し、実際に各種団体に対して、研修も始めております。これら研究結果をもとに、雪崩についての注意喚起・啓発にも取り組み、全国に適用可能な雪崩対策についての提言につなげるなど、成果の普及・還元に努めてまいりたいと思います。
科学研究費補助金（特別研究促進費）

2017年3月27日に栃木県那須町で発生した雪崩災害に関する調査研究

防災科学技術研究所、気象庁気象研究所、森林研究・整備機構森林総合研究所、北海道教育大学、東北大学、宇都宮大学、新潟大学、名古屋大学、京都大学、日本大学、
立山カルデラ砂防博物館（全11機関、計31名）

解析

現地調査

予測手法開発
積雪深解析

雪崩危険度

発生条件を
面的に重ね
合わせる

積雪調査

流下・堆積状況解析

低気圧性雪崩発生予測

雪崩流下経路

運動シミュレーション

流下状況調査上空からの調査
発生流下状況把握

発生時期、発生箇所、流下範囲を予測
雪崩リアルタイムハザードマップ

降雪状況面的解析

啓発・普及

低気圧性雪崩のメカニズム究明

雪崩災害軽減5首都圏を中心としたレジリエンス総合力向上プロジェクトの取り組み
講演要旨

審議役

髙島 哲夫

わが国は世界でも有数の地震大国であり、特に首都直下地震については、地震調査研究推進本部地震調査委員会の長期評価によれば、今後 30 年以内の地震発生確率は 70％程度で、その切迫性が高まっています。
一方で、2015 年 5 月に発生した小笠原諸島西方沖地震等に見られるような中規模の地震においても、事業の中断や経済機会損失にも繋がっており、決して看過することができない問題となっています。
首都圏レジリエンス研究プロジェクトは、以下の 3 つのサブプロジェクトの推進、有機的連携を通じて、オールジャパンによる研究推進体制を構築し、官民一体の総合的な事業継続や災害対応、個人の防災行動等に資するデータの収集・整備を目指します。
(a) 首都圏を中心としたレジリエンス総合力向上に資するデータ利活用に向けた連携体制の構築① 被害の拡大を阻止し、都市機能の早期復旧・復興を実現する技術的課題抽出、データ利活用策の検討② データ利活用に向けた民間企業や関係機関との連携「データ利活用協議会」(b) 官民連携による超高密度地震動観測データの収集・整備① 官民連携超高密度観測データの収集・整備② マルチデータインテグレーションシステムの検討(c) 非構造部材を含む構造物の崩壊余裕度に関するデータ収集・整備① 非構造部材を含む崩壊余裕度に関するデータ収集・整備② 地盤－建物系のセンシングデータの収集・整備

図6

首都圏地震リスクにおけるCSRからCSVの実現へ災害対応支援のための情報共有及び利活用基盤の開発～eコミュニティ・プラットフォームからSIP4D、NIED-CRSへ～
講演要旨

総合防災情報センター センター長
社会防災システム研究部門 副部門長 臼田 裕一郎

自然災害によるリスクが高い我が国において、発生を抑制し、被害を軽減し、回復を加速するには、様々な組織同士が連携・協働し、情報を共有して状況認識を統一し、情報を利活用して的確に対応することが重要である。その際、複数組織が保有するシステム間を 1 対 1 で接続する「個別運用型」の情報共有方式では、様々な災害情報（地理空間情報、文字情報、画像・映像情報等）の横断的・統合的な共有が困難であった。そこで、これらの課題を解決するために、国際基準により標準化されたデータ取得方式で多対多の接続と「相互運用型」での情報共有を実現し、組織間の連携・協働を支援する情報共有・利活用基盤「e コミュニティ・プラットフォーム（通称 e コミ）」を開発した。
本開発により、防災対策や災害対応を行う主体
自らが、様々な災害情報
を位置情報付きで入力・共有でき、 かつ、 位置
情報をキーとした重畳処理による情報の統合活用を通じて、多くの関係者との対話を重ねながら、
総合的かつ効果的な対策・対応の実行が可能となった。
e コミは、まずは地域コミュニティでの事前防災を対象とした。その後、東日本大震災を契機に、被災地と支援組織とをつなげる災害対応支援に適用することで、事前防災から災害対応へと範囲を広げた。さらに、その経験を経て、自治体の災害対応を支援する「官民協働危機管理クラウドシステ
ム」、国の災害対応を支援する「府省庁連携防災情報共有システム（SIP4D）」、災害時の情報集約・提供サイト「防災科研クライシスレスポンスサイト（NIED-CRS）」等の研究開発へと発展し、今に至っている。近年では、関東・東北豪雨、熊本地震、九州北部豪雨等の災害対応において、府省庁、自治体、関係機関、民間企業等が作成・公開している、被害 状 況、 ライフライン状
況、避難所収容状況等の情報の統合化を行い、政府の災害対策本部をはじめ、被災自治体や関係組
織での災害対応や災害復
旧・復興に寄与している。
これらの成果が評価され、田口仁・李泰榮との連名で、平成 29 年度科学技術分野の文部科学大臣表彰科学技術賞（開発部門）を頂戴することとなった。これまでこれらの研究開発に一緒に取り組んでくださった、防災対策や災害対応の「現場」の方々、研究者の方々、職員の方々に感謝を申し上げるとともに、今後も「現場との協働」を常に大事に、さらなる研究開発を推進していく所存である。

7

地震防災のための共通情報基盤の構築を目指して
講演要旨

社会防災システム研究部門 部門長
レジリエント防災・減災研究推進センター センター長 藤原 広行

平成 29 年防災功労者内閣総理大臣表彰を受賞しました。栄誉ある表彰をいただき感謝いたします。
これまでの研究開発を支えてくださった多くの方々に感謝申しあげます。
私は、防災科学技術研究所に入所して以来一貫して地震防災に関する研究を進めてまいりました。
入所して最初に取り組んだのが、地震による地面の強い揺れ（強震動）を予測し、対策に資することを目的とした研究プロジェクトです。関東・東海地域における強震観測網の整備と取得されたデータを解析するための数値シミュレーション手法の開発が仕事となりました。1995 年兵庫県南部地震により引き起こされた阪神・淡路大震災は、その後の研究スタイルを変える転換点となりました。震災の教訓を踏まえ開始された全国的な強震観測網の整備は、国が進める大きなプロジェクトへの参画の始まりでした。その後地震調査研究推進本部が進める全国地震動予測地図の作成を技術的に支えるプ
ロジェクトが開始され、そのプロジェクトリーダーとして研究開発を続けて参りました。その一環として、
地震ハザード評価の基盤情報を広く公開するためのシステムとして地震ハザードステーション（J-SHIS）の開発や、地下構造データベースの整備に関する研究プロジェクトを進めるとともに、そうした情報の利活用を目指し、災害リスク情報プラットフォームの開発などに携わってきました。
こうした中、6 年半前に起きた東日本大震災では、地震に関する知見が不十分であることを痛感し、以来、その教訓を踏まえた地震防災研究を続けてきました。
数年前からは、総合科学技術・イノベーション会議による戦略的イノベーション創造プログラム（SIP）
による研究開発として、リアルタイムでの地震被害の推定および状況の把握を行うためのシステム開発に取り組んでおり、熊本地震では研究成果の一部が災害対応に活用されました。
今後とも、地震防災のための共通情報基盤の構築を目指して研究開発を進めて参りたいと考えてい
ます。

図1

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地震ハザードステーション（J-SHIS）

図2

リアルタイム地震被害推定システム

首都圏の地震防災力の向上を目指して
直

講演要旨

首都圏レジリエンス研究センター センター長
東京大学地震研究所 教授 平田地震学には、二つの顔があります。一つは、日本では、大きな地震による被害が繰り返し発生したことから、地震災害がどのように、なぜ発生するかを理解して、災害を軽減する手がかりを得るための学問としての側面です。もう一つは、地震の波を使って、地球の内部の姿を明らかにして、私たちが住んでいる地球の成り立ちを理解し、地下の岩石の破壊現象としての地震が発生する仕組みを理解する知的な営みとしての側面です。この二つの顔は、相互に関連しているので、そのどちらかが失われても地震学の健全な発展は望めません。しかし、前者は「社会のための科学」、後者は「科学のための科学」の一種であると言えます。私は、この二つをうまく融合して、「社会の中の科学」として地震学が再構築されて、地震防災、とりわけ、被害が甚大であると予測されている首都圏の地震防災力の向上に貢献できる地震学を目指したいと思っています。
日本は地震の多い地域です。例えば、2016 年の熊本地震や、1995 年の兵庫県南部地震（阪神・淡路大震災を起こした地震）は、地震規模（マグニチュード、M）7 程度の地震です。日本とその周辺では M7 程度以上の地震が 1 年に一回以上発生しています。これらは、海域で発生したり、深い地震だったりすると大きな被害を及ぼすことはありません。しかし、ひとたび神戸市や熊本市の直下で発生すると大震災になります。日本中で地震の起きない場所はありませんが、首都圏を含む南関東
ではとりわけ地震が多いのです。さらに、首都圏には人口が集中し、十分に耐震化されていない建物がたくさんあります。このため、中央防災会議の被害想定では、都心南部直下でＭ 7.3 の地震が発生すると、最悪のケースで、2 万人以上が犠牲になり、約 61 万棟が全壊・焼失すると考えられています。この被害を少なくすることが、私の目指す地震学の役割です。
従来の地震防災の考えは、地震の大きさを想定して、その地震による揺れの強さを推定し、揺れに耐えられる建物を作ることで、地震災害を防ぐということでした。どのくらい大きな地震が起きるかを予測することが地震学の役割でした。合理的な想定を行うために地震学の知見が活かされてきました。さらに、その地震による揺れの大きさを計算する手法が開発されてきました。地震工学の進展によって、強い揺れでも倒壊しない建物が作られるようになり、私たちの社会はより堅牢になりました。
このような研究開発の努力は、今後とも基本的に重要です。地震の多い日本は、世界で最も厳しい
耐震基準を持つ国で、堅牢な建物が建てられる必要があります。
しかし、それでも阪神・淡路大震災、東日本大震災が起こってしまったのです。私たちの社会は、
理想的な社会になる道半ばの状態がいつまでも続きます。すべての住宅が「新耐震基準」を満たすよ
うになるには、何年もかかります。たとえ、「新耐震基準」を満たしても、極めて強い揺れがあったとき、命の安全が確保されるだけで、損傷を受けて住み続けられなくなる場合もあります。
現在の社会で災害を軽減するには、被害が発生することを前提に、社会が備える必要があります。
その為にも、大きな地震が発生したら何が起きるかを予測して、備えることが大事です。科学が優れているのは、まだ経験したことのないことを予測することができる点にあります。地震学も真に科学となるためには、将来の出来事を予測する必要があります。いつ地震が発生するかを予測できれば一番よいですが、これは難しいです。しかし、強い揺れが、どの位広い範囲で生じるかを予測することはできます。さらに、地表の揺れだけでなく、建物や構造物の揺れに加えて、社会の被害の様子を描きだすことができます。この知見を社会全体で活かすことで、地震防災力を向上させることができます。社会の中の地震学とはそのような科学だと思います。

9

東北北地震では，巨⼤大地震に対する理理解と想定が不不⼗十分であったために，甚⼤大な災害の原因となった．巨⼤大地震に対する理理解を深め，国内で発⽣生し得る巨⼤大地震の多様かつ実際的なシナリオが必要とされている．	
  

概要	
  

地震発⽣生場に関する研究	  ・応⼒力力分布モデル作成
・地下構造時空間変化推定
・震源過程メカニズム解明

海外の巨⼤大地震に関する研究	
  ⼤大規模シミュレーション研究	
  ・⼤大規模シミュレーションによる知⾒見見の統合
・多様な発⽣生様式を考慮した巨⼤大地震発⽣生シナリオ構築

・海外巨⼤大地震津波即時解析
・巨⼤大地震の知⾒見見獲得
・国際協⼒力力の推進

統
合	
  

巨⼤大地震の知⾒見見・スケーリング	  破壊の基本法則に関する
室内実験	
  

地震発⽣生場・発⽣生機構モデル	
  ・⻑⾧長⼤大岩⽯石摩擦実験
・数値シミュレーション・断層破壊の基本法則解明

アウトプット🔴🔴🔴🔴	  	
  応⼒力力分布モデル	
  
🔴🔴🔴🔴	
  	
  巨⼤大地震発⽣生シナリオ	
  
🔴🔴🔴🔴	
  	
  巨⼤大地震津波の模擬観測記録	
  断層破壊の基本法則・摩擦則	  地殻内応⼒力力 　コア変形法	  南海トラフのプレート固着域の推定	
  図1	
  陸陸域GNSSデータ（GEONET)・海域GPS-‐‑‒A
データの解析から推定した
南海トラフの固着域．	
  図2	
  観測井から，切切り出されたコ
ア（岩⽯石試料料）は、断⾯面が楕円状に膨張する．コア形状・弾性定数を精密測定し，地殻の差応⼒力力を推定する．

アセノスフェア粘弾性構造を考慮することで，信頼性の⾼高い固着域の推定．

海溝付近に⼤大すべり，津波
励起量量に影響	  野田・他 (2017),
Noda et al. (2017 AGU)

防災科研地震観測井等の100m以深の深層コア	
  →原位置地殻応⼒力力測定⼿手法としてのコア変形法を適⽤用→絶対応⼒力力値が測定できるか適⽤用性を評価
小村・他 (2017)

南海トラフの巨⼤大地震発⽣生シナリオ	
  
t	
  =	
  60	
  s	
  
t	
  =	
  120	  s	
  過去の⼤大地震の単純な繰り返し（固有地震モデル）ではなく，	
  観測されたプレート間固着域から巨大
地震シナリオを構築する手法の開発

図3	
  推定した南海トラフのプレート固着域（例例	  図１）から，初期応⼒力力分布を設
定．破壊開始点で応⼒力力集中を課すことで，断層破壊をシミュレートする．	
  MW	
  8.4	
  浦田・他 (2017)

断層の形成過程に関するシミュレーション	
  図5	
  破壊様式（速度度）によって，⻲亀裂裂⽣生成のパターン
が系統的に変化．	
  図４	
  震源直上に設置された海底⽔水圧計の振る舞いを予測．地震発⽣生から300秒間は，地震動が津波信号に重畳	
  → 　即時予測の性能への影響．	
  海外巨⼤大地震に関する研究	  Xu and Ben-Zion (2017, GJI)

図6	
  SWIFTシステムによる2017年年9⽉月8⽇日メキシコ⼤大地震（M8.1）の震源メカニズムパラメタ
ーの推定結果.

（⼀一部コロンビアSATREPSプロジェクト）	
  図7	
   ボゴタ盆地の速度度構測定した微動のH/Vのピ造モデル構築のため微動
ーク周期の分布	  
アレイ観測（183箇所）及
び単点微動観測（380箇所）を⾏行行い、盆地の3次元
速度度構造の初期モデルを作成した。その結果、盆地の地震基盤の最も深いところは３〜～４kmと推定された．
プリード・他 (2017)
A

過去に発⽣生した地震の破壊過程を推定できる可能性．	
  室内実験で使⽤用した岩⽯石試料料の観察と⽐比較しモデルの精緻化	  歴史地震の破壊過程の再現を⽬目指す（断層⻑⾧長だけでなく）．	
  10

齊藤・他 (2017)
Saito (2017 GJI)

すべり量量	
  (m)	  t	  =	
  200	  s	
  National Research Institute for Earth Science and Disaster Resilience

地震津波防災研究部⾨門 　	
  

背景	
  

国立研究開発法人防災科学技術研究所〒305-0006 茨城県つくば市天王台3-1 tel:029-851-1611

National Research Institute for Earth Science and Disaster Resilience

巨大地震発生メカニズムに関する研究(1) 平成29年度 全体成果

地震発生場に関する研究

大規模シミュレーション研究

海外の巨大地震に関する研究

・応力分布モデル作成
・地下構造時空間変化推定
・震源過程メカニズム解明

地震発生場・発生機構モデル

・長大岩石摩擦実験
・数値シミュレーション・断層破壊の基本法則解明

ภ 応力分布モデル
ภ 巨大地震発生シナリオ
ภ 巨大地震津波の模擬観測記録

統合

巨大地震の知見・スケーリング

山下太

アウトプット・大規模シミュレーションによる知見の統合
・多様な発生様式を考慮した巨大地震発生シナリオ構築

・海外巨大地震津波即時解析
・巨大地震の知見獲得
・国際協力の推進

破壊の基本法則に関する室内実験

地震津波防災研究部門

断層破壊の基本法則・摩擦則

はじめに

大型振動台を利用した岩石摩擦試験機
地震とは断層が急激にずれること
ジャッキ、垂直荷重用ロードセル
によって引き起こされる現象である。
ローラー
反力バー
フレーム
したがって断層摩擦すべり特性を明 反力架台らかにすることは地震の発生メカニ
ズムを解明する上で極めて重要である。そこで我々は、防災科学技術研
岩石試料究所が所有する大型振動台を利用し、メートルスケールの岩石試料を用いた摩擦すべり実験をおこなっている。
今年度は特に断層の初期破壊過程に影響を与える要素について調査をお2m
せん断荷重用ロードセル
こなった。

大型振動台性能
最大変位量：0.4 m
最大変位速度：1 m/s

14.5 m15 m

実験条件
最大変位：0.4 m
最大載荷速度：1 mm/s
最大垂直応力：6.7 MPa
岩石試料
岩種：インド産変はんれい岩
サイズ：H0.5 x L1.5 x W0.5m（上側）H0.5 x L2.0 x W0.1-0.5m （下側）

断層粗さ依存性

断層面の粗さが断層の初期破壊過程に与える影響を調べるため、様々な粗さで実験をおこない前駆的ゆっくりすべりの発生様式を調査した。

同じ岩石試料ペアで繰り返し実験↓
断層に条線が発達・粗さが上昇↓
同条件下での実験を比較

摩擦曲線の比較

ひずみ観測

東

実験条件一覧

ゆっくりすべり開始場所

断層面

ID

垂直応力
(MPa)

載荷速度
(mm/s)

すべり距離(mm)

LB12-001

6.7

0.01

~7

LB12-002

6.7

0.01

LB12-003

6.7

0.01

~7

LB12-004

6.7

0.1

40

LB12-005

6.7

1

400

LB12-006

6.7

0.01

~7

LB12-007

6.7

0.01

LB12-008

6.7

0.01

~7

LB12-009

6.7

0.1

40

LB12-010

6.7

1

400

LB12-011

6.7

0.01

~7

LB12-012

6.7

0.01

~7

~7

 西側で主破壊直前に発生
 時空間ともに高い再現率
 既存の震源核形成モデル
と同等

0.1 m

~7

ゆっくりすべりの例

LB12-007
やや粗い なめらかな断層とほぼ同様
 いくつかのイレギュラーなイベントが発生LB12-012
粗い 発生位置が中央部に移動
 長い準備時間tp
 時空間ともに低い再現率

ゆっくりすべり開始位置をコントロールする要因

粗くなるにつれ増加するイレギュラーイベント

なぜなめらかな断層では西側で前駆的ゆっくりすべりが始まるか？
→ 有限要素法により準静的に実験の力学的状態を再現
有限要素法計算結果

場所

50

西

ゆっくりすべり継続時間

LB12-002
なめらか

tp : 高速の主破壊までの時間

FEM ソフトウェア: Salome-Meca
要素: 296,816 四面体, ピラミッド
要素サイズ: < 20mm,< 5 mm(断層面)
摩擦係数：0.85

載荷速度依存性

0.1mm/s

断層沿いの応力降下量分布

総応力降下量は同等でも分布は大きく異なる結果
せん断荷重の増加に伴い断層西側でτ/σが最大化＋
断層面上の静摩擦係数がほぼ均質
断層西側ですべりが開始

断層が粗くなるにつれ震源核形成の再現性が大きく低下し時間的，空間的な予測がよ
り困難に．
Yamashita et al. (投稿済）

破壊開始点依存性

載荷速度の異なる実験を実施し初期破壊過程の違いを調査
0.01mm/s

イレギュラーなゆっくりすべり

観測結果

⇒

National Research Institute for Earth Science and Disaster Resilience

巨大地震発生メカニズムに関する研究(2) 破壊基本法則に関する室内実験

断層面下に埋め込んだひずみゲージにより２次元的に破壊過程を観察1mm/s

観察された4つの破壊パターン

断層面上のせん断応力

ひずみデータが示す破壊の伝播

データに基づく
破壊伝播過程のモデル

載荷速度とともに震源核のサイズが縮小し→最終的には消失

載荷速度が大きくなるにつれ震源核の時空間サイズが減少し，より不安定で高速な破壊を励起．
Xu et al. (2017）

大きな幅の断層面ではより複雑な初期破壊過程が発現し，破壊開始する場所によってその後の破壊パターンが変化．
Fukuyama et al. (改訂中）

国立研究開発法人防災科学技術研究所〒305-0006 茨城県つくば市天王台3-1 tel:029-851-1611

11

海外の巨⼤地震に関する研究

地震発⽣場に関する研究
・応⼒分布モデル作成
・地下構造時空間変化推定
・震源過程メカニズム解明

巨⼤地震の知⾒・スケーリング
地震発⽣場・発⽣機構モデル

・⻑⼤岩⽯摩擦実験
・数値シミュレーション・断層破壊の基本法則解明

統合

アウトプット🔴🔴🔴🔴 応⼒分布モデル
🔴🔴🔴🔴 巨⼤地震発⽣シナリオ
🔴🔴🔴🔴 巨⼤地震津波の模擬観測記録

断層破壊の基本法則・摩擦則

概要

巨⼤地震発⽣シナリオの作成に向けたモデルケースとして、 2016年熊本地震のモデリ
ングを⾏なった。
広域応⼒場解析の結果を⽤いた3D動的破壊
伝播シミュレーションによって、2016年熊本地震の破壊過程を再現し、MW6クラスの複数の前震後にMW7.0の本震が発⽣する⼒学的条件を解明した。
前震

⼤規模シミュレーション研究・⼤規模シミュレーションによる知⾒の統合
・多様な発⽣様式を考慮した巨⼤地震発⽣シナリオ構築

・海外巨⼤地震津波即時解析
・巨⼤地震の知⾒獲得
・国際協⼒の推進

破壊の基本法則に関する室内実験

地震津波防災研究部⾨浦⽥優美

微⼩地震解析による広域応⼒場*の推定* 主応⼒3成分の軸の向きと応⼒⽐

前震による静的応⼒
変化の推定

本震

28h

図1: 2016年熊本地震の前震 (Mw~6, 3回) と本震 (Mw7.0) のM-T図(左)、震央位置とメカニ
ズム解 (右)。

前震は本震の破壊伝播を抑制したと考えられる。
なぜ本震が発⽣したか？

図3: Okada (1992) により計算した本震
断層⾯上での静的クーロン応⼒変化(ΔCFS)。本震・前震の断層⾯は、DD法で再決定した余震の震源を基に推定した。
前震のすべり分布は、推定した前震断層
図2: 推定した最⼩主応⼒軸の向き。 ⾯上の楕円クラック・応⼒降下量⼀定を仮定して求めた。
Yoshida et al. (2016, GRL)

⼊⼒

本震の3D動的破壊伝播シミュレーション• Hok & Fukuyama (2011) による境界積分⽅程式法 (BIEM)• すべり弱化摩擦則• 本震の破壊過程を再現する広域応⼒の⼤きさと摩擦パラメータを探索

前震は・本震の破壊開始を促進
・⽇奈久断層での破壊伝播を抑制

最終すべり量本震が発⽣する条件は限定的・広域応⼒の実効値が⼩さい (最⼤主応⼒ ~100 MPa)
・断層摩擦は従来の知⾒と整合的 (μs=0.35, μd=0.26, Dc=0.35 m)

すべり量の時間発展

観測結果と整合的

Urata et al. (2017, EPS)

図4: シミュレーション結果。最終すべり分布 (右上) とすべり量の時間発展 (下)。
最⼤主応⼒100 MPa, 最⼩主応⼒50 MPa, μs=0.35, μd=0.26, Dc=0.35 mを仮定。

観測(Kubo et al., 2016, EPS)

12

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National Research Institute for Earth Science and Disaster Resilience

巨⼤地震発⽣メカニズムに関する研究(3) 2016年 熊本地震

National Research Institute for Earth Science and Disaster Resilience

多角的火山活動評価に関する研究
火山防災研究部門

多角的・戦略的アプローチにより、多様な火山現象・災害過程のメカニズムを解明し、火山災害軽減に向けた対策手法に関する研究を【概要】 進めています．また、火山活動の把握と災害軽減のための「観測」「予測」「対策」技術を集中的に投資することによって課題解決を図るためのストラテジーを確立します．

【目標】 基盤的火山観測網を有する火山のうち、特に対象火山（阿蘇山・伊豆大島・硫黄島等）において噴火のメカニズム解明や、災害対策に資するパイロットケースの提案を目的に研究を進めています．

対象火山とその特徴

十勝岳

阿蘇山：過去に大規模なカルデラ噴火を経験した活発な火山
地震噴火連動評価やフィリピン海プレートとの関連性に注視
伊豆大島：全島避難に至った1986年噴火から31年経過
硫黄島：世界でも有数の活動的なカルデラ火山
十勝岳：近年、北海道で最も活動的な火山
太平洋プレートとの関連性に注視
三宅島：全島避難に至った2000年山頂陥没噴火から17年経過

太平洋
プレート

伊豆大島
阿蘇山

三宅島
フィリピン海プレート

阿蘇山火口（2017年9月撮影）

今年度は、多角的アプローチによる
阿蘇山での噴火事象系統樹判断レジームマップ作成に向けた研究を中心に行いました．

硫黄島

多項目観測データによる火山現象・災害過程の把握のための研究• 基盤的火山観測網データ解析• 機動的高精度稠密観測網展開• 高精度降灰観測 - 火山灰可搬型分析装置開発,
自動火山灰分類システム

基盤的火山観測施設（V-net観測点）

取り込み部

阿蘇山周辺の観測網
補助観測点

洗浄部

ディープラーニング

分級部

阿蘇2014年12月10日採取
本質物
類質異質岩片 斜長石

補助観測点

100%
80%
60%
40%
20%

乾燥部 制御部

V-net

0%A-01 A-02 A-03 A-04a A-04b A-05

BGV

Hi-net

熊本地震の震源
断層

BN

AL

PL

PL 顕微鏡下BN BGD

阿蘇山周辺には、基盤的火山観測網(V-net)など、30か所を超える観測点

BGD

80%
60%
40%
20%
0%

A-01 A-02 A-03 A-04a A-04b A-05

AL

PL

BN

• 地上設置型レーダー干渉計：降灰エリア：不通：注意・軽微：通行可

多バンド画像データを取得

阿蘇中岳噴火の降灰被害調査(2016年10月)

バンド 1
バンド 2
バンド 3
バンド 4

バンド 318
バンド 319
バンド 320[℃]

40

ARTS-SEの分光画像データ計測概念図

ARTS-SEの赤外カメラセンサデータをSfM処理し地図（UTM）に重畳可能なオルソ補正画像を作成（地形情報推定）

BGV

降灰による
リスク評価例

表面情報に基づく噴火推移過程の把握
や防災情報取得を目的とし、航空機搭
載型光学リモートセンシング装置：
ARTS-SEによる火山観測技術開発等を実施しています．
装置搭載航空機
ARTS-SE搭載機

BGD

火山災害軽減のためのリスクコミュニケーションに関する研究

火山リモートセンシング技術の開発研究• 分光リモートセンシング技術開発

5種類の
構成物

AL

火山灰可搬型分析装置のプロトタイプの作成(SIP⑤と共同)と、
ディープラーニングによる火山灰分類手法の開発 (次世代火山PJ課
題Aと共同)を行っています．

が設置されています．その多項目観測データを活用し、孤立型微動や火山性微動、地殻変動のモニタリング技術の高精度化を行い、火山現象や噴火災害に関連する現象を高精度・面的に捉える技術の開発を進めています．

-5

BGV

100%

-9mm

+9mm

衛星SARは、数時間で進行する検出困難な地表変動を捉える目的で、異なる２種類の地上設置型レーダー干渉計を浅間山の山麓に設置し、常時モニタリングへの利用に向けた研究開発を進めています．

火山災害対応を経験した住民、防災担当者、企業は少ないため、平時からの備えや事前の影響度(リスク)評価が重要です．このため、火山災害への知識や意識をヒアリング調査し、災害発生時に適切に対応できるよう周知啓発活動を行っています．また、災害に備えるためのリスク評価なども行っています．

つくばエキスポセンターでの周知啓発

噴火・災害ポテンシャル評価のためのモデリング研究• 桜島の火山性微動解析
2017年8月 @桜島
InfrasoundHarmonic tremor

 機動観測桜島アレイおよび気象庁観測点で取得した桜島のHarmonic tremorの波形解析をしました．
 振幅減衰・センブランスラン
スのハイブリッド法により、発生源を昭和火口周辺浅部に推定しました.

SKN5-U
SKN5-B
SKE5-U
SKE5-B

source このHarmonic tremor発生
時、火口でのchuggingが観測されていたため、音波デー
タ等も含めた解析を進め、活動度評価に役立てる手法を開発します.

• 空振解析による噴煙体積推定
2016年10月8日 @阿蘇山

• 火山泥流のレオロジー
 2014年御嶽山噴火で噴出した火山灰を用いた火山泥流の粘性測定をしました．

①

 阿蘇山での爆発的噴火に伴う空気振動（空振）を解析しました．

②③

 波形解析から、噴煙体積の変化
率と積算体積の時間変化を推定しました．
 降灰調査の結果や他火山との比較検討を進め、解析手法の検証や改良を行います．

 せん断速度の増加に伴い、粘性が増加する領域②と減少する領域①③がありました．
 実験結果をもとにした御嶽山での火山泥流計算など、実際の現象への応用を行なっています．

実験結果をもとにした
粘性モデル①

 火山灰拡散数値シミュレーショ
②ンと共同し、高精度のリアルタ③
イム噴煙体積推定，降灰予測の高精度化への寄与を目指します．

・(η : 粘性, γ : せん断速度, H : 火山泥流の厚さ, v : 火山泥流の速度, angle : 傾斜角)

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13

National Research Institute for Earth Science and Disaster Resilience〒305-0006 茨城県つくば市天王台3-1 tel:029-851-1611

国立研究開発法人防災科学技術研究所

14地震減災実験研究部⾨
巨⼤地震に備えた強い国⼟を実現するために

地震減災実験研究部⾨⻑梶原浩⼀

我が国では、平成7年(1995年)兵庫県南部地震や平成23年(2011年)東北地⽅太平洋沖地震を含み、これまで幾度もの巨⼤地震が、国⺠の⼈命・財産と社会・経済活動に甚⼤な被害と⻑期に及ぶ深刻な影響を与えてきました。今後その発⽣が想定されている⾸都直下地震や南海トラフ地震などの巨⼤地震では、取り返しがつかない未曽有の被害が懸念されています。
このような巨⼤地震から私たちの⽣活を守り、社会・経済活動を維持・継続することができる強靭な国⼟を実現するためには、地震被害の未然防⽌と、被害が⽣じても最⼩限にとどめる対策・技術の研究開発が必要不可⽋です。
地震減災実験研究部⾨では、巨⼤地震災害に対する我が国の強靭性の向上に貢献するため、
兵庫耐震⼯学研究センターのＥ−ディフェンス(実⼤三次元震動破壊実験施設)を活⽤した研究開発に取り組んでいます。Ｅ−ディフェンスは、実物⼤規模の構造物等を載せて地震の三次元の揺れを再現できる世界最⼤の震動台を有する実験施設です。Ｅ−ディフェンスを活⽤した「社会基盤の強靭性の向上を⽬指した研究開発」プロジェクトでは、地震減災技術の⾼度化と社会基盤の強靭化に資する研究、シミュレーション技術の耐震性評価への活⽤を⽬指した研究、Ｅ−ディフェンスの運⽤・共⽤促進を⾏うことにより地震減災に関する研究開発を推進・振興すると共に、地震減災に関する研究開発の中核的機関として社会への貢献に取り組んでいます。また、⾸都圏レジリエンス研究センターが推進する「⾸都圏を中⼼とした
レジリエンス総合⼒向上プロジェクト」(⾸都圏レジリエンスプロジェクト)では、⾮構造部材を含む構造物の崩壊余裕度に関するデータ収集・整備を担っています。

兵庫耐震⼯学研究センター
実⼤三次元震動破壊実験施設(Ｅ−ディフェンス)

地震減災技術の⾼度化と社会基盤の強靭化に資する研究

シミュレーション技術を活⽤した耐震性評価に関する研究

⼤規模空間建物
震動制御技術

20
10

-0 .4
0

0

-0.1

0

0.1

0.2

Int er-st orey Drif t (m)

10

20

30

40
time (s )

10

20

30

40
time (s)

10

20

30

40
time ( s)

0 .4
0 .2
0

-0 .2
-0 .4
0

- 10

- 20
-0.2

0 .2
0

-0 .2

1st s torey
2nd st or ey
3rd st or ey

Dis p. (m)

無線計測技術D isp . ( m)

0 .4

⾼耐震建物

Force (kN)Ｅ−ディフェンスを活⽤して、実物⼤規模の構造物等を対象とする⼤規模・最先端な実験を実施し、実験データの取得・蓄積と解析を⾏っています。
これまでに、鉄筋コンクリート造建物、鉄⾻造建物、⽊造建物などの破壊過程や⾼層建物、学校、病院などの室内の地震時挙動を把握・解明するためのＥ−ディフェンス実験を実施しました。これからも引き続き、構造物などの耐震性評価、応答制御技術や機能維持システムに関する研究開発、社会基盤を構成する構造物や地盤などの地震時挙動解明に関する課題に重点的に取り組み、地震時の破壊や被害に⾄る過程の再現、対策技術の適⽤性・有効性の実証・評価を⾏います。

Dis p. (m)National Research Institute for Earth Science and Disaster Resilience

巨⼤地震災害に対する我が国の強靭性向上を⽬指して

0 .4
0 .2
0

-0 .2
-0 .4
0

200 M [kNm]
実験
解析 100Ｅ−ディフェンス実験を再現できるシミュレーション技術「数値震動台(E- -0.008 -0.004
0.004 0.008-100
Simulator)」の耐震性評価への活⽤を⽬指して、性能や利便性の向上などに
0 [s] -10 [s]-200関する研究に取り組んでいます。また、Ｅ−ディフェンス実験やシミュレー
ションの結果を防災教育・意識啓発に活⽤するため、可視化技術の研究開発 構成則⾼度化
性能向上も⾏っています。
 [rad]

⾮構造部材
シミュレーション

室内
シミュレーションＥ−ディフェンスの運⽤・共⽤促進
Ｅ−ディフェンスを効果的・効率的で安全に運⽤するため、施設の維持管理を着実に実施しています。Ｅ−ディフェンスの運⽤開始から2016年度末までに84課題の実験を計画通りに実施し、2017年度は7課題の実験を実施する
⾒込みです。また、地震減災に関する研究開発を振興するため、Ｅ−ディ
フェンスを活⽤した共同研究、外部機関への施設貸与、ウェブサイト等による実験データや映像の提供を⾏っています。

保守、点検
整備

共同研究
施設貸与

データ公開

地震減災に関する研究開発の中核的機関としての貢献
地震減災実験研究部⾨では、地震減災に関する研究開発の中核的機関として、産学官で連携した研究開発と施設運営を推進しています。企業や研究機
有識者による審議
関、地⽅⾃治体等との共同研究を⾏っており、2017年度に実施したＥ−ディ
フェンス実験のうち2課題は共同研究に基づく実験です。施設運営は、産学 ⾸都圏レジリエンス
プロジェクト
官の有識者により構成される委員会等における審議に基づいています。また、先端的研究施設の共⽤を促進するため、企業や研究機関等へ施設を貸与する
実験を2017年度は5課題実施しました。さらに、研究開発の成果を共有・提供するために実験データや映像をインターネット等を通して公開すると共に、
講演、技術展、イベント等において研究開発成果を紹介し、成果の普及と防 戦略的イノベーション
実験映像の公開
創造プログラム(SIP)
災意識の啓発に取り組んでいます。
(防災科研ウェブサイト)

国立研究開発法人防災科学技術研究所〒305-0006 茨城県つくば市天王台3-1 tel:029-851-1611

講演、技術展仮想現実体験

15

地震減災実験研究部門 兵庫耐震工学研究センター
巨大地震の揺れを再現する世界最大の3次元振動台
地震防災・減災に関する研究開発では、その対象となる構造物や室内・機能、対策技術の耐震性能を適切に評価することと、地震時の挙動を精度良く推定することが必要不可欠です。これら性能評価や挙動推定の代表的な手段となる振動台実験では、研究開発の対象
全体やそれを構成する要素、部材等をモデル化した試験体を振動台に据え付けて、振動台を揺らして(加振して)試験体の挙動を観測します。振動台実験のうち、特に研究開発対象を実物大の規模でモデル化した試験体(実大試験体)を据え付けて、目的とする地震波で加振して挙動を観測する「実大実験」は、実際の地震による対象の近似挙動を観測できることから、最も効果的な手段の一つです。
防災科研が運用を行っているＥ－ディフェンス(実大三次元震動破壊実験施設)は、世界最大の3次元振動台による実大実験が可能な施設です。Ｅ－ディフェンスでは、1995年兵庫県南部地震や2011年東北地方太平洋沖地震などにおいて観測された地震動を再現可能との意味合いから、振動台を震動台と呼称しています。Ｅ－ディフェンスは、実大試験体に巨大地震の揺れを3次元で与えることができる実験施設であり、一般的な振動台実験では困難
な地震時現象の詳細観測や破壊現象を再現できます。

Ｅ－ディフェンスの震動台

実験準備棟
実験棟

Ｅ－ディフェンスは、震動台とそれを動かす設備、実験データを収録する設備、試験体を準備する施設で構成されています。実験棟内にある広さ300m2 の震動台は、最大質量1,200トンの試験体を揺らすことが可能です。約800トンの震動台と1,200トンの試験体の合わせて約2,000トンの質量を、水平・鉛直方向の加振機24台が動かします。加振機は、油圧源棟内の主ポンプユニットと主アキュムレータユニットから送り出される高い圧力の作動
油の流出入を、サーボ弁44台で制御することにより動きます。加振機の直線的な動きから震動台に3次元の動きを生み出すため、加振機は三次元継手を介して震動台に動きを伝えます。震動台上の試験体の挙動を観測するため、計測機器960チャネル分のデータ集録装置と、カメラ32台分の映像収録装置を設けています。試験体は、実験棟に隣接する屋外ヤード2か所や実験準備棟内で製作し、大型キャリアなどを利用して震動台へ移動・設置します。

水平加振機10台と三次元継手10本
サーボ弁30台

主ポンプユニット(20.6MPaの圧力を作り出す)
主アキュムレーターユニット(高圧の作動油を蓄積する)

屋外ヤード

鉛直加振機14台と三次元継手14本
サーボ弁14台

計測制御棟

Ｅ－ディフェンスの全景(施設配置)

最大搭載質量1,200トン

震動台面積20m×15m ＝ 300m2

駆動方式

アキュムレータ蓄圧・
電気油圧サーボ制御

水平加振機
三次元継手
サーボ弁
震動台

作動油750キロ・リットル
配管の総延長13km

震動台

震動台の基本性能

冷却装置(高温の作動油を冷却)

震動台

油圧源棟

屋外ヤード

加振方向

水平(前後・左右)鉛直(上下)

最大加速度

900cm/s2以上

1,500cm/s2以上

鉛直加振機
三次元継手
サーボ弁

震動台と加振機構の配置

最大速度200cm/s

70cm/s

最大変位±100cm±50cm

地震防災・減災の研究開発のための共同利用施設としての運用
防災科研は、Ｅ－ディフェンスを様々な研究機関による地震
減災・防災に関する研究開発における課題を解決するための共
同利用施設として運用しており、防災科研の実験(自体研究実験)に限らず、民間企業や研究機関等へ施設を貸与する実験(施設貸与実験)、及び共同研究での実験(共同研究実験)を通して、
Ｅ－ディフェンスの利用機会を提供しています。Ｅ－ディフェ
ンスでは、2005年の運用開始以来91課題の実験を、年度ごとに策定する利用計画どおりに実施しました。なお、Ｅ－ディ
フェンスの利用は、例年12～1月頃に兵庫耐震工学研究セン
ターのウェブサイト(http://www.bosai.go.jp/hyogo/)を通じて公募します。

震動実験課題数の推移
2005

06

07

08

09

10

11

12

13

自体研究実験

7

5

4

3

3

3

3

1

2

1

2

2

4

2

2

1

3

1

3

2

2

25

共同研究実験

15

16

1

32

施設貸与実験

1

2

3

2

2

1

3

3

1

2

7

2

5

34

年度計

8

8

9

7

9

6

8

5

6

3

11

4

7

91

Ｅ－ディフェンス実験データの公開
Ｅ－ディフェンスの実験結果を地震減災に関する研究開発の振興と防災意識の啓発に活用するため、防災科研は実験データ公開システム(ASEBI)を通じた外部研究者等への実験データの提供を行っています。ASEBIでデータ公開する実験数は53実験に達し、平成29年4月～11月の期間に、延べ約900人のアクセスがありました。
ASEBIのURL
http://www.bosai.go.jp/hyogo/asebi/dataopen_1.html

16

14

17
種別計
(見込)

年度

国立研究開発法人防災科学技術研究所〒305-0006 茨城県つくば市天王台3-1 tel:029-851-1611

National Research Institute for Earth Science and Disaster ResilienceＥ－ディフェンス：実大三次元震動破壊実験施設

地震減災実験研究部門
建築構造物の耐震性能の向上を目指して

姜在道、佐藤栄児、梶原浩一

首都近傍を震源とした首都直下地震が起こると想定されています。首都直下地震の規模は、兵庫県南部を中心に様々な構造物に多大な被害を引き起こした平成7年(1995年)兵庫県南部地震(マグニチュード7.3、最大震度7)と同等、またはそれを超えることが懸念されています。このような巨大地震の後、集合住宅の中には、倒壊には至らないものの大きな損傷が生じ、継続使用ができなくなったり、地震後の建物補修のために経済的な負担が発生したりするなど、地震後の生活に大きな支障が生じることになると予想されます。
防災科研では、大地震に襲われても建物の継続使用ができる新たな耐震技術の開発をめざし、中層集合住宅をモデル化した試験体(写真1)の基礎底に鋳鉄支承(鋳鉄製の板)を設置した基礎すべり構法(図1)のＥ－ディフェンス震動実験を2015年度に行いました。さらに、同じ試験体を用いて試験体基礎部を震動台に固定した従来構法(図2)の震動実験を行い、両者を比較することにより基礎すべり構法の効果を評価するとともに、従来構法(基礎固定)の建物試験体における損傷過程を検証しました。これらの実験結果より得られた課題を解決するため、新たなＥ－ディ
フェンス震動実験を2018年度冬頃に実施する予定です。

写真1 試験体

図1 基礎すべり構法

基礎すべり構法

基礎すべり構法を普及するため、2015年実験より得られた知見に基づき、以下の目標を設定したＥ－ディフェ
ンス震動実験を2018年度冬頃に行います。
1) 支承配置の見直し(図4)、基礎の浮き上がりと回転移動を制御する方法の検討
2) すべり構法の動特性の把握

基礎すべり構法

2015年実験では、基礎すべり効果により建物応答を低減させ、建物の損傷を大幅に抑制することができ(図3)、
基礎すべり構法は実現できることを確認しました。しかし、基礎の浮き上がりと建物の回転移動等の問題が生じ
ました。

10FL

10FL

9FL

9FL

8FL

8FL

7FL

7FL

5FL

5FL
4FL

slip
JMA-Kobe
10%
25%
50%
100%
Frame direction

0.0060rad

3FL
2FL
1FL
0.01

0.02

10FL

8FL
7FL

3FL
2FL
1FL
0.04

2) 現行設計で建てられた耐震壁式鉄筋コンクリート構造の設計方針の妥当性の確認及び限界性能の確認

0.01

0.02

0.03

0.04

2018年度試験体の基礎

9FL
8FL
7FL

5FL

5FL
0.0305ra

4FL

0.0150rad

4FL

3FL

3FL

2FL

2FL
1FL

1FL
0.00

0.01

0.02

0.03

0.04

0.00

0.01

0.02

Fix
JMA-Kobe
10%
25%
50%
100%
Wall direction

0.03

0.04

接合部損傷(2015年度実験)

柱主筋

すべり支承を示す

図4 すべり支承配置

図3 層間変形角

柱主筋

梁主筋

梁帯筋

梁帯筋

このことから、以下の目標を設定したＥ－ディフェンス震動実験を2018年度冬頃に行います。
1) アメリカ基準の一部を応用し、柱梁接合部の損傷を抑制し、完全な梁降伏メカニズムを形成するラーメン式高耐震鉄筋コンクリート構造の開発(図5)

0.00

10FL

6FL

6FL

4) すべり構法の解析モデルの開発

2015年実験では、現行設計で建てられたラーメン式鉄筋
コンクリート構造は大地震においても建物の倒壊を免れ、人命に対する耐震安全性を有することを確認しました。しかし、梁端降伏の全体崩壊モードを想定して設計したにも関わらず、柱梁接合部の損傷が見られるなど、接合部降伏が見られ、完全な梁端降伏型になりませんでした。

0.03

slip
JMA-Kobe
10%
25%
50%
100%
Wall direction

0.0030rad

4FL

Fix
JMA-Kobe
10%
25%
50%
100%
Frame direction

9FL

高耐震鉄筋コンクリート構造

2015年度試験体の基礎

6FL

6FL

0.00

3) すべり構法の設計方針の検討

図2 従来構法

耐震壁構造

ラーメン構造従来構法

National Research Institute for Earth Science and Disaster Resilience

地震減災技術の高度化と社会基盤の強靭化に関する研究(1)梁主筋
柱帯筋
2015年度試験体柱帯筋
2018年度試験体

図5 鉄筋配置のイメージ

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地震減災実験研究部門
安心・安全な避難所の実現を目指して

藤原淳－大空間建築物の実験研究－

体育館のように内部に広い空間をもつ建物(大空間建物と呼ばれます)は多くの人を収容できるため、地震等の災害時には避難所としての機能が期待されています。大空間建物は一般的には軽量で地震に強く、地震によって建物が崩壊・倒壊することはまれです。しかし、建物本体は地震に耐えたとしても、天井や窓サッ
シが脱落し、避難所として利用できない例が多く見られ、問題視されています(図1、2)。また、建物内部の仕上げや建具、設備機器の脱落は人的被害につながり易いため、早急な対策が望まれます。

これまでの取組と成果以上の問題に対して、2014年に体育館を模した実大建物を実際の地震動(東北地方太平洋沖地震他)で振動させる実験をＥ－ディフェンスで行いました(図3)。実験の目的は、なぜ・どのように天井が脱落するのかを明らかにすることと、天井脱落被害対策(2014年4月に施行された技術基準に基づく)の効果の実証です。
実験の結果、縮小実験では再現の難しい天井の脱落被害の再現に成功し(図6)、被害の過程を詳細に観察することができました。また、脱落対策が施された天井が想定された性能(震度6弱の揺れで被害を生じない)を十分満足し、2倍以上の余力があることを示しました。

図1 体育館の天井脱落被害

今後の取組
以下の研究開発を通じて、大空間建物のさらなる安全性向上を目指します。
1. 天井落下の原因の1つである、屋根面の揺れを抑える技術の開発
2. 余震も考慮に入れた耐震性能の目標設定とこれを実現する手法の開発(2016年の熊本地震では、震度7の地震が2回観測されています)

図2 脱落が生じた天井面

3. 地震による建物の損傷を発見・評価し、避難所としての使用可否を判断するための技術開発

図3 Ｅ－ディフェンス実験

図4 従来の(未対策)天井図5 対策天井(斜め材で補強)

図6 未対策天井の脱落を再現

無線実構造物建物リアルタイム損傷検知・推定システムの開発

榎田竜太、豊吉巧也

無線センサー２

無線センサー
３，４，５

無線センサー６

無線センサー１

中継器

無線センサー７

Disp. (m)0.4

20
1st storey
2nd storey
3rd storey

0.2
0
-0.2
-0.4
0

10

20

30

10

20

30

40
time (s)

10

20

30

40
time (s)40time (s)0.4
Disp. (m)Force (kN)

10

0

-10

0.2
0
-0.2
-0.4
0

-0.1

0

0.1

0.2

Inter-storey Drift (m)Disp. (m)

0.4
-20
-0.2

0.2
0
-0.2
-0.4
0

兵庫耐震工学研究センター計測制御棟での無線計測：建屋外観【背景と目的】

無線センサーの配置

構造物の地震被害状況を速やかに把握を目的として、実構造物建物をリアルタイムで損傷検知・推定するシステムの開発を目指しています。近年の技術開発により、実用段階に達した小型のMEMS(Micro
Electro Mechanical Systems)センサーで加速度と角速度を計測し、そのデータを無線通信(920MHz帯域)でデータの収録およびモニタリングを実現する無線計計測システムを開発しています。この装置を実構造物に適用することで、地震時の構造物における速やかな損傷検知(有無・箇所・度合い)の実現を目標としています。

【これまでの研究内容】

開発した無線計測システムを、兵庫耐震工学研究センターの実構造物に配備し、実際の揺れを計測することで、以下の知見を得ることができました。
・センサー間の同期のずれを500マイクロ秒以下で実現
・上記技術より、1kHzのサンプリングでのデータ収録を実現
・6成分のデータ(3軸加速度と3軸角速度)を100Hzのサンプリングでリアルタイムでのモニタリングに成功

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リアルタイムモニタリング結果【今後の展望】

今後は、以下の項目の実現と、Ｅ－ディフェンスによる破壊現象の伴う実規模構造実験で本計測システムの有効性を検証します。
・スリープ機能とトリガー機能の実装による長寿命化
・複数チャンネルによるデータの統合時間を1/5以下に短縮
・構造物の剛性や減衰などの物理量を同定する技術の開発
最終的には、一般構造物へ無線計測システムの配備による、本格的な社会実装の実現を目指します。

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National Research Institute for Earth Science and Disaster Resilience

地震減災技術の高度化と社会基盤の強靭化に関する研究(2)地震減災実験研究部⾨
⽊質構造物の耐震性能検証と基準整備に向けた研究への協⼒

中村いずみ、井上貴仁

Ｅ−ディフェンスでは，国や地⽅⾃治体，他の研究機関などと共同で，既存構造物の耐震評価⼿法や対策技術の検証，新しく開発された構造物の耐震性能検証などを⾏っている。特に国⼟交通省とは，各種構造物の耐震基準の⾼度化や設計⼿法の整備を⽬的とした研究に関し，継続的に協⼒体制を築いている。ここでは，そのうち⽊質構造物に関する共同研究について紹介する。
⽊質構造物は，平成22年に「公共建築物等における⽊材の利⽤の促進に関する法律」が公布，施⾏されるなど，国等が整備する公共建築物
において⽊材を積極的に使⽤する⽅針となっており，今後さまざまな技術研究開発が望まれる構造物のひとつである。

CLTパネルを⽤いた建築物の性能検証実験(平成26年度，平成27年度)

CLT(Cross Laminated Timber：直交集成材)とは，挽き板(ラミナ)を層ごとに直交するよう積層し，接着してパネル化した⽊質材料である。欧州・北⽶ではCLTパネルを⽤いた中⾼層建築物について多くの事例があるが，⽇本にはCLTを⽤いた中⾼層建物を建てるための基準がなかったため，地震国である⽇本で使⽤できる新たな構造設計法構築を⽬的とし，CLTパネルを⽤いた建築物の構造性能を検証する震動台実
験を平成26年度，平成27年度にＥ−ディフェンスで実施した。

CLTパネル

実験では，建築基準法で規定される地震動の⼊⼒レベルにおける加振を⾏い，試験体の性能確認を⾏った。その後，試験体に損傷が⽣じるまでの加振を⾏い，それぞれの試験体の終局強度までの耐震性能を調査した。2ヶ年の実験を通じ，CLTを⽤いた建築物の地震等に対する安全性検証に必要な技術的知⾒の収集を⾏った。
これらの成果は，国⼟交通省より告⽰された「CLTを⽤いた建築物の⼀般設計法」(平成28年4⽉1⽇公布・施⾏)の根拠のひとつとなっている。

新たな⽊質材料を⽤いた混構造建築物の耐震性能検証実験(平成29年度〜平成33年度)

⼤規模・中層⽊造を実現する⽊質材料としては，CLTの他、LVL（単板積層材）、集成材等の材料や新たな接合部の開発が進められており，これらの部材を⽤いた⽊造と他の構造種別（鉄筋コンクリート造
や鉄⾻造）との混構造建築物（⽊質混構造建築物）による魅⼒的な空間創成の事例も増えていくものと考えられる。

平成26年度実験

試験体

そのため，平成29年度からは，⽊材の利⽤推進，材料の特性を活かした可変性の拡⼤，施⼯期間の短
縮，新たな構造体の振動モニタリング技術の開発などの各種⽬的を実現するための共同研究を，国⼟交
通省国⼟技術政策総合研究所と実施している。この共同研究では，CLT等の⽊質系⼤型パネルを⽤いた⽊造と他構造種別，他構法（集成材構造・2X4⼯法）の混構造建築物の構造設計法の整備に資する技術開発
を⾏い，震動台実験によって構造設計法の検証を⾏うと共に，震動台実験において建築物の振動性状を計測することを通し，振動モニタリング技術の適⽤性の拡⼤を⾏うことを⽬的としている。震動台実験 鉄筋コンクリート造の柱・梁とCLT袖壁のは，平成30年度よりＥ−ディフェンスと⼤型耐震実験施設を⽤いて⾏う予定である。
⽊質混構造(イメージ)

液状化被害を防ぐ予防技術の確⽴を⽬指して−戦略的イノベーション創造プログラム(SIP)−

液状化地盤上の道路橋基礎の耐震補強技術に関する⼤規模実証実験(平成29年度)

液状化地盤上に建設された，杭基礎で⽀持された橋台を対象とした，液状化対策技術の開発・検証を⽬的として，平成30年2⽉中頃，⼤規模実証実験(右図)を実施する予定である。研究成果を基に，対策⼯法の効果検証，設計法の確⽴を⾏い，既存道路橋台の耐震補強を加速させる。

ため池堤体の耐震改修技術の確⽴に向けて

落橋

H28実験 加振後状況
橋台

ため池堤体の耐震安全性に関する実験研究(平成27年度)

ため池堤体は，⼀般的に粘性⼟(堤体遮⽔材)を使う前刃⾦⼯法で改修するが，改修ため池近隣において、良質な粘性⼟が枯渇・不⾜していることから，その代替⼯法としてベントナイト系遮⽔シートによる⼯法により改修されるケースが増えてきた。しかし、その耐震性の検討が不⼗分であることから，平成28年3⽉に前刃⾦⼯法と遮⽔シート⼯法の⽐較実験を実施した。その結果，加振後に遮⽔シート⼯法による改修堤体の天端にクラックが⽣じたものの，漏⽔がなかったことから，本⼯法の有効性が⽰された。

橋桁

背⾯盛⼟

液状化層
砕⽯層
対策
橋台

橋桁

無対策
6200

3560

6240

16000

H29実験 液状化地盤上の道路橋基礎 試験体−兵庫県共同研究−

ため池は，主に農業(灌漑)⽤⽔を確保するために⽔を蓄える⼈⼝池であり，全国には，約20万箇
所の農業⽤ため池がある。そのうち約7割は江⼾時代以前に築造されたもので，⽼朽化が進み漏⽔が多くなるなど決壊のリスクが⾼いため池も多いのが現状である。先の2011年東北地⽅太平洋沖地震では，福島県のため池が決壊し，濁流が⼀気に流下する甚⼤な被害が⽣じたことから，約3.8
万カ所の⽇本⼀のため池数を抱える兵庫県にとって，ため池堤体の耐震改修は急務である。

対策
対策

未対策

3980

臨海部埋⽴地のコンビナート施設を対象とした，液状化診断⽅法の確⽴および対策技術の開発を⽬的として，平成29年2⽉，⼤規模実証実験を実施した。その結果，未対策断⾯で渡り橋が落橋したが，対策断⾯では⽬⽴った損傷は⽣じないことがわかった(右写真)。研究成果は，実構造物の耐震補強⼯事に適⽤していく予定である。

対策

2200 1780

臨海部埋⽴地のコンビナート施設を対象とした液状化(耐震)診断・対策技術の⼤規模実証実験(平成28年度)

河⼜洋介、中澤博志

未対策

300

東⽇本⼤震災を経て芽⽣えたレジリエンス(被害からいち早く⽴ち直る)の考え⽅を踏まえ、我が国が⾃然災害を克服するために，「災害の早い察知(予測)」，「災害に対する事前準備(予防)」，「災害時の迅速な対応(対応)」を実現する。このプロジェクトでは，港湾空港技術研究所，消防研究センター，⼟⽊研究所，防災科学技術研究所の4機関の共同で，「予防」に関して，液状化対策技術の確⽴を⽬指した，Ｅ−ディフェンス震動台実験を⾏っている。

4000

National Research Institute for Earth Science and Disaster Resilience

国・地⽅⾃治体との協働

中澤博志、豊吉巧也

前刃⾦⼯法断⾯図

遮⽔シート⼯法断⾯図

H27実験 加振後状況

H27年度 実験結果概要

No.1 遮⽔シートを法⾯に平⾏直線状に設置したケース

遮⽔シートを⽤いたため池堤体の耐震性に関する研究(平成29年度)

上記の実験結果を受け，遮⽔シート⼯法の更なる安全性の確認と普及・推進のため，平成30年1
⽉11・12⽇に平成27年度と同様な⼤規模実験を予定している。この実験では，現場での遮⽔シー
トの敷設⽅法を考慮し，より現実的なモデルによる効果検証と設計法の確⽴を⾏う予定である。
国立研究開発法人防災科学技術研究所〒305-0006 茨城県つくば市天王台3-1 tel:029-851-1611

No.2 遮⽔シート重ね合わせ部を設けたケース

H29年度 実験予定断⾯

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地震減災実験研究部⾨
数値震動台「E-Simulator」の⾼度化研究

⼭下拓三、Pal Mahendra Kumar、豊吉巧也、藤原淳

私たちは，Ｅ−ディフェンスの実験結果を活⽤して，地震被害の様々な被害状況をコンピュータ上で再現するための数値シミュレーション＝数値震動
台「E-Simulator」を開発しています．地震被害の様々な状況を再現するためには，構造物や地盤の損傷・破壊過程に加え，室内の被害をシミュレートす
るための解析技術の構築が求められます．
ここでは，数値震動台の⾼度化のための主要な開発項⽬(1)・(2)に関して，
これまでの研究の取組と成果を紹介します．
(1) 構造物や地盤の損傷・破壊過程を再現するシミュレーション技術開発

表1 開発した構成則と再現解析への適⽤事例
材料

構成則

適⽤事例

鋼材

Semi-implicit型ルールを⽤いた区分線形複合硬化モデル

4層鉄⾻造建物

コンクリート

前川構成則，PDS-FEM

RC橋脚

コンクリート

圧壊およびクラックを考慮した拡張Drucker-Prager則

10層RC造建物- Ogdenモデル- 粘超弾性モデル

天然ゴム免震⽀承
⾼減衰ゴム免震⽀承

下負荷⾯ECモデル

地盤地中構造物

局所的な損傷・破壊挙動と構造物・地盤の全体挙動を同時にシミュレート ゴムするため，ソリッド要素を⽤いて対象物の形状を忠実に再現した詳細解析モ
地盤
デルを構築しています．3次元詳細モデルを⽤いるメリットとして，部材レ
ベルの構成則でなく材料構成則により損傷・破壊挙動をモデル化できるため，部材レベルの⼒学特性を同定するために必要となる部材実験の実施が不要となる点が挙げられます．本開発において，解析精度を向上させるためには材
料構成則の開発が重要となります．表1にこれまでに開発した構成則およびその構成則を⽤いたＥ−ディフェンス実験の再現解析を⽰します．解析例として，図1に4層鉄⾻造(S造)建物，鉄筋コンクリート(RC)橋脚，10層RC造建物の再現解析結果を⽰します．
(2) 室内被害を再現するシミュレーション技術開発
室内の⾮構造部材や設備機器の地震時における変形，脱落，転倒といった被害の状況を再現できる解析⼿法の開発と解析モデル構築を⾏っています．
室内被害をシミュレートするために，ASI-Gauss法を⽤いた梁要素モデルによる解析モデルを構築し，接触や摩擦を考慮するためのプログラム開発を⾏っています．解析例として，図2に体育館の天井落下と室内家具の再現解
析結果を⽰します．

図1 構造物の再現解析例(左：4層S造，中：RC橋脚，右：10層RC)

以上のように，Ｅーディフェンス等の実験結果との⽐較を通して妥当性確認を⾏い，信頼性の⾼い数値シミュレーション技術の⾼度化を進めています．
開発項⽬(1)の技術を基にした今後の研究課題として，例えば，複数回地震動に対する残余耐震性能評価や構造ヘルスモニタリングと⼈⼯知能(AI)を併⽤した即時被害推定等を想定しています．また，開発項⽬(2)の技術を基にした今後の研究課題として，例えば，実建物天井の耐震性評価や家具の耐震対策検証等を想定しています．

E-Simulatorの耐震性評価等への利活⽤に向けた研究

図2 室内被害の再現解析例(左：体育館の天井落下，右：室内家具)

⼭下拓三、Pal Mahendra Kumar、豊吉巧也、藤原淳

数値震動台の⾼度化研究と並⾏して，数値震動台を耐震性評価等への利活⽤に向けた研究に着⼿しています．ここでは，そのための開発項
⽬(3)に関して，これまでの取り組みと成果を紹介します．
(3) 利活⽤促進のためのプリポスト処理システム開発
構造物の損傷・破壊過程の再現シミュレーションに⽤いる詳細モデルを構築するには，⾼い技術⼒と⼯数を必要とし，ヒューマンエラーによるモデルの品質低下も懸念されます．そこで，詳細モデルを⽤いた解析の活⽤促進のために，簡易にモデルを構築するためのプリ処理機能の開発を⾏っています．開発中のプリ処理ソフトによる鉄⾻造建物のメッシュ構築の状況を図3に⽰します．
室内被害の可視化映像は防災教育への活⽤が期待できるため，室内被害シミュレーション結果からリアリティの⾼い可視化を⾏うことのできるポスト処理機能の開発を⾏っています．図4に⽰すように，実験映像との融合動画や3次元映像のVR可視化技術開発を⾏っています．
数値震動台により得られた⼤規模データを，異なるモデル化でのシミュレーション結果や多点計測されたＥ−ディフェンス実験結果との⽐較によるVerification & Validation ，及び，現象の分析，耐震性評価に活⽤するために，データの抽出，加⼯，表⽰を効率的に⾏うことのできるポスト処理機能の開発を⾏っています．また，前述したAIによる即時被害推定へのシミュレーションデータ活⽤のために，まずは実験デー
タを⽤いたAIシステム開発に着⼿しています．図5には，開発中のAIシステムを⽤いた損傷パターンの推定結果を⽰しています．
開発項⽬(3)の技術を基にした今後の研究課題として，例えば，設計⽀援のためのプリポスト処理システムの開発，シミュレーションVR映像の防災教育への活⽤等を想定しています．

対象モデル

作成過程

鋼構造⾻組のメッシュ

図3 プリ処理による鉄⾻造モデルの作成状況

20

図4 実験と解析の融合動画の作成とVR可視化

損傷パターン

図5 AIシステムによる損傷パターンの推定結果

国立研究開発法人防災科学技術研究所〒305-0006 茨城県つくば市天王台3-1 tel:029-851-1611

National Research Institute for Earth Science and Disaster Resilience

シミュレーション技術を活⽤した耐震性評価に関する研究

National Research Institute for Earth Science and Disaster Resilience

2017年夏季に発生した降雹事例

水・土砂防災研究部門

鈴木真一

出世ゆかり

■研究の背景と概要「降雹」は空から氷が降ってくる現象で、ときに家屋の脆弱な部分を破壊したり、葉物野菜や果実などに深刻な被害を与えることがあります。主に発達した積乱雲によってもたらされ、狭い範囲で急に発生し、予測は大変困難であり、被害範囲の特定も容易
ではありません。
水・土砂防災研究部門では、積乱雲等の激しい気象の早期検知
技術と予測技術について研究を行っており、気象レーダーを用いた雹の検出についても取り組んでいます。2017年夏季には東京周辺で降雹事例が数件ありました。ここではこれらの事例の観測結果について紹介します。
MPレーダー--->雹領域検知

降雹域

横山仁

前坂剛

木枝香織

岩波越

■XバンドMPレーダを用いた雹の検出の試み
XバンドMPレーダは、単位距離あたりの偏波間位相差(KDP)を用いて、降雨強度を精度よく推定することができます（参考：http://mpradar.bosai.go.jp/）。一方で、雹は雨粒のように偏平でないことや、
氷と水の電磁的な性質の違いによって、大きな粒であってもKDPの値は大きくなりません。つまり雹の場合は、粒子のサイズが大きいためレー
ダ反射強度（ZH）が大きい一方で、KDPが小さいという特徴があります。このような特徴を利用して、XバンドMPレーダを用いた雹を検出す
るアルゴリズム開発の研究をおこなっています。

地上降雹観測--->アルゴリズムの検証&高度化

https://fururipo.bosai.go.jp/fururipo/

防災科研が運用する
地上気象リポートシステム

雹の写真（出世, 2014, 防災科研ニュース）■6月16日の降雹事例■7月18日の降雹事例

2017年6月16日、関東各地で積乱雲が発達し、降雹が見られました。宇都宮気象台で直径 2 ㎝ の雹を観測した他、栃木、茨城、
埼玉、東京など関東各地で降雹がみられました。我々はつくば市周辺について降雹分布の調査を行い、XバンドMPレーダーによる判別結果と比較しました。

2017年7月18日午後、首都圏を中心に関東各地で積乱雲が発達し、一部では降雹が観測されました。特に、駒込駅では屋根の一部が破損した他、池袋駅周辺ではSNSで映像を含む多くの降雹の報告がありました。

立川様提供(荒川区)

16時55分にXバンドMPレーダーで推定した雹の分布(左図，dR)と同時刻のレーダーから推定された降雨強度（右図）
関東地方のXRAINのレーダーを合成した偏波パラメータを利用

ふるリポ！<3cm
ふるリポ！≥3cm

暖色系ほど雹っぽい高校 <3cm

XRAINで推定された降雨強度

高校 ≥3cm△x

高校 <0.5cm
高校 no hail
現地調査 <3cmx

現地調査 no hail

ふるリポ！，高校へのアンケートなどの結果から判明した降雹範囲と雹の大きさの分布。

撮影場所：東京都立竹台高等学校校舎内
撮影時刻：降り終わってすぐ１５時２３分に撮影
撮影者： 東京都立竹台高等学校 寺尾 郁様

15時00分のXバンドMPレーダー観測による積乱雲の立体構造
dR = R(ZH) – R(KDP),
降雨強度 R の推定は Park et al. (2005) の方法
dRの最大値（15時から18時）と地上調査で降雹の確認された場所

雹×雹〇

近接する2つの降水セル→A：雹あり→B：雹なし偏波パラメータの特徴に顕著な違いを確認

15時10分にXバンドMPレーダーで推定した雹の分布(左図，dR)と同時刻のレーダーから推定された降雨強度（右図）
暖色系ほど雹っぽい

黒丸はふるリポ！と所の職員からの聞き取りと現地調査から降雹が判明した地点
灰色は地区の単位（字など）で降雹が判明している地点

XRAINで推定された降雨強度

雨の分布（右図）よりも雹の存在が示唆される領域（左図の暖色系の領域）はより狭い範囲に絞られている。

国立研究開発法人防災科学技術研究所〒305-0006 茨城県つくば市天王台3-1 tel:029-851-1611

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あ水・土砂防災研究部門

上米良

秀行

研究の概要
l
l
l
l
l

平成 27 (2015) 年 9 月関東・東北豪雨の事例について、雨量計・レーダー・衛星雨量データの性能を調査。
地上雨量計網の観測と比較し、地上レーダー網の観測に基づく雨量の性能が良いことを確認。
地上レーダー網の観測と衛星マイクロ波放射計の観測に基づく降雨強度を比較。
陸上、海上の別に散布図を描くと、海上よりも陸上でばらつきが大きい。
海上のレーダー観測の性能は不明なので、以降、陸上のみ検討。

l レーダー観測に基づく降雨強度のます目内の平均・ばらつきが大きいほど、マイクロ波放射計の降雨強度はレーダー観測より過小。
l マイクロ波放射計ごとに比較すると、サウンダーよりも、イメジャー、イメジャー・サウンダーの降雨強度の方がレーダー観測とよく一致する。
l ます目内の降雨分布が一様であるほどレーダー観測と衛星観測に基づく降雨強度の差は小さい、一様でないほどマイクロ波
放射計の降雨強度はレーダー観測より過小。
l ます目内の降雨分布を何らかの方法で知ることができれば、マイクロ波放射計の降雨強度を補正できることを示唆。

http://www.nasa.gov/gpm

22

国立研究開発法人防災科学技術研究所〒305-0006 茨城県つくば市天王台3-1 tel:029-851-1611

National Research Institute for Earth Science and Disaster Resilience

雨量計・レーダー・衛星雨量の相互比較による性能調査

水・土砂防災研究部門

石澤友浩・檀上徹・木村誇・酒井直樹❶ 近年の斜面崩壊の被害
3000

件数

1500
1000
500

16

14

13

12

11

10

09

08

07

06

05

04

03

02

01

15

20

20

20

20

20

20

20

20

20

20

20

20

20

20

20

20

20

00

0

年

100

(b) 死者数

80

死者数

朝倉市

16

20

15

20

14

20

13

20

12

11

20

20

10

20

09

08

20

20

07

20

流動・堆積
斜面崩壊

変形

地下水発生

水分変化

1

図-10 斜面崩壊後の状況(b) t = 1.0 h

モニタリング開始

2

3

4

地下水位計
土壌水分計
ジョイント型マルチセンサ

4

5

5

4

4

(d) T = 3.0 h

1

斜面形状
地下水位 (m )体積含水率(%)

0

1

2

3

4

X(m)

5

6

7

8

0

1

0

1

2

3

4

X(m)

5

6

7

8

0

1

2

3

4

X(m)

5

6

7

8

0

1

2

3

4

X(m)

5

6

7

8

0

変位速度の逆数

地下水位 HWL （cm）

EV04

3000

70

2500

60
50

1/VIC04
1/VIC05
1/VIC06

2000

EV03 最大値
EV02 最大値

40

Event 02
Rainfall

1500

30

IC04

(ⅱ)

IC06

1000

20

IC05

500

0

1

2

3

4
5
6
7
斜面変位δr (cm)

8

9

0

10

(ⅲ)

変位速度の変化点

0

1

2

3

4

5

6

時間 (hour)(a)降雨履歴2（崩壊しない場合）
Event 04
Rainfall

10000

8000
図-13,14は本稿③に示した予測手
1/V
1/V
法を適用した模型実験の結果を示
6000
1/V
しています。弊所では斜面内に設4000置したセンサから斜面内の水分挙
崩壊
動と変位挙動をリアルタイムで計2000測する技術や、リアルタイムの情0報を用いた崩壊予測技術の開発も
時間 (hour)(b)降雨履歴4（崩壊する場合）
進めています。本実験中もリアルタイムの分析を進めながら実験を
図-14 斜面変位の速度パターンを用いた崩壊時間予測
実施し、図-14(a)では斜面が崩壊しないことを早期に検知でき、一方、図-14(b)では斜面が崩壊する
ことを早期に検知し、崩壊時間を予測することができました。
今後も、より精度よく、より正確なセンシングによる斜面崩壊の予測技術の開発を進めていきます。
IC04

IC04

IC05

(ⅱ)

IC06

0

30.00

2
1

20.00

0

EV03

変位速度の変化点

40.00

25.00

1

0

EV02

(ⅰ)

3
30.00

現在時刻

モニタリング開始

IC05

35.00

2

変位変化

時間

現在時刻

IC06

4

Z(m)

2

# 安定へ

図-7 センシングによる履歴情報を用いた崩壊予測の概略図

図-13 水分挙動と変位挙動の履
歴情報を用いた崩壊予測(e) t = 3.5 h

3

Z(m)

2

$
変位が生じた場合

80

0

25.00

1
0

3

Z(m)

Z(m)

3

2

EV01

0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100

35.00

3

危険

10

5

4

崩壊へ
$

未知

➎センシングによる斜面崩壊予測手法の検証

土砂流動

Moisture content
by volume(%)
5 40.00既知

弊所は斜面変位の時間変化（変位速既知未知度）の逆数による崩壊時間予測手法を提案してきました。ここではさらに変位速度パターンを用いた予測手法を紹介します。斜面変位の速度パターンの
速度パターンの変化が生じる時間差が多点で縮まって変化点に着目時間
きた場合、崩壊に至ることを予測できます。逆に、この変化点の時間差が広 モニタリング開始
現在時刻
がっていく場合、斜面が崩壊に至らず、図-8 斜面変位の速度パターンを用いた崩壊
安定状態に向かうことが予測できます。時間予測の概略図

図-11 降雨条件（実験条件）(c) t = 2.0 h

水分変化

最大履歴を超えた場合# 変位が生じない場合

降雨履歴 降雨履歴 降雨履歴
02(EV02) 03(EV03) 04(EV04)
20mm/h, 30mm/h, 20mm/h,
2.25h
3.0h
2.0h

積算雨量
時間雨量

0

降雨開始

変位速度の逆数
1/VIC (s/cm)

積算雨量(mm)

500
450
400
350
300
250
200
150
100
50
0

図-4
大分県日田市での斜面崩壊(崩壊土砂が川を塞き止める河道閉塞が生じた。)

図-3
福岡県朝倉市乙石川
流域での斜面崩壊(斜面崩壊が多発し，崩壊した土砂により、多くの家屋に被害を与えた。)（航空写真，国土地理院より）

変位変化

時間雨量(mm/h)

降雨履歴
01(EV01)20mm/h,
3.0h

日数

5

2017/0706 6:00

時間

弊所では、自然降雨に類似した降雨状況を再現できる大型降雨実験施設があります。この降雨施設は約3000m2の面積に散水することが可能です。そのため、実際の降雨に類似した環境で実規模の斜面を用いて、センシング技術の開発・検証を実施することが可能です。図-9に示すマサ土を用いた模型斜面に、斜面内の僅かな水分や変位の変化を検知できるセンサを設置し、実験を実施しました。4回の降雨を与え、最終的に斜面崩壊が生じました。その際、弊所で開発したセンサや本稿③で紹介した予測手法を用いて、早期に崩壊を予測することができました。

崩壊後の模型斜面（降雨履歴4）(a) t = 0.0 h

2017/0706 00:00

斜面内
変位挙動

➍実規模斜面によるセンシング技術開発（ジョイント型
マルチセンサ，
地表面変位計，
傾斜計，地下水位計，土壌水分計，テンシオメータ，土圧計等を設置）

2017/0705 12:00

図-2 九州北部地域の降雨強度と積算降雨量分布 (2017年7月5日12時～7月6日6時(6時間毎))

降雨履歴による斜面内の水分挙動と変形挙動の関係には降伏点が見られ, 同関係の傾きに着目すると簡易的に斜面の危険性を予測することができます。

降雨量
斜面
危険度
評価

(a)既往の斜面崩壊の予測手法

図-9 大型模型斜面

2017/0705 18:00

日田市➌センシングによる斜面崩壊の予測手法

図-5に斜面崩壊のメカニズムを示しています。斜面崩壊は雨水が斜面の中に浸透し、地下水が発生します。
斜面
斜面内
地形
斜面内
降雨量
その後、地下水が上昇し、斜面に微水分挙動 変位挙動 危険度
地質評価
小な変形が始まり、最終的に崩壊に至ります。既往の斜面崩壊の予測は、(b)今後の斜面崩壊の予測手法
地形・地質による予測、降雨量によ
図-6 斜面崩壊の予測の概略図
る予測など、一方のみを考慮した予測手法がそれぞれ研究されてきました(図-6(a))。
しかし、より正確に斜面崩壊を予測するために、斜面崩壊のメカニズムを考慮した図-6(b)に示すような崩壊に至るまでの一連の変化を検知できるセンシン
グ技術と予測手法が必要です。以下では、弊所で進めている斜面のセンシング
技術と予測手法の一例を紹介します。

モニタリング室

朝倉市（航空写真，国土地理院より）

斜面内
水分挙動

図-5 斜面崩壊のメカニズム

マサ土模型斜面

2017/0706 6:00

変位速度の逆数
1/VIC (s/cm)

06

20

05

20

04

03

20

20

02

01

20

20

20

00

0

地形
地質

雨水浸透

2017/0706 00:00

20➋降雨による斜面崩壊の危険度予測
降雨2017/0705 18:00

日田市

40

年
平成16年7月新潟・福島豪雨(274件)
図-1 近年の斜面崩壊の発生件数と死者数
平成17年台風14号(363件)
平成18年6-7月豪雨(1006件)
平成19年台風4号(368件)，台風9号(117件)
平成21年中国・九州北部豪雨(492件)，台風9号(145件)
平成22年6-7月豪雨(587件）
平成23年新潟・福島豪雨(268件)，台風12号(208件)，台風15号(198件)
平成24年九州北部豪雨(268件)，6月-7月豪雨(110件)
平成25年7月豪雨(238件)，台風18号(145件)，台風26号(116件)
平成26年8月豪雨(637件)，台風18号(118件)，台風8号(109件)
平成27年台風18号(177件)
平成28年6-7月豪雨(513件),台風16号(226件)，台風10号(177件)

地形2017年7月5日～6日にかけて，福岡県と大分県を中心に集中豪雨が観測されました。この豪雨に伴い，福岡県朝倉市や大分県日田市などで甚大な被害が生じました。図-2に九州北部地域の降雨強度と積算雨量の分布の変化を示しています。図中の斜面崩壊が多発した朝倉市や日田市では多くの降雨が発生したことがわかります。なお、私共が実施した現地調査の災害報告を下記URLで公開しております。
（http://mizu.bosai.go.jp/wiki2/wiki.cgi?page=%A5%C8%A5%C3%A5%D7）
2017/0705 12:00

60

主な降雨による斜面崩壊（斜面崩壊件数）

2004年
2005年
2006年
2007年
2009年
2010年
2011年
2012年
2013年
2014年
2015年
2016年

件数

2000

表-1 主な降雨による斜面崩壊
年(a) 発生件数

2500

死者数

国内における近年の斜面崩壊の発生件
数と死者数を図-1に示しています。国内では、1年間に平均1000件もの斜面崩壊が生じていることがわかります。また、表-1に多大な被害を及ぼした降雨よる斜面崩壊を示しています。例年、梅雨時期や台風に伴う豪雨により斜面崩壊が発生していることがわかります。

Z(m)National Research Institute for Earth Science and Disaster Resilience

センシングによる斜面崩壊予測技術

20.00

0

1

2

3

4

5

6

7

8

X(m)

図-12 斜面内の体積含水率の分布と地下水位の変動（体積含水率：黄色は乾燥状態を示し、青色は水分が高い状態を示しています。）

本実験では開発したジョイント型マルチセンサ(水分・変位挙動を計測)等を用いて斜面内を計測しました。例として、図-12は斜面内の水分挙動の変化を示しています。雨水が浸透し、地下水位が上昇する過程を検知しています。

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1

2

3

4

23

■はじめに
今年は、７月に台風第３号が上陸し、８月には台風第５号が、 ９月には台風第１８号が上陸しました。
さらに、１０月には台風第２１、２２号が上陸・接近しました。特に、台風第２１号は上陸時の中心気圧が９５０hPaで超大型の勢力で上陸し、特に紀伊半島に被害をもたらしました。また、台風第１８号も大分で氾濫被害をもたらすなどしました。
台風

消防庁災害情報等より

死者
人

３号
５号
１８号
２１号
２２号

０
２
５
８
０

人的被害
行 方 不明者
人
０
０
０
０
０

負傷者
人
２２
５１
５９
２２５
１８

全壊
棟

半壊
棟
０
２
３
６
４

０
１４
１１
１２０
３

住 家 被 害
一部 破損
床上 浸水
棟
棟
２１
１１
２０８
４８
５３１
１９７０
８３９
２６２６
１７２
３２

主な被害地域
床下 浸水
棟
１０１ 新潟県、富山県
３０６ 鹿児島県４６５３ 大分県、京都府
４２７７ 和歌山県、三重県
１５８ 鹿児島県、宮崎県■台風による雨量分布
台風第３号

台風第５号

台風第１８号

台風第２１号

台風第２２号

７月３日２０時からの７２時間積算雨量

８月５日２１時からの７２時間積算雨量

９月１６日２２時からの７２時間積算雨量

１０月２３日１時からの７２時間積算雨量

１０月２９日５時からの７２時間積算雨量

台風第３号は梅雨前線を刺激し、北陸に大雨をもたらしました。台風第５号と第１８号は似た経路を取り、九州東部、四国、紀伊半島周辺に大雨をもたらしました。台風第２１号は、超大型であったため、かなり広い範囲に大雨をもたらしたのが特徴です。また、満潮の時刻と重なったため、一部で高潮による被害もありました。

■類似した経路の過去の台風時の雨量分布
台風第３号と類似

台風第５号と類似 台風第１８号と類似 台風第２１号と類似 台風第２２号と類似

２００９年台風第３号

１９８９年台風第１７号

２００４年台風第２１号

１９９１年台風第１４号

２０１１年台風第１号

２００７年台風第４号

２００３年台風第１０号

１９９７年台風第１９号

１９８３年台風第５号

１９８０年台風第１９号

２０１１年台風第１５号

１９８６年台風第８号

類似した経路を取った過去の台風上陸・接近時の雨量の分布を見ると、平成２９年の各台風による雨量分布と同じような地域で大雨となる傾向が見られます。
台風第２１号と類似した経路を取った台風の中で比較すると、同じ中心気圧で大型の2011年台風第１５号は同じ
ような地域で大雨となっている傾向が見られます。
24

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National Research Institute for Earth Science and Disaster Resilience

平成２９年の台風災害について
水・土砂防災研究部門

National Research Institute for Earth Science and Disaster Resilience

雪氷災害の危険度把握と面的予測を目指して
雪氷防災研究部門
研究プロジェクト「変容する雪氷災害の危険度把握と面的予測の融合研究」を、下記の目的を目指し平成28年
度～34年度にわたり実施中。そのこれまでの研究成果を以下に紹介する。

目的
・従来、日本海側の積雪地域を対象として開発を進めてきた雪氷災害予測システムを、太平洋側など少雪地域
でも突発的に発生する雪氷災害や人口密集地での集中降雪により生じる都市雪害などにも適用できるように研究開発を推進・これにより、総合的雪氷災害対策を実現し被害の防止・軽減に役立てる

1. 雪氷災害危険度の現状把握技術の開発

2. 雪氷災害の面的予測研究

3. 現状災害危険度と予測情報の活用方法に関する研究
予測情報の活用○雪氷災害発生予測システムの試験運用（28の相手機関）を通じた予測システムの改善○気象災害軽減イノベーションハブ事業との連携による予測情報の社会実装に向けた取り組み 大雪対応サプライチェーンマネイジメントシステムの開発
・大手コンビニエンスストアの情報ネットワークと防災科研の技術・知見の融合
・道路管理者を交えた雪氷予測情報の利活用に関する検討会（山梨、長岡） IoTを活用した地域防災システムの開発
・雪おろし事故防止にむけた屋根雪センサーの開発

雪氷関連の複合災害に関する研究○地震に伴う雪崩災害の一例として、2015年ネパール・ゴルカ地震時にランタン谷で発生した大規模雪崩災害を解析
 雪崩で壊滅した集落の移転候補地における雪崩危険度の検討結果を現地へ提供

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雪氷防災研究部門
概要

雪氷防災実験棟は、天然に近い結晶形の雪を大量に降らすことができる、人工降雪装置を備えた世界唯一の施設です。大型の低温室の中で、雪氷圏に起こる様々な現象を再現することにより、雪氷災害の発生メカニズムの解明などの実験研究が行われています。これまで国内からはもちろん海外の9ヵ国11機関から利用されています。

(結晶形)

(氷球形)

実験棟(右)と庁舎(左)

降雪状況
実験テーブルの大きさ
3m×5m

主な実験内容IoTセンサー開発

雪氷試料撮像用のX線CT装置とMRI

雪氷防災実験棟で冬の環境を再現し、いく
つかのセンシング方法を比較しながら開発

X線CTとMRI を使用することで、雪試料の三次元データを非破壊で取得し観察することが可能。

風洞実験

着雪実験

低温実験室（温度：-30～+25℃）〈撮像例〉 雪の中の水の移動の様子のMRI画像

人工的に作成したしもざらめ
雪の弱層のX線CT画像
玉川温泉の雪崩の弱層を再現！

←発生危険度大１．パンタグラフ着雪防止対策の研究（平成10年度）

２．交通信号灯器の着雪防止の研究（平成13年度）

３．斜風対応型の防雪柵の開発試験（平成16年度）

４．建物の吹きだまり制御研究（平成21年度）

５．着氷対策型風速計の開発（平成21年度）

６．しもざらめ雪の剪断強度研
究（平成14～22年度）

研究交流

20年間の
運用実績

研究課題数の推移
積雪の振動破壊実験
フランス気象庁との研究交流(ロシア雪崩安全センター)

稼働率は毎年90%
程度
研究分野

研究テーマ

利用機関
海外機関

その他

利雪

吹雪の風洞実験(スイス雪崩研究所)

その他

地球科学

吹雪

防災科研

建築

大学

雪崩
雪氷防災

着雪氷

降積雪

道路雪氷

民間

国公立
研究所

行政機関(国・県等)

平成９年度～平成２８年度(20年間)に雪氷防災実験棟で実施した研究(共同研究・自体研究・施設貸与・施設利用・受託研究)
実施課題
５９８ 件

海外からの来訪者の地図〒996-0091
山形県新庄市十日町1400

雪氷防災実験棟の利用
・実験棟は共同利用施設（場所：山形県新庄市）です。
・募集した研究課題は運用委員会により審査されます。
・専属のオペレーター、技術員がサポートします。
詳しくは… http://www.bosai.go.jp/seppyo/

26

実験棟サポートスタッフ

国立研究開発法人防災科学技術研究所〒305-0006 茨城県つくば市天王台3-1 tel:029-851-1611(国研)防災科学技術研究所
雪氷防災研究センター
新庄雪氷環境実験所

National Research Institute for Earth Science and Disaster Resilience

雪氷防災実験棟 - 20年間の運用実績 -雪氷防災研究部門
栃木県那須郡那須町の山岳地における雪崩事故調査
2017年3月27日8時30分頃（推定時刻）、栃木県那須郡那須町の那須温泉ファミリースキー場付近の山岳地で 3月26日 午後21時
3月27日 午前9時
3月27日 午前3時
雪崩が発生して、当該山岳地にて春山登山研修中の高校生と教員が雪崩に巻き込まれる事故がありました。この雪崩による被害は、死亡8名（男性教員1名、男子生徒7名）、重症2名（男子生徒2名）、中等症・軽症38名と甚大なものでした。
防災科学技術研究所 雪氷防災研究部門では、翌日に現地調査を実施した結果、雪崩の発生原因となった
弱い層（弱層）は、南岸低気圧が通過（図1）する際に降った雲粒の付着の少ない板状等の降雪結晶だったことがわかりました（図2）。その後も継続的に現地調査を行い、ドローンによる空撮（図3)、雪崩が流下したと思われる箇所における複数の積雪観測による雪崩の到達距離（図4）の推定など、今回の事故を起こした雪崩に関する調査を行いました。
現在は、「平成29年度 特別研究促進費研究：2017年3月27日に栃木県那須町で発生した雪崩災害に関する調査研究（研究代表者 防災科学術研究所 雪氷防災研究部門長）」という枠組みの中で、国内の大学や研究
図1 事故発生前後の天候 （気象庁地上天気図）
機関と協力して、研究を進めています。
A：

C：

B：
2mm

雪崩痕跡有 雪崩痕跡少 雪崩痕跡有 笹の被災

2mm

天狗岩

2mm

雪崩発生区
南岸低気圧で降った雪

35cm

National Research Institute for Earth Science and Disaster Resilience

平成29年冬期の雪氷防災研究部門による雪氷災害調査

積雪表面から約
20～30cm下に弱層が見つかっ
た

雪崩痕跡有
枝の埋雪
雪崩痕跡無

南岸低気圧が通過する前の
積雪表面

A：上から13.5cm
図3 ドローンで撮影した事故現場(2017年4月2日に撮影）
黒の点線の範囲は、雪崩が発生されたと推定される場所、
B：上から23.5cm 黒の実線で示されている線が調査（図4)によって判明した雪崩の流下範囲雪崩下流
被害者を望む 雪崩発生区 捜索地点

図4 雪崩の到達範囲に関する調査(2017年4月2日）
積雪の堆積状況に乱れがあるかどうか、周辺の木や笹が折れてないかを詳細に調査することで、雪崩の到達範囲を決定

より詳しい調査結果は、以下のwebで見ることができます。
http://www.bosai.go.jp/seppyo/kenkyu_naiyou/seppyousaigai/2017/report_20170328_NasuOnsen.pdf
http://www.bosai.go.jp/seppyo/kenkyu_naiyou/seppyousaigai/2017/report_20170410_NasuOnsen.pdf

C：上から37cm
図2 2017年3月28日に行った断面観測結果

2017年2月の山陰地方の大雪調査
2017年2月9日夜から冬型の気圧配置が強まり、2月10～11日にかけて山陰や近畿北部を中心に記録的な大雪となりました。この地方では1月下旬にも大雪による被害が発生しており、防災科学技術研究所 雪氷防災研究部門では2月13～14日にかけて積雪状況や大雪被害の調査を行いました(図5、図6）。

図5 調査経路（●は積雪観測地点）

倉庫の屋根崩落（鳥取県若桜町）

雪の重みによる屋根損壊（京都府京丹後市）

ソーラーパネルの冠雪・破損（鳥取県湯梨浜町）

図6 積雪深の測定結果（単位：cm）
鳥取県東部から兵庫県の山間部を中心に積雪深が大きくなっています

空家の倒壊（鳥取県鳥取市）

船の転覆・沈没（鳥取県鳥取港）

斜面崩壊（兵庫県養父市）

秋田県東成瀬村椿川雪崩災害調査

長野県戸狩温泉スキー場雪崩災害調査

2016年12月21日14時頃、秋田県東成瀬村椿川の大柳沢で雪崩が発生して、沢水の確認をしていた地域住民2名の内1名が雪崩に巻き込まれ亡くなりました。防災科学技術研究所 雪氷防災研
究部門では、翌12月22日に現地調査と聞き取り調査を行いました。その結果、斜面の地肌が露出し、雪崩による堆積物（デブリ）に葉や土砂が混ざっていることから全層雪崩が発生したことがわかりました。さらに聞き取り調査により、雪崩のデブリの体積は約50m3と推定できました（図7)。
現地における積雪断面観測結果（図8)並びに気象条件を解析した結果から、雪崩が発生した当初秋田県内では平年よりも気温の高い日が続いており、斜面上の積雪が急激にぬれざらめ雪に変質し、全層雪崩を引き起こしたと思われます。

2017年2月13日8時10分頃、長野県飯山市の戸狩温泉スキー場の最上部のゲレンデの近くでパトロール隊員が表層の新雪を除去する作業中に雪崩が発生し、3人が巻き込まれ1人が亡くなりました。防災科学技術研究所 雪氷防災研究部門では、翌2月14日に現地調査と聞き取り調査を行いました。その結果、雪崩は高木のない斜面で発生し、大半は斜面途中にある凸部付近で停止したが、一部はさらに下流で停止したことがわかりました。また地面から303-305cmにあるクラスト状のざらめ雪層の上のこしまり雪層が雪崩の原因となった弱層だったことがわかりました（図9)。

弱層

図7 雪崩発生区 （赤線：デブリ推定図）

図8 現地で行った積雪断面観測結果

図9 雪崩発生区における断面観測結果

防災科学技術研究所 雪氷防災研究部門のweb（http://www.bosai.go.jp/seppyo/）では、雪氷災害調査の報告だけではなく、雪氷防災に関する様々な情報を提供しています。

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社会防災システム研究部門【概要】
少子高齢化や人口減少、都市の人口集中等の急激な社会構造の変化に対し、自然災害に未然防災策を強化するために、地震・津波災害等のハザード・リスク評価手法の高度化やリスクマネジメント手法の研究開発を実施する。

【目的】
国全体のレジリエンスの向上を目指し、社会実装を見据えた地震や津波をはじめとする各種自然災害のハザード・リスク評価に関する研究開発を国内外の機関や各セクター（国、自治体、地域コミュニティ等）と連携しつつ推進し、各セクターが防災科学技術を最大限活用した適切な災害対策を実施可能とする社会の形成に貢献する。

【目標】①地震及び津波のハザード・リスク情報ステーションの開発、②各種自然災害のハザード・リスク評価研究、③リアルタイム被害推定・状況把握技術開発、④研究成果の地域展開・国際展開を進める。

主な成果
１．地震及び津波のハザード・リスク情報ステーションの開発•新たに公表された長期評価に基づいて地震活動モデルを改良・更新した地震動予測地図および、低頻度な地震をも網羅する「長期間平均のハザードマップ」を作成し、「全国地震動予測地図2017年版」として公表された。
•地震ハザード評価を踏まえた地震リスク評価の試算•平成28年熊本地震を踏まえ、震源断層ごく近傍の地震動評価手法の確立に向けて、活断層の上端を地表とするモデル化手法の検討を開始した。
•津波ハザード評価において、日本海溝沿い、南海
トラフ沿い、相模トラフ沿いの3海域における評価結果を統合し、将来日本の太平洋岸で発生する可能性のある地震によって生じる津波の確率論的津波
ハザードマップ（統合版）を試作した。

２．各種自然災害のハザード・リスク評価研究•次世代型地すべり地形分布図の開発では、大規模地震による崩壊と震源断層からの距離との関係を解明するた
めに、地震による崩壊情報を網羅的に収集し、内陸型地震による全国的な斜面崩壊危険地域分布図の試作した。
•風水害ハザード・リスク評価では、外部資金連携し、統計的ダウンスケーリングで気候シナリオの試用版の改良版を作成・提供した。
•災害事例マップシステムの高度化では、約1600年間分5万8000件の日本全国の災害事例をデータベース化し、ス
マートフォンからも閲覧可能なWeb地図上で公開を行った（災害年表マップ）。

斜面崩壊危険地域分布図（試作）50年超過確率2%の建物全壊棟数

地盤モデル改良に伴う再評価

地震リスク評価
への展開
J-SHISによる全国地震動予測
地図の公開
ハザードの再分解

50年超過確率10%の建物全壊棟数

３．リアルタイム被害推定・状況把握技術開発•SIPと連携し、災害発生直後の被害状況把握を目指し、熊本地震において取得された航空機オルソ画像の目視による建物被害判別結果を教師データとした機械学習による自動被害判読手法を開発した。
•高精度な被害推定のため、三次元モデルを効率的に構築し、それに基づく高精細シミュレーションによる多数の災害シナリオに基づく人工知能の開発を開始した。

利活用に
向けた準備

確率論的津波ハザードマップ（統合版）の試作

津波ハザードステーション（仮称）開発

４．研究成果の地域展開・国際展開•ハザード・リスク評価研究の成果の地域や産業等への展開を目的として立ち上げた「ハザード・リスク情報に関する検討会」を定期的に主催するとともに、SIPと連携し実際の防災対策への利活用を推進するために望ましい枠組の検討・構築を目的とする「ハザード・リスク実験コンソーシアム」の立ち上げに協力し、活動を開始した。
•GEMの活動を継続するともに、「日本・台湾・ニュージーランドの地震ハザー
ド評価に関する研究交流会」に参加した。

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災害年表マップ

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National Research Institute for Earth Science and Disaster Resilience

ハザード・リスク評価に関する研究

National Research Institute for Earth Science and Disaster Resilience

熊本地震を踏まえた活断層で発生する地震の強震動予測手法改良
社会防災システム研究部門【背景】
平成２８年熊本地震では、震源断層から数km以内のごく近傍に大被害が集中していた。また、地表断層付近において大きな地表変位が確認された場所もある。一方で、現行の強震動予測手法では、震源断層の上端深さが地震基盤または2km（地震発生層上端）よりも深く設定されており、震源断層ごく近傍を対象とした強震動予測手法もまだ確立されていない。

【目的】
震源断層ごく近傍の強震動予測手法確立に向けた検討の第一歩として、震源断層の上端を地表（深さ0km）とした震源のモデル化手法と強震動計算手順を提案する。

◎新たな震源モデル化と強震動計算手順の提案と平成28年熊本地震（本震）に適用した震源モデル
地震調査研究推進本部の強震動予測手法（「レシピ」）の『（ア）過去の地震記録や調査結果などの諸知見を吟味・判断して震源断層モデルを設定する場合』の手法における手法を踏襲しつつ、以下の強震動予測手順を新たに提案する。
①震源断層の上端深さを地表（0km）とする。
②アスペリティは従来の地震発生層内のみに配置する。
③地震発生層よりも浅い震源断層（以後、「浅部」と呼ぶ）では、すべり時間関数を smoothed ramp 関数とする。
④浅部の実効応力はゼロと仮定する（ハイブリッド合成法において短周期成分の統計的グリーン関数法による地震動がゼロとなる）。
⑤破壊伝播速度は、浅部も含めてＳ波速度の72%（現行のレシピ）とする。すなわち、浅部では破壊伝播速度は地震発生層よりも遅くなる。
⑥それ以外の震源パラメータは現行の「レシピ」に従って設定する。
提案モデル

参照モデル

従来（現行）モデル
地表
地震発生層上限(2km)
地震発生層下限

表 平成２８年熊本地震（本震）を対象とした震源モデル。
提案モデル 参照モデル 従来モデル
地震発生層上限 [km]2

地震発生層下限 [km]18

断層傾斜角 [度]90

断層上端深さ [km]

0

2

2

震源断層長さ [km]

34

34

34

震源断層幅 [km]

18

18

16

地震モーメント [Nm]4.5×1019

4.5×1019

4.5×1019

平均すべり量 [m]

2.36

2.60

2.65

平均応力降下量 [MPa]

3.1

3.1

3.1

短周期レベル [Nm/s2]

1.3×1019

1.3×1019

1.3×1019

アスペリティ面積 [km2]
アスペリティ実効応力
[MPa]

134.6

134.6

119.7

14.1

14.1

14.1

平成２８年熊本地震（本震）を対象とした震源モデルの模式図。

◎試算結果と観測との比較
地下構造モデル・・・深部地盤：J-SHIS V2（最上層Vs=600m/s）、 浅部地盤：微地形区分からの表層30mの平均S波速度による最大速度増幅率
地震動計算手法・・・ハイブリッド合成法（接続周期１秒）
提案モデル

参照モデル

従来モデル

黒：観測 赤：提案モデル 青：参照モデル 青破線：従来モデル
益城町役場での変位波形の比較。

計算された地表の最大速度分布。○は観測点と観測値。
提案モデル

参照モデル

従来モデル

提案モデル
○ <1km□ 1-2km

参照モデル◇ 2-3km

広域の地震動（最大速度）分布では提案モデルと従来モデルでほとんど違いは見られないが、震源断層近傍の変位には違い見られる

× 3-5km

従来モデル
計算された地表の最大速度（縦軸）と観測値（横軸）の比較。

最大変位（PGD）の比較。

【今後の展開】
新たに提案した震源断層上端を地表（深さ0km）とした震源のモデル化手法と強震動計算手順により、震源断層ごく近傍の変位（長周期成分）が改良されることが確認された。今後は、すべりを浅部で一様とした震源モデルへの不均質さの付与やすべり関数の形状のより詳細なモデル化をはじめとした高度化と地下構造モデルの改良に取り組む。
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南海トラフで発生する地震の多様性を考慮した確率論的津波ハザード評価
社会防災システム研究部門 津波ハザード研究グループ

概要

防災科学技術研究所は、2012年4月より全国を概観した確率論的津波ハザード評価の研究に取り組んでいる。
昨年の成果発表会では当該手法について紹介した。すねわち、不確実性を考慮した上で、単純化したパラメータによる多数の特性化波源断層モデルを設定し、それらに基づいた津波の予測や評価の手法である（図1参照）。
本発表では、南海トラフで発生する地震を対象に、①地震発生可能性の評価を説明した上で、当該手法の特徴
である②特性化波源断層モデルの設定、適用した結果得られる⑤津波ハザード評価に注目し紹介する。

地震発生可能性の評価

表1

本研究では、「南海トラフの地震活動の長期評価(第二版)」（地震調査委員会、2013）を参考に、南海トラフで将来発生する地震を「震源を特定して特性化波源断層モデルを設定する地震」と「震源をあらかじめ特定しにくい地震」に分類し，発生可能性を評価した。地震発生モデルにおける認識論的不確定性を仮定し、「現時点でのハザード」と「長期間平均ハザード」の２つを考える（表2参照） 。現時点でのハザードでは長期評価で地震発生確率が推定されている場合はその値を、推定されていない場合はグーテン
ベルグ・リヒター則(Ｇ-R則)と定常ポアソン過程に従うとして発生確率を設定する。長期間平均ハザードでは、すべての地震がＧ-R
則と定常ポアソン過程に従って発生するとして発生確率を設定する。

震源域
No.

深さ

1

浅部
中部
深部

2

浅部
中部
深部

3

推定破壊域
B
C

推定破壊域
B
C

震源域
No.

深さ

8.8

9

浅部
中部
深部

8.7

9

10

浅部
中部
深部

8.9

浅部
中部
深部

9

11

浅部
中部
深部

8.4

4

浅部
中部
深部

9.1

12

浅部
中部
深部

8.7

5

浅部
中部
深部

8.7

13

浅部
中部
深部

8.3

6

浅部
中部
深部

8.9

14

浅部
中部
深部

8.5

7

浅部
中部
深部

8.8

15

浅部
中部
深部

8.2

8

浅部
中部
深部

9

Z

A

D

E

Z

A

D

E

Mw

30 年発生確率の確率モデル

確率分配

長期評価

BPT 分布・
ポアソン分布

過去の地震
活動を参照

〇

現時点での
ハザード ポアソン分布
長期間平均
ポアソン分布
ハザード

図2

浅部

評価手法のスキーム

地震発生可能性の評価における確率モデル
分類

Mw

特性化波源断層モデルの設定

×…

既往地震による津波の痕跡分布を対象に、特性化した波源断層モデルが適切にその痕跡高を説明できることを確認するためのモデル置き換えるか、標準的スケーリング則に従うよう調整したモデル

拡張モデル：

×

G-R 則

長期評価における地震の発生領域（地震調査委員会、2013）

計124個

Mw 9.0…
計426個

Mw 8.9…

準再現モデル： 再現モデルの断層パラメータの１つ以上を標準的なパラメータに基本モデル：

G-R 則

Mw 9.2

本研究では、「震源を特定して特性化波源断層モデルを設定する
地震」を4モデルに分類し，特性化波源断層モデルを設定した．
再現モデル：

表2

長期評価で例示された震源域15パターン（地震調査委員会、2013）

図1

長期評価で想定・例示された震源域に対応する、将来発生する地震による津波を評価するためのモデル
震源域は長期評価で想定・例示されていないが、将来発生する可能性が否定できない地震による津波を評価するためのモデル

計285個

Mw 8.8…
計318個

Mw 8.7

…
計174個

表3

Mw 8.6特性化波源断層モデルの分類とMwごとの設定個数
Mwごとの設定個数

分類

7.7 7.2 7.9 8.0 8.1 8.2

震源を特定 再現モデル
して特性化 準再現モデル
波源断層モ
デルを設定 基本モデル
拡張モデル
する地震

計14個

計

8.3

8.4

8.5

8.6

8.7

8.8

8.9

9.0

9.1

9.2

1

1

0

1

2

2

0

0

0

0

0

1

2

2

3

7

0

2

19

0

14 174 318 285 426

0 124

1334

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

1

1

0

0

0

0

0

0

14

61

7

16

0

9

15

18

52 14438 207 224 365 508 263 280 316

0

2455

震源をあらかじめ
特定しにくい地震

0

0

0

48

0

0

0

0

48

計

16

0

9

63

18

52 160 101 207 240 543 830 551 713 316 126

3945

0

0

0

0

0

0

0

0

Mw 8.4…
計61個

Mw 8.3計14個

図3津波ハザード評価
津波ハザード評価では、「最大水位上昇量」、「評価期間」、「超過確率」のうち2つの値を与え、残りの値を算出しその分布を表現する。ここでは、最大水位
上昇量の分布（30年超過確率 約6%，再現期間500年相当）と，超過確率の分布（今後30年間に最大水位上昇量が3mを超える確率）を示す。

特性化波源断層モデル（基本モデル）の設定例

最大水位上昇量の分布
現時点でのハザード

現時点でのハザード

長期間平均ハザード

長期間平均ハザード

30年超過確率 約6%（再現期間500年相当）

30年超過確率 約6%（再現期間500年相当）

超過確率の分布今後30年間に最大水位上昇量が3mを超える確率

今後30年間に最大水位上昇量が3mを超える確率

最大水位上昇量(評価期間と超過確率を固定)

超過確率

評価期間

(最大水位上昇量と評価期間を固定)(最大水位上昇量と超過確率を固定)

図4

津波ハザード評価例（最大水位上昇量の分布）

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図5

津波ハザード評価例（超過確率の分布）

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社会防災システム研究部門
全国を対象とした津波ハザード評価と利活用
防災科研では、2011年東北地方太平洋沖地震による津波被害を踏まえ、全国を対象とした津波ハザード評価に向けた取り組みを2012年度より開始した。この津波ハ
ザード評価では日本全国を対象として津波波源となる可能性のある全ての地震について考慮した確率論的な津波ハザード評価と、特定の地震に対するシナリオ型の津波の詳細解析も併せて実施する。
また、上記評価によって得られる津波ハザード情報が、減災に資する情報として利活用されるよう、利活用する側の立場からのニーズを調査し、それらを満たすために提供されるべき情報の内容や、具体的な利活用の可能性について検討することを目的として防災科研では、2013年度より「津波ハザード情報の利活用に関する委員会」を立ち上げ、3カ年の議論を重ね、津波ハザード情報の利活用に関する提言をとりまとめた。
その提言の中で、津波リスク評価等を実施する専門家に対して、ハザード評価の前提
条件等を含む多様な津波ハザード情報を利活用できる公開システムの必要性が謳われている。
この提言を受け、津波ハザード評価に係わる多様な情報を利活用可能とすることを目的として津波ハザードステーション（仮称）の開発に着手した。

津波ハザード情報の利活用報告書津波ハザード評価の概要

開発中の津波ハザードステーション（仮称）の概要

初期表示

波源断層モデルの検索と表示
地震の発生領域、地震の種類（最大クラス、領域名、震源不特定等）、
マグニチュード等を指定して波源断層モデルを検索することができる。

大すべり域

超大すべり域

メニュー領域

地図領域

津波予測解析結果の表示
ハザードカーブの表示

選択した波源断層モデルに対する沿岸最大水位上昇量や到達時間を表示することができる。
沿岸最大水位上昇量

地震活動モデル毎のハザード評価地点毎のハザードカーブを表示することができる。

到達時間

地形メッシュモデルの表示
メッシュサイズ毎（1350m, 450m, 150m, 50m）の水深標高画像を表示することができる。
1350mメッシュ

ハザードマップの表示

450mメッシュ

沿岸最大津波水位1mの30年超過確率分布

150mメッシュ

30年超過確率3%沿岸最大水位上昇量分布

50mメッシュおわりに
津波ハザードステーション（仮称）は開発に着手した段階で外部への公開は現時点で行っていない。今後、検討を進めている南海トラフや相模トラフの地震による津波ハザー
ド情報の追加、及び公開を見据えた開発の検討を進める。また、地震本部の津波評価部会の成果である「波源断層を特性化した津波の予測手法（津波レシピ）」の検討内容、及び今後公表が予定されている津波ハザード情報に加え、防災科研で実施されている日本海溝、相模トラフ、南海トラフの津波ハザード・リスク評価、津波ハザード・リスク情報ステーションの開発等からの各種ハザード・リスク情報の活用に関して検討することを目的とする「津波ハザード・リスク情報の高度利用に関する委員会」を立ち上げ、ハザード・リスク情報の防災へのさらなる活用に向けた活動を開始している。

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津波ハザードステーション（仮称）の開発

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ハザードからリスクへ －全国を概観する地震リスク評価研究の取り組み－
社会防災システム研究部門
全国を対象とした地震及び津波ハザード評価を踏まえ、復旧・復興時まで含んだ全国概観版及び地域の詳細な情報提供を目的とした地域詳細版の地震及び津波のリスク評価手法の研究を行っています。ここでは、その取り組みの一環として実施している地震の揺れによる被害（建物被害や人的被害）を対象とした全国を概観する地震
リスク評価の概要を紹介します。

全国概観版地震リスク評価の概要
 全国地震動予測地図のハザード評価に対し、人口建物分布や地震に対する脆弱性評価を適用し、日本が保有している地震リスクを「見える化」。
 現在を評価基準年とした評価は、確率論的ベースの『確率論的リス
ク評価』と特定の地震が発生した
場合の『シナリオベースのリスク評価』から構成される。
 過去～現在～将来の地震リスクの変遷を明らかとするため、ハザー
ド・脆弱性の時代による変化を反映した過去～現在～将来の地震リ
スク評価も実施。

全国概観版地震リスク評価の概要

確率論的リスク評価

シナリオベースのリスク評価

日本全国に影響を与える全ての地震を考慮した、確率論に基づく地震
リスク評価
 評価単位：①250mメッシュ単位、②市区町村単位
 評価方法：① 確率論的地震動予測地図のハザードカーブを利用し算出。
② 個別の震源から地震動を予測。地震動の空間相関を考慮。

特定の断層で地震が発生した場合の地震リスク評価（250m
メッシュ単位）。全国地震動予測地図の簡便法・詳細法のハ
ザード評価を利用し算出

市区町村単位での評価例
確率論での評価例
リスクカーブシナリオでの評価例

250mメッシュ単位での評価例

地震動に対応した
被害率のμとσ各地点毎の建物被害・人的被害のリスクが明らかに

市区町村内の集積されたリスクが明らかに

過去～現在～将来のリスク評価
 1890年～2040年の住宅建物被害・人的被害のリスク評価
 対象期間の建物の脆弱性を被害予測
手法に反映
 過去～将来の人口・建物分布の推定

リスク評価結果の例（建物全壊棟数の期待値の変化）

リスク評価の流れ

現在・過去・未来のリスク評価

利活用に向けて ハザード･リスク評価の地域や産業等への展開を図るため、損害保険、建設、
情報通信、交通インフラ、防災コンサルティング等のメンバで構成した「ハザード・リスク情報に関する検討会」を定期的に開催し、各業界の具体的な活用の可能性について検討を進めている。
 多様なハザード・リスク評価に関わる情報を、防災対策等に適切に活用可能にするハザード・リスク情報ステーションの開発を進めている。
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-2017年台南における台湾-日本-ニュージーランドの国際会議はお社会防災システム研究部門 （郝 憲生・藤原広行）「災害ハザード・リスク評価手法などの防災科学技術の国際的な標準化や海外展開を推進する」という防災科研(NIED)が掲げた中期目標に沿って、第七回国際研究交流会を、2017年10月30日～11月3日に台南市にて開催しました。 この3カ国を中心としたハザード・ワークショップは、2015年ニュージーランド、2016
年別府で開催したワークショップに続くもので、今年は台湾側が主催しました。

NIEDとTEMとの8年間、NIED、TEMとニュージーランドのGNS Scienceとの4年間の協力に引き継いて共同研究を行いました。これらの3カ国のハザー
ド・ワークショップが注目され、会議には10カ国から100人以上の出席者があり、USGSとGEMのハザード・チームの責任者（写真の前列に両端）も参加し、熱心に発表・討議を行いました。

日・ＮＺ の共同研究PJ(NIED-GNS) (2014 ~ )日・台 の共同研究PJ(NIED-TEM) (2012~ )Northern Asia; GEM(2018)

2018年「地震ハザード評価」のグローバル・モザイク・モデルに向けて東南アジア・世界への展開
Alaska (USGS) - 2007

China National Hazard(2016) - CEA

Canada – (2010, 2015)
Northern Africa (GEM) - 2017

EMCA (2015)
HERP (2014)

EMME (2016)

SSAHARA - 2016

TEM (2015)

SGS (2018)

USGS – (2008, 2014)

Korea; GEM (2018)
CCARA - 2018

Nath andThingbaijam (2012)

Phivolcs (2017)

Mexico (GEM) - 2018

Western Africa (GEM) - 2017

Ghasemi et al. (2016)
Continental Southeast
Asia model (2018)
Pacific Islands; GEM(2018)
Indonesia National
アジア・ Hazard
model (2017)
オセアニア

Madagascar (GEM) - 2018
South Africa (CGS) - 2018

Geoscience Australia (2012, 2018)

SARA – 2015
USGS – 2010

アメリカ

アフリカ

GNS Science (2010)2016年に台湾美濃、熊本、NZのKaikoura等大地震（下中央図に★）が相次いで発生しました。 「国ごとの地

防災科研は、長い間、JST、SATREPSなどのプロジェクトに通して、東アジア（中国、韓国、台湾）、東南アジ

震動予測地図(NSHM)」のモデルの検証、「確率論的地震動ハザード評価(PSHA)」と関連する震源特性評価、

ア・オセアニア（フィリピン、インドネシア、ネパール、ベトナム、ブータン、タイ、ミャンマー）、南アメリカ（コロ

地震動のシミュレーションや予測、沈み込み帯のモデル化とリスク評価等のトピックを中心とした19の口頭発

ンビア、メキシコ、エクアドル）などの国の地震学・地震工学専門分野を支援しています。今年は、さらに表（e.g.写真）、各国の最新の成果や問題点に関する23のポスター発表を行い、討論しました。

ブータン、タイ、ミャンマー、ベトナムなどの国と共同研究を推進し、10月29日に台南で開催された東南アジ

また、Wellington・別府ワークショップのグループ討議に引き続き、グループG1-5（e.g.写真）に分かれて今後

ア「地震ハザード評価」会議に参加しました。これらの活動は、2018年末に向けてグローバル・モザイク・の研究の方向性について議論し、グループごとに代表者が発表しました（e.g. G-1のppt）。

モデルーGEMの掲げている計画（上図）に大きな貢献をしています。

大会口頭発表；グループ討議 G1：地震動ハザッド評価と有効性；G2：地震動減衰式GMPEと表層増幅率；G3：地震動シナリオと沈み込み帯モデリング；G4：地震リスク応用; G5：活断層と地殻変動モデル

会議後に美濃地震の地殻変動、台南、恒春断层構造、
原子力発電所の周辺断層調査

台南に新たに設立した台湾国家地震工学
研究センターを見学

原子力発電所（球状）の2km以内に活断層がある

日本、ニュージーランド、台湾の地震の発生確率と揺れの大きさを評価した「地震危険度評価」の基本モデルを初めて統一の基準で比較しました(Pagani et al.,2016,Seismological Research Letters,（Vol 87, No.6 裏表紙[右上写真])。強い地震動に見舞

九棚に見つかった津波の巨大なサンゴの塊

われる可能性が高い場所ほど濃い色で表しています。地震危険度評価の国際統一基準の策定に取り組むＯＥＣＤの国際プロジェクト「グローバル地震モデル（ＧＥＭ）」が開発したハザード評価のプラットフォームを使用しました。

恒春台地西側構造によりサンゴのマイクロ環礁が隆起した

今後の展開○防災・減災研究を目指す国際的な仙台防災枠組(2015-2030)、災害リスク統合研究 (IRDR)などとも積極的に連携を図る。
○東アジア地域、環太平洋地域を対象に地震ハザード・リスク評価モデルの高度化へ向けてGEMと連携し、リーダーシップを発揮する。

34

国立研究開発法人防災科学技術研究所〒305-0006 茨城県つくば市天王台3-1 tel:029-851-1611

National Research Institute for Earth Science and Disaster Resilience

地震ハザード・リスク評価の国際展開

National Research Institute for Earth Science and Disaster Resilience〒305-0006 茨城県つくば市天王台3-1 tel:029-851-1611

国立研究開発法人防災科学技術研究所

35

（国）防災科学技術研究所

社会防災研究ユニット

１．はじめに近年、日本の内陸で強い地震が相次ぎ、多くの斜面崩壊によって震源域とその周辺に甚大な被害がもたらされている。防災
科学技術研究所では、今後、活断層周辺の斜面崩壊危険度を予測するための基礎情報として、近年発生した内陸型地震による斜面崩壊の分布と規模の特徴を、特に震源断層からの距離に着目して整理・分析した。

２．対象地震と使用データ

4 新潟県中越地震

表 対象地震と斜面等データ諸元
崩壊地
データ
種別

震源断層
上端深さ
(km)

震源断層モデル

断層タイプ

ハスほか（2010）による

ポイント

0.5

山科・多田(1985)

横ずれ断層型

No

地震名

発生日時
（西暦）

マグニ
チュード

1

長野県西部地震1984/9/14

6.8

1997/3/26

6.5
6.3

鹿児島県北西部地震震災地質図
よりトレース

ポイント（社）砂防学会 「2003年7月26日宮城県
北部地震災害報告（速報）よりトレース

ポイント

2-1
2-2

鹿児島県北西部地震

1997/5/13

3

宮城県北部地震

2003/7/26

6.4

4

新潟県中越地震

2004/10/23

6.8

使用した崩壊地データ

1.1

Horikawa(2001)

横ずれ断層型

3.4

国土地理院

逆断層型

2.8

国土地理院

逆断層型

2

国土地理院

逆断層型

0.4

国土地理院

逆断層型

1.2

防災科学技術研究所資料 第317号「2004年新潟県中越地震による斜面変動 ポリゴン
分布図」より国土地理院HP
ポイント
災害要因図よりトレース
崩壊地等GISデータ
ポリゴン（森林総研）

5

新潟県中越沖地震

2007/7/16

6.8

6

岩手・宮城内陸地震

2008/6/14

7.2

7長野県北部（栄村）

2011/3/12

6.7

Has et al. (2012)による

ポリゴン

-

8

熊本地震

2016/4/16

7.3

防災科学技術研究所
土砂移動分布図

ポリゴン

0.6

-

逆断層型

(十日町断層を震源断層と想定)

国土地理院

6 岩手・宮城内陸地震

8 熊本地震横ずれ断層型

1980年以降に日本国内で発生した大規模な内陸型地震のうち、斜面崩壊に関する情報が比較的精度よく得られた8地震を対象とした。
■崩壊データ
文献に記載された崩壊をトレースして、ポイントおよびポリゴンデータを作成■震源断層モデル
国土地理院および文献のモデルを採用

各地震における崩壊地等分布状況図例、背景は地理院地図

3.崩壊距離と崩壊規模に対する断層タイプと上盤／下盤の影響
1000

下盤

岩手・宮城内陸地震（逆断層型）

上盤

900

箇所数

700
箇
所
数

累積頻度

600
500
400

300

10ｋｍ

200

20ｋｍ

0.8

25

0.7
0.6 累
0.5 積
頻
0.4 度
0.3

20

0

（上盤側：約20km 下盤側：約10km）
10ｋｍ

0

-30

-20

-10

下盤

熊本地震（横ずれ断層型）

0

0.9

800

0.8

箇所数
累積頻度

600
500
400

10ｋｍ 10ｋｍ

300

10

20

30

熊本地震（横ずれ断層型）

万

1

900
700

箇
所
数

上盤

・上盤側の方が規模の大きな崩壊が多く発生している。

20ｋｍ

崩壊距離(km)

崩壊距離（km）

1000

・上盤の方が崩壊発生範囲が広い※荒砥沢地すべりは除外

5-30～-29-27～-26-24～-23-21～-20-18～-17-15～-14-12～-11
-9～-8
-6～-5
-3～-2
0～1
3～4
6～7
9～10
12～13
15～16
18～19
21～22
24～25
27～28

0.1

0

逆断層型：

上盤
崩壊地

面
積 15
（
㎡
） 10

0.2

100

下盤

30

0.9

800

岩手・宮城内陸地震（逆断層型）

万

1

0.6 累
0.5 積
頻
0.4 度
0.3

100

0.1

0

0

・上盤及び下盤の区別なく、断層を中心として左右対称に20分布（断層から約10kmの範囲）

面
積 15
（
㎡
） 10

10ｋｍ

10ｋｍ

・崩壊規模も大きな違いはない

5-30～-29-27～-26-24～-23-21～-20-18～-17-15～-14-12～-11
-9～-8
-6～-5
-3～-2
0～1
3～4
6～7
9～10
12～13
15～16
18～19
21～22
24～25
27～28

0.2

横ずれ断層型：

上盤
崩壊地

25

0.7

200

下盤

30

0

-30

-20

-10

0

10

20

30

崩壊距離(km)

崩壊距離(km)

震源断層からの距離のヒストグラム

震源断層からの距離と崩壊規模の関係

４．崩壊距離に対する地震の規模（マグニチュード）と震源断層の深さの影響
断層タイプ・上盤/下盤の区別に関係なく、地震ごとに崩壊距離Ａを

30

崩壊距離 A（水平距離）
A の場合
上盤
下盤

崩壊地

地表面

２種類の崩壊距離と上盤／下盤の定義

6

90%

1

5
0

パーセン
タイル値

3
6

（7）

崩 20
壊
距 15
離
㎞ 10

0

7.5

地震の規模と崩壊距離の関係

95%
4

0.5

1

1.5
2
2.5
震源断層の深さ（㎞)3・逆断層型は上盤側で崩壊の頻度が高く、規模が大きい傾向がある。崩壊の発生範
囲は上盤側が下盤側の約2倍である。
・横ずれ型は上盤と下盤の区別なく断層からの距離が10km程度の範囲に集中する。
・震源断層からの距離の計測方法によって、距離の分布は異なるものの、上記の傾向は概ね変わらない。
・これらの結果は「内陸地震による斜面崩壊危険地域分布図（試作版：右図）」に

36

斜面崩壊危険地域分布図のイメージ

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3.5

4

震源断層の深さと崩壊距離の関係

5．まとめ反映される。

90%

3

2-2

1

0

パーセン
タイル値

5

2-1

6

5

4

6.5
7
マグニチュード（M)震源断層が浅いほど崩壊距離が増加

8

25

95%

5

上盤と下盤の区別なし

30

8

)

上端位置を水平面に投影モデルの断層面

上盤と下盤の区別なし

(

2-2

2-1

)

を検討した。

25(

崩壊距離 B（最短距離）

離の指標として、地震の規模と震源断層（上端線）の深さとの関係

下盤

20
崩
壊
距 15
離
㎞ 10

集計し、全体の90・95％をカバー
する距離（90・95％値）を崩壊距

地震の規模が大きいほど崩壊距離が増加

B の場合
上盤

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内陸型地震による斜面崩壊と震源断層特性との関係

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気候変動適応のためのダウンスケーリング技術による高解像気候シナリオ情報－極端事象の力学的ダウンスケーリング－
防災科学技術研究所 社会防災システム研究部門 大楽浩司・石崎紀子
背景地球温暖化による気候変動に伴い、世界各地で極端気象が観測されるようになってきた。そして、それらの極端現象は年々深刻化する傾向にある。日本では、各地域での気候特性に応じて、猛暑はさらに厳しく、大雨や大雪は豪雨や豪雪となって、甚大な被害をもたらしている。このような現状から、国レベルだけでなく、地方や地域レベルにおいても気候変動への緩和策・適応策を検討する必要性が高まってきている。

Social Implementation program on Climate change Adaptation Technology (SI-CAT)[ 概要 ]
気候変動への対応を検討するため、地方自治体では信頼性の高い気候変動予測データの作成技術が必要である。加えて、気候変動への適応策の効果を評価するための技術も必要である。本プログラムでは、これらの技術を自治体とともに開発し、実社会で実装できる適応策の策定と導入を支援していく。

地方自治体等の気候変動対応策に生かされる技術開発
超高解像度ダウンスケール技術の開発

https://si-cat.jp/_public/20160331_A4_brochure.pdf

力学的ダウンスケーリング技術
気象庁気象研究所が開発する地域気候モデルNHRCM*を用いて、全球規模での気候情報から地域規模での情報を作成* Nonhydrostatic Regional Climate Model

使用する気候情報
地球温暖化対策に資するアンサンブル気候予測データベース
database for Policy Decision making for Future climate change
http://www.miroc-gcm.jp/~pub/d4PDF/design.html

各解像度における計算領域とその地形

IPCC 第五次評価報告書

20km格子60km格子5km格子(気象庁提供)各自治体の目的や対象とする気象現象に応じた実験設定
今回のモデル自治体：岐阜長野
対象事象 降雪・積雪
中部山岳域における降雪・積雪の将来変化
水資源、生態系 etc..

図:d4PDF HPから引用

対象事象 豪雨
河川流域での豪雨イベントの将来変化
洪水災害、土砂災害 etc..

本プログラムで使用
5km水平格子での実験計画● 将来実験 [２℃昇温気候] （2060〜2090年）● 現在実験 （1980～2010年）
12メンバー 計372年
12メンバー 計372年▼ 現在実験 [JRA-55境界]（1980～2015年） ● 将来実験 [４℃昇温気候] （2080〜2110年）
12メンバー 計372年
1メンバー 計36年
★実際に起こった過去の事象を現実的に再現可能

2km/1km水平格子でのダウンスケーリング実験計画● 雪に関する現在実験および将来実験：多雪年・少雪年の上位X年分/50％ile付近のX年分● 豪雨に関する現在実験および将来実験：対象河川流域での豪雨イベント上位Xを抽出
2km/1km格子

力学ダウンスケーリングで得られる結果の一例＜モデルの高解像度化＞＜大規模アンサンブル＞
最高気温の頻度分布（８月）

台風による1時間降水量

赤濃: 5kmモデル 5メンバー平均
赤薄: 5kmモデル 各メンバー
青濃: 20kmモデル5メンバー平均
青薄: 20kmモデル各メンバー
灰: 観測
点線: JRA55

東京

熊谷
モデル自治体

水平格子間隔複数メンバーの利用で滑らかな頻度分布が得られる

水平格子間隔5km

20km

日降水量の頻度分布と再現期間

降雨域と降雨強度がより鮮明に再現可能に

岐阜
モデル自治体冬季における積算降水量（過去再現12月1日ー3月31日)
水平格子間隔20km

水平格子間隔5km

青丸 5km 10メンバー平均
青線 5km 各メンバー
モデル自治体 黒丸 観測
灰JRA-55 5km

長野

水平格子間隔1km[mm]

日本海側の降水（雪）量が多い地域が鮮明に低頻度だが高い危険性をもつ現象を再現

地域規模の低頻度極端現象を再現できる技術を用い、各自治体のニーズを踏まえて高解像度大規
模アンサンブル気候シナリオ情報を共創し、対象とする極端現象の近未来における確率的な変化特性を明らかにする。作成した地域気候シナリオは、DIASのデータベース構築の一端を担う。データ抽出ツールの構築・格納により、ユーザーのニーズに適したデータ提供が可能となる。また、いくつかの自治体において共創した事例は、他の地域における適応計画の検討に寄与・波及する。

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サブ課題代表機関： 防災科学技術研究所 実施責任者：大楽浩司
分担・協力機関： 農業・食品産業技術総合研究機構、東京工業大学
背景• 日本を含むアジア地域は、豪雨や台風による風水害、渇水による旱魃等などによる大規模な被害に脅かされており、気候変動による被害の増大・深刻化が懸念。
• 気候変動適応策をいつ、どの程度行うかについての検討・意思決定には、気候の現状把握を深めた上で、信頼できる基盤的な地域気候情報を創出することが不可欠。
• 情報が有用なものとなるには、時空間的に包括的で一貫性がある必要。

統計ダウンスケーリング技術
目標
１） 代表的な複数の統計的DS手法・バイアス補正手法を適用し、確率情報を付加した1km解像度のアンサンブル気候シナリオデータベースを創出
２） 自治体等が影響評価に活用するためのツール群の開発・整備
統計ダウンスケーリングにより、全国1kmの気候シナリオを作成して提供した上で、それでは満たせないモデル自治体のニーズに応えるために、力学ダウンスケーリ
ングにより特定の目的・条件などに適合した（tailored)気候シナリオの作成や影響評価を実施。

手法：BCSD（Wood et al. 2002, Wood et al. 2004, Maurer et al. 2008）

日本全国1km地域気候シナリオ試用版Ver.2.0の開発
・要素：降水量(pr)、日平均気温(tas)、日最高気温(tasmax)、日最低気温(tasmin)・モデル：MIROC5, MRI-CGCM3, GFDL-CM3, CSIRO-Mk3-6-0, HadGEM2ES（35モデル超への拡張予定）
・シナリオ：現在気候、将来気候(RCP8.5)
・対象地域：日本全国
・水平格子間隔：1km
・時間間隔：月・日単位
・参照した観測データ：農研機構のアメダスメッシュ農業気象データ
・期間：現在気候；1950-2005年、将来気候；2026-2050年（2051-2075、20762100年へのデータ拡張を念頭）・ファイルフォーマット：NetCDF4(CF1.6準拠)。データ部は、2バイト整数値出力。
HDF5圧縮。
・カレンダー：各モデルのカレンダーをStandard※1に統一。Noleap(365days)は閏日を内挿補間。HadGEM2-ESなど(360days)は最近接法※2で補間。
※1：グレゴリオ暦。現行の太陽暦。
※2：Bosshard et al. (2015)，Local scenarios at daily resolution for emission scenarios A2 and RCP3PD：CH2011 Extension Series
No.1.http://www.ch2011.ch/pdf/CH2011plus_No1_Bosshard2015.pdf

・降水量のバイアス補正方法をInes et al.2006の方法に準拠（降水日数が観測と一致するように調整し、降水強度の累積分布関数を補正）。
・同一日・同一メッシュの日最高気温、日平均気温、日最低気温の大小について、整合性がとれるように入れ替え。

統計ダウンスケーリングプロダクトの例
統計DSと観測との差（Daily、MIROC5）

極端現象の再現性
30, 33, 35, 37℃以上の日数（tx30, tx33, tx35, tx37）について、MRI-CGCM3(BCSD)と観測値(1km)の結果を比較

年降水量の将来変化率（Pr, Daily）

気
温

統計DS手法によって生じる系統的誤差（観測データをDS）

降水
量※再SD：1kmの観測データをモデルバイアス補正用に1degreeに平均化したものを、1kmにダウンスケーリング。

・構造が異なるモデルによってそれぞれ異なる気候応答
・多くのモデルが降水量の増加を示唆（定性的に一致）

統計ステークホルダーとの協働・アジアへの国際展開・協働
SI-CATでは、気候変動適応技術の社会実装に向けて、プログ
ラム終了後も成果が活用されるように、各研究チームの取り組
みを汎用化すること等について自治体関係者や民間企業等と議論し、情報交換・共有する場を作って取り組んでいる。
e.g. 気候シナリオ検討WG, 気候変動適応技術の情報共有ワー
クショップ(2017/3/14,15)

ワークショップの主な議論から SI-CAT成果が利用（社会実装）されるには、どのように取り組んでいくか？

CORDEX Asia Empirical-Statistical downscaling(ESD) group

１．現場のニーズに立った研究開発の設計• 自治体と研究機関の知識等のギャップは大きい。まず研究者側が関わりのある
データを整理して提示し、製品開発会議をする必要。
• 自治体のニーズ調査は継続。シーズや成果を出すことでニーズが出てくるように。
継続的な共通理解・議論の場が必要。議論を繰り返し、ニーズ情報の質を高める作業が必要。
• 気候から影響評価まで整合性のあるシナリオ。短時間降雨の情報。人口動態等の社会経済シナリオのデータが欲しい。

２．成果の利用・普及、継続性• 予測結果と評価結果の全体見取り図。対策もセットで。業界標準のガイドライン的なものが必要。
• 潜在的適応策の意識化。政策リストアップし、意識化し、優先度を上げる。
• 多様なニーズ。情報（データ）を利用しやすいアプリ。DIASとの具体的調整。
• データのオーソライズ・継続性（サポート・フォロー: データとアプリそれぞれ）

38

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National Research Institute for Earth Science and Disaster Resilience

気候変動適応のためのダウンスケーリング技術による高解像気候シナリオ情報 －統計的ダウンスケーリングとCORDEX Asia ESDによる国際展開－

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南海トラフ広域地震防災研究プロジェクト
社会防災システム研究部門
南海トラフ広域地震防災研究プロジェクトは、将来発生する南海トラフ巨大地震へ備える研究を、理学・工学・社会学の連携で実施し、地震・津波のあらゆる被害予測とその対策、発災後の現実的な復旧・復興対策を検討するとともに、地域研究会を通じて行政等と連携、成果の社会実装を目指したプロジェクトです。

南海トラフに関連する研究成果や公開情報を集約し発信するサイトの構築と改良

広域のリスク評価に基づく防災対策の費用対効果の試算
将来の地震発生確率の変化を考慮した確率論的地震・津波ハザード評価や将来の人口・建物モデルに基づき、2015～2065年を評価基準年とした地震・津波のリスク評価を実施し、南海トラフで発生する
地震・津波の建物被害や人的被害のリスク（10年期待値など）の変遷を、これまで示してきた。本研究では、これらの成果を活用しながら、地震対策・津波対策についてそれぞれ2つの戦略を設定し、各戦略を実施した場合の費用対効果について試算した。

費用対効果の検討の枠組みと本検討における防災戦略
費用・便益は、2015、2025、2035、2045、2055年の(1) 費用対効果の検討の枠組み
それぞれの時点から10年間の費用と便益を算出
し、それを集計したもの（すなわち50年分）を全体の費用・便益とした。

ト
ッ
プ
ペ
ー
ジ

研究成果や地域情報など閲覧可能

プラットフォームは2017年3月末より一般公開を開始した。

http://nankai-bosai.jp

情報内容や機能の検証と改良
【
利
活
用
】
ベ研
ー究
ス者
参が
照デ
ー
タ

(2) 本検討における防災戦略 地震対策 → 評点1.0未満の旧耐震木造建物の耐震補強• 戦略１ → 右図(a)の範囲が対象• 戦略２ → 右図(b)の範囲が対象
 津波対策• 戦略１ → 既存堤防の嵩上げ。対象範囲は右図(b)• 戦略２ → 2015年以降標高5m未満の地域への新築規制。対象範囲は右図(b)データ
検索【検証】 行政、関連組織、住民が防災計画立案や訓練

便益

建物内収容物の損失額の軽減地震対策(1) 費用の算出方法

2. 実働組織の活動

防災の計画
や、各地の
訓練企画に
利用

シミュレーション結果、震災教訓

利用

1.総合閲覧（自分で調べる）
地域における
各種災害情報(2) 便益の算出方法③実際に地域に住む住民を対象

リアルタイム
データ表示

情 （おすすめ情報セットを見る）
報
目的別に利用・
コンテンツの
コン
セットを用意
テ
● ●
ン
訓 啓
ツ
練 発
項
向 用
目
け の
選
コ コ
ン ン
定

テ テ
ン ン
ツ ツ
利 閲
用 覧
ペ ペ
ー ー
ジ ジ など

関連の情報

成プ
果ロ
もジ
閲ェ
ク
法令等の紹介 覧 ト
利研
用究

DONETなど
データベース構築

１．【検証】 行政、関連組織、住民が防災計画の立案や訓練に利用する
公助・共助・自助での利活用をイメージし、行
政・社会福祉協議会・住民の3つのターゲットに対して利用の試みを実施した

ユーザ別利用

2.目的別ページ

マルチ検索機能
情報提供ページ各種

1)

地域の
防災勉
強会など

ハザードマップ 被害予測情報など

災害情報
プラットフォーム

耐震補強費用は、荒木・井戸田(2004) による耐震補強による評点増加等の関係から算出

自助

3 住民への啓発

社協、自主防、民生委員、企業BCPなど②実際の業務を実施する実働担当者を対象（社協、民生委員、など）

Topページ 費用の算出方法
 対策にかかる費用
人的被害  対策で構築したものの維持管理費の軽減
 費用計上は直接的な費用のみとし、対策実施による補償費用等は含まず

共助

防災訓練や
要支援者対
策に利用

東海、関西、
四国、九州①行政やライフライン企業の防災担当者を対象 便益の算出方法（損失額10年期待値の軽減分）
建物損失
額の軽減

公助

1. 行政の計画

２．【改良】南海トラフ広域地震災害情報プラットフォームの内容改善
検証から得られた意見を反映し、よりユーザが求めている情報項目や内容の追加、表示のデザインなどについて改良を実施した
地震動

歴史

教訓

【改良】南海トラフ広域地震災害情報プラットフォーム
浸水深検証実験の場

実験
利用

東日本大震災の教訓、歴史地震、各地の想定情報画像、
DONET情報、津波履歴調査、などなど

液状化①【自治体】 防災担当者の要望ヒアリング調査• 建物損失額の軽減分：耐震補強前後の被害関数を用いて算出した建物損失額の差• 建物内収容物の軽減分：耐震補強前後の建物内収容物の損失額の差②【社協＋自治体】 要支援者対策の利用試み
2)• 人的被害損失額の軽減分：逸失利益＋医療費＋精神的損害額で損失額を評価
1.大阪府社協の災害情報ポータルサイト構築と利活
用研修(3) 費用対効果の試算結果

2.大阪府河内長野市の災害ボランティアセンター設
置計画での利用 50年間の費用
 損失額の50年期待値
 戦略１
約2,760億円
 対策なし 約50.0兆円
 戦略２
約1,090億円
 戦略１
約49.4兆円（便益0.6兆円）
 戦略２
約49.3兆円（便益0.7兆円）

3.大阪府阪南市の要支援者対応訓練計画での利用
4.大阪府松原市社協の地域住民防災活動での利用
その他、BCP担当者育成研修会にて取り組みを紹介

費用便益差
 戦略１
 戦略２

約3,290億円
約5,960億円

費用便益比
 戦略１
 戦略２

モデル地区での検証実験

2.19
6.44

地域研究会向け、および地域防災活動者向けの情報発信・意見共有ページの利用検証を開始した。
「各地域ユーザの特性」に合わせて「求められる関連情報」をカスタマイズ・閲覧できるページを作成
し、情報と機能の検証を行った。平成29年度は、地域研究会や関西地域にて利用実験を行い改良作業を行っている。（継続中） 地震リスクの時系列的変化の特徴として、地震動の大きな地域に限定した戦略のほうが、総便益
が総費用を上回る時期も早い。
 補強対象地域の選定には今後の人口動態を考慮することが重要。
 耐震補強対象とする建物は、今後も長期間使用することが見込まれる物等を選択することが重要。

津波対策(1) 堤防の最適嵩上げ高の検討（戦略１）

地震動や津波浸水などの被害想定情報をマップで閲覧可能

検討対象地域の既存堤防高に対して嵩上げ高を1.0～7.0mと変化させた場合の費用・便益を算出。
費用便益差(B-C)が最も大きくなる嵩上げ高を最適嵩上げ高とし、戦略１として利用。

陸上(強震モニタ)と海底(DONET)の地震計による、リアルタイム情報も閲覧可能(2) 新築規制後の建物・人口分布（戦略２）2015年以降、標高5m未満の地域の建物新築の規制することとし、その分の人口・建物が標高5m以上の地域に配分するモデル

ほかに、プロジェクト研究成果として、災害の教訓、歴史災害のデータベース、ハザード・
リスク情報、国・県からの対策お知らせ
・・・など閲覧可能(3) 費用対効果の試算結果
 損失額の50年期待値
 対策なし 約9.3兆円
 戦略１
約6.6兆円（便益2.7兆円）
 戦略２
約0.8兆円（便益0.8兆円）

費用便益差
 戦略１
 戦略２

約1.4兆円
約0.8兆円

費用便益比
 戦略１
 戦略２

 50年間の費用
 戦略１
約1.3兆円 戦略２なし

大阪府社協研修会（府内の市町村社協職員向け）
2.04－

 津波リスクの時系列的変化の違い• 戦略１：堤防完成時点(2025年)に期待値が減少。
• 戦略２：時間の経過に伴い徐々に効果を発揮。今後も新築建物が見込まれる地域では、津波リスクを抑制するような土地利用が中長期的には効果を発揮する可能性がある。

地域の行政と防災リーダ（松原市）
津波による建物損失額・損失率の10年期待値の推移

その他 BCP担当者研修会

地域研究会向けページ http://nankai-bosai.jp/v0.2/index.php?gid=10182※ログインしなくても公開情報は閲覧可能です

今後の課題
費用対効果の観点から、ハード対策及び土地利用によるソフト対策の評価を試算した。試算方法やその精度については、対策実施による影響等の間接的損失額の計上方法の検討等も含めて、今後の検討課題である。

今後の課題
自分にかかわる災害情報を閲覧する（知る）だけでなく、日常業務や住民訓練の計画にどのように参照（使う）すればよいのかも助言・誘導できる仕掛けを組み込むことが課題である。

国立研究開発法人防災科学技術研究所〒305-0006 茨城県つくば市天王台3-1 tel:029-851-1611

39

■ 研究プロジェクトの概要【概要】 防災科学技術の研究成果の「知」を情報として結集・共有する仕組を構築するとともに、災害対策の現場と常に密接に関わりながら、災害対策に有効な情報プロダクツ生成技術とその利活用技術の研究開発を行う。
【目的】 各種自然災害に対する予防・対応・回復の対策の現場において、社会を構成する各セクター（国、自治体、企業、NPO、地域コミュニティ、個人等）が、各種情報プロダクツを共有・利活用
することで、的確な意思決定や行動を執り、協働する、レジリエントな社会を実現する。
【目標】 (1) 災害対策の基盤となるデータや対策技術の共有機能と各種情報プロダクツの生成機能を有する情報サービスプラットフォームを構築する。
(2) 災害対策の現場の状態を踏まえ、現場に有効な各種情報プロダクツを利活用した防災ソ
リューションを創出し、社会実装する。

■ 研究プロジェクトの全体構成

IoT、
ﾋﾞｯｸﾞ
ﾃﾞｰﾀ、
AI技
術の
活用

■ コンセプト：「災害対策の現場と共に」現場に出て、現場の問題を発見し、現場と共に問題を解決し、現場に役立つ研究成果を創出する。

■ 研究員構成●研究統括：
臼田 裕一郎40●主任研究員：李 泰榮
田口 仁●主幹研究員：
伊勢 正
花島 誠人
三浦 伸也

●特別研究員：
崔 青林
佐藤 良太
島崎 敢

●特別技術員：
磯野 猛
半田 信之
池田 真幸
増田 和順
佐野 浩彬
水井 良暢
高橋 拓也
吉森 和城

国立研究開発法人防災科学技術研究所〒305-0006 茨城県つくば市天王台3-1 tel:029-851-1611●客員研究員：
加藤 孝明
佐藤 隆雄
坪川 博彰
中根 和郎

National Research Institute for Earth Science and Disaster Resilience

情報の利活用に基づく災害対策に関する研究プロジェクト

情報の利活用に基づく災害対策に関する研究プロジェクト
課題・目的
頻発する各種災害に対し、
ハザード評価 防災に資する様々な技術が研究・開発・公開
例）ハザード評価、リスク評価、リスクコミュニケー
リスク評価
ション、リスクマネジメントの技術 等
モニタリング

自然災害

定義の明確化と
モデル化
情報収
集

構成要素の
検討と分解

曖昧なレジリエンスを徐々に明
確化

レジリ
エンス
とは

影響要素α

レジリ
エンス
とは

モデル
化

評価

要素a1

評価

要素a2

評価

構成要素B

評価

構成要素C

評価

構成要素D

影響要素β

結束力

雪害

災害リスク
レジリエンス

支援力

地域間の防災対策の比較検討ができない

レジリエンスの定量的な評価手法が必要

目
的






地域で発生する災害リスクを総合的に評価できるサービス
地域の防災体制や活動を評価できるサービス
地域の防災対策で活用できる手法や技術を入手できるサービス
標準的な地域防災対策（地区防災計画の作成）手法の提供

評価

レジリエンスの
可視化！

重
み
付
け
予
防

全国の分布
の中での把
握

後

（林2014ほか）

回復力

強
中
強
弱

相対的に弱い地域にリソースを配分できる

防災活動の効果は？

レジリ
エンス

地域

地域

B

=

頑丈で被害を受けにくい程度+

被害からいち早く回復する力資源
地域内の弱い部分にリソースを配分できる

対
応

不足要素の
抽出

被災

被災

前

後

!

評価手法を広く提供

災害による変化は？

災害リスクレジリエンスの標準的・定量的可視手法

R=f(H,E,V,A,T)

地域による違いは？

受援力

▲▲力

被害の受けやすさ

実施

A

回
復

評価

資
源

【災害レジリエンス】

災害を乗り越える力

●●力

風水害

レジリエンスの定量的な評価手法がない

関係性尺度

評価

構成要素A

津波災害

火山災害

レジリエンスの定義が必要

物理尺度
心理尺度

前

レジリ
エンス
とは
定義作
成

評価⼿法の利用普及と標準化

重み付けと
総合得点化

個々の評価
⼿法開発

実施

検討

地震災害

取り組みや活動の効
果がわからない

定義と狙い

研究の構想
レジリエンスの
現状と課題

レジリエンスの定義が曖昧

ﾘｽｸ情報➡ﾚｼﾞﾘｴﾝｽ

防災対策の現場では、
専門性
活 可視化
 画一的・実践者の狭い経験に依存した対策
具体性 用➡地域レジリエンスに応じて専門・具体・多強化
様な情報を利活用した地域に必要な防災対策 多様性

フィードバックと最適化

地域の人が弱いことを自覚し努力できる

全国の多数のデータを蓄積前 対策 後強化されたことを確かめられる（定点観測） 全国の自治体・活動実践者・研究者のために、標準的・定量的なレジリエンスの評価手法を提供することにより、レジリ
エンス向上に向けた取り組みの効果検証や比較検討が可能になり，あらゆる活動・研究の発展に貢献

評価項目の検討

表現方法の検討
収集したデータをどのように表現すればよいのかを検討

基礎自治体のマネジメント

様々な知見から災
害レリエンスを測定する指標を検討

データ収集
方法による
分類
既存統計の
利用

自治体防
災担当者
の声

レーダーチャート
による項目間比較

自治体担当
者が回答

被災地調
査の結果
基礎自治体の資源等の状態

地域住民の状態

地域実践
者の声

不特定多数
から収集

尺度開発の
必要性検討
共通のモノ
サシ（測り
方や単位）
がありその
まま調べら
れるもの

先行研究
の共通点

地域組織・企業等の状態

政府・省
庁系文書

Z score*ヒストグラムによる地域の相対的表現

災害の事
例・教訓
DB

多類
様似
な自
相治
対体
表の
現中
で
の

クラスタ分析による類似自治体の抽出

t=(432)=-17.47, p<.001 d**=0.85t(432)=-15.70, p<.001, d=0.76t(432)=-6.63, p<.001, d=0.32

Max.
75%ileMean
25%ileMin.

VioPlotによる分布と変化の表現t(432)=-13.29, p<.001, d=0.64t(432)=8.48, p<.001, d=0.41*The�Z score�is�based�on�the�M and�SD of�randomly�
sampled�600�people�across�Japan**�Cohen’s�d is�interpreted�as�small�effect�at�0.2,�
medium�effect�at�0.5,�and�large�effect�at�0.8

The�scores�of�all�factors�varied�significantly�before�and�after�the�Kumamoto�earthquake.

尺度の開発

現状利用
共通のモノ
サシがなく，
尺度開発・
測定技術開
発が必要な
もの

研究成果の地域展開と検証
か災当自
らリ者治
意 ・体
見ダ地防
聴 域災
取等防担
ー
ー

National Research Institute for Earth Science and Disaster Resilience

災害レジリエンス可視化技術に関する研究開発

を得
順ら
次れ
反た
映意
見

 自然特性は異動や引継ぎの際の参考情報として使えそう 財政力指数は対策手法のコスト感覚を理解するために役立つ 人口集中、耐震基準導入、自主防災会結成率に関する情報も インフラ設備などの指標がほしい

国立研究開発法人防災科学技術研究所〒305-0006 茨城県つくば市天王台3-1 tel:029-851-1611

41

情報の利活用に基づく災害対策に関する研究プロジェクト
課題・目的
頻発する各種災害に対し、
ハザード評価 防災に資する様々な技術が研究・開発・公開
例）ハザード評価、リスク評価、リスクコミュニケー
リスク評価
ション、リスクマネジメントの技術 等
モニタリング

ﾘｽｸ情報➡ﾚｼﾞﾘｴﾝｽ

防災対策の現場では、
専門性
活 可視化
 画一的・実践者の狭い経験に依存した対策
具体性 用➡地域レジリエンスに応じて専門・具体・多強化
様な情報を利活用した地域に必要な防災対策 多様性

研究の構想

対策目的
Ｓ
に応じた
Ｒ
Ｗ
主体間の
Ａ
Ｎ
Ｂ
RM
災害ﾘｽｸｺ
地
RC 学 RM ﾐｭﾆｹｰｼｮﾝ
Ｅ
Ｋ
域
校
Ｏ
及び災害ﾘ
民
地域防災の実践に必要な災害ﾘｽｸｶﾞﾊﾞﾅﾝｽの構築に
ｽｸﾏﾈｼﾞﾒﾝﾄ
間
情報が災害種別・地域特
必要な地域主体の役割とが行われ徴別に分類されていない。
RMて い な い 。 関係性が明確ではない。
課題

対策

目
的






情報

RM
行
政

地域で発生する災害リスクを総合的に評価できるサービス
地域の防災体制や活動を評価できるサービス
地域の防災対策で活用できる手法や技術を入手できるサービス
標準的な地域防災対策（地区防災計画の作成）手法の提供

地域との協働 リスク情報の共通項と地域項の構造化と活用による地域協働型のリスクコミュニケーションを通じて、地域防災の全セク
ターにわたる主体の責任と権限の付与したリスクマネジメントによるリスクガバナンスの強化に貢献

防災対策の検討・運用手法
構
成
・
内
容

計画づくりの前に【準備する】（

計画づくり（３）【検討する】

計画づくり（４）【活用する】

計画づくりの後に【運用する】

地域防災取り組みの実態分析
府省庁

災害特性

地域課題

災害対策

内容
説明

ｱｸｼｮﾝﾌﾟﾗﾝ

60分程度

60分程度
自己
紹介

対策マップ

グループ議論１

休憩【手引き】利用
手引き

内容
説明

グループ議論２

発表共有【資料集】と【ワークシート】利用

地域防災取り組みの要件定義

予測

予測
・
観測

予防

活動
・
訓練

対応

警戒
・
応急

地区防災計画
（ひな形）

回復

復旧
・
復興

研究成果の地域展開

42

RC

Ｉ
Ｈ
Ｎ

組織

RM

実践フェーズに必
要な対策

活用する

リ ス ク 評 価RM

対 策 目 的 別 に RM と
RCの手法

Ｎ
Ｆ
Ｅ

Ａ
Ｃ

予防

対応

回復

対策の実践に参考 防災ﾂｰﾙ
ｼﾐｭﾚｰｼｮﾝ ﾊｻﾞｰﾄﾞﾏｯﾌﾟ 災害履歴
復興計画
支援組織
生活再建
にできる情報DBの構築とデータ収集 手法・事例 法律、制度 予測・推定 災害対策 対応ﾂｰﾙ
地域再建 事例教訓

総合防災情報センター
NIED-CRS

調査する

災害対応に必要な情報の一元化を目指した情報DB とPFの構築
・
ｼﾐｭﾚｰｼｮﾝ

資料集

観測・ｾﾝｻ

！

事例

活用

手法
支援者

！

地域防災WEB

？

活用

登録
災害特性

対策事例

施策・手法

手引き・ﾏﾆｭｱﾙ

国立研究開発法人防災科学技術研究所〒305-0006 茨城県つくば市天王台3-1 tel:029-851-1611

・
・

SIP4D

防災対策に必要な情報の一元化を目指した情報DB と
PFの構築
社会統計
ﾊｻﾞｰﾄﾞﾏｯﾌﾟ

予防

登録

・

対応

予測・推定

ワークシート

ﾏﾆｭｱﾙ

！

！

Ｂ

他

地域のレジリエンス強化のための
地域防災対策SOPの試案策定

確認する

検討する

地域対策の実践に関する経験やノウハウに関する情報共有の場

交流・相互支援の場

組織災 害 RG 構 築 に 必 要
な関係性

リ ス ク 対 応

手引き

学校

体制
行政 RM

住民
学校

リ ス ク 分 析

ー
ビ
ス
の
展
開

住民

行政

内容
RM

地域での利活用イメージ

リ ス ク 特 定

事業

準備する

状 況 確 定

防
災
対
策
サ

手法

ﾏﾆｭｱﾙ

制度

対策

防災対策データベースの構築

地区防災計画作成の視点・考え方、進め方、必要な情報、ワークシートを試行作成し、【手引き】と【資料集】としてまとめる。

政策

システム

防災活動・教育な
どの防災対策に資する各種情報の活用実態を分析

ｶﾞｲﾄﾞﾗｲﾝ

政策
制度

ワークシート

資料集

手引き

事業

自治体

大学

）

進
め
方

計画づくり（２）【調査する】

研究機関

地域関係者

方
法

計画づくり（１）【確認する】

防災情報の構造化・DB化

災害履歴

手法

研究者
事例

National Research Institute for Earth Science and Disaster Resilience

災害レジリエンス強化技術に関する研究開発

National Research Institute for Earth Science and Disaster Resilience

統合化地域防災実践支援Webサービスの開発-地域防災の現場と研究成果・専門家を繋ぐ「地域防災Web」情報の利活用に基づく災害対策に関する研究プロジェクト

公開型実証実験実施中■地域防災Webとは・・・

KWWSVWULDODOOERVDLMSDOOERVDLZHE

●地域防災の研究成果を短時間で把握できます。
●対象者は、市区町村の防災担当者、地域防災リーダーで、ユーザーページがつくれます。
●地域特性（社会特性・自然特性・災害の危険性）に応じた防災対策手法・事例を活用できます。
●企画提案書作成の際に有用な情報（予算や期間、注意すべき点等）が得られます。
●国土数値情報、統計GIS、災害年表マップ等の情報が、ユーザーページで確認できます。

■地域防災Webの構成

研究成果（手法・事例）

ユーザーページ
自治体を全国と比較して、相対的に把握することができます。また、地域特性に応じた手法が活用できます。

地域特性

防災対策手法

手法の詳細

手法紹介のトップ部分で、手法を短時間に把握でき、さらに手法について、どのように実施したのか等の詳細情報が得られます。

手法の要点を3文で説明する「3文要約」
１文目：概要２文目：特長３文目：適用条件

３文要約

手法の実践事例や手法に関する資料を活用できます。

実践事例・資料手法を実施する際の予算や期間などの情報が得られます。また手法を実施するにあたっての注意点等の情報も得られます。

手法についての情報■災害の危険性と災害に関する地図■災害の記録地域の災害の危険性を、災害種別ごとに全国整備データで相対的に把握し、地図で確認することができます。

「災害の記録」で、災害年表マップの情報を
自治体ごとに確認できます。災害年表マップは
全国の災害事例をデータベース化したもの。

全国整備データ：
国土数値情報
微地形区分図、統計GIS
確率論的地震動予測地図

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出典資料：
地域防災計画43

-高度自然言語処理プラットフォームとの連携社会防災システム研究部門
プロジェクトの概要

本プロジェクトでは，総務省の「IoT，BD，情報通信プ
ラットフォーム」社会実装推進事業の一環として，①高度自然言語処理プラットフォーム（AI-PF）に関する研究，②「災害医療」「保健・衛生」「社会インフラ・防災」「警備・セキュリティ」の分野における各種課題の解決に向けて，
高度自然言語処理の構築・実証・推進，を行う．

連携機能① 高度自然言語処理プラット
アビーム
フォームに関する研究
コンサルティング
② 警備・セキュリティ分野
責任者：織田 美穂

災害対応現場に存在する様々な課題
・写真や画像・非構造化データ
・問い合わせの殺到
・手書き情報・アナログデータ
・情報の不整合・欠損など
・被災者ニーズをモニタリングしたい．
・外国語による情報発信・統合処理が困難かつ時間が掛かる
・人的リソースが足りない
・情報の海におぼれて，重大な潜在リスクに気付かない （予想外・想定外）
・・・・・

自然言語処理モジュール

IoT技術活用モジュール② 社会インフラ・
防災分野

自然言語処理エンジン（DISAANAベース）

情報分析
エンジン

ビッグデータ

辞書データ

API

固有語対応
モジュール

・多角的情報の突合せによる情報有用性向上技術
構・他分野利用者への有用情報抽出技術
想・他分野情報の統合化技術
構
検・情報の回り込み対策技術
築証
・IoT情報を自然言語化する技術

高度自然言語処理プラットフォーム（AI-PF）
アドホック自然言語情報

テキスト○○公民館に避難してますメッセージン
グサービス

連携
強化

外部インタフェース
API

被害報
報告様式

構造化テキスト
災害データスキーマ

構造化テキスト
データ解析機能自然言語情報集約機能

自然言語文書情報

Object: B町
Category: 市町村
Object: A市 Info: 停電
Category: 市町村
Time: YYMMDD-hhmmss
Info: 給水制限

標準災害情報
プロダクツ

社会
実装

Time: YYMMDD-hhmmss

現場の自然言語情報

災害医療関係✓J-SPEED活動日報✓隊員クロノロジー✓本部クロノロジー 等

API RETURN(構造化データ)

PF間連携インタフェース機能

停電
Ｂ町１丁目
Ｂ町２丁目
…
上水道被害
Ａ市全域 給水制限
Ｂ町 全域断水

新規開発対象
論理統
合処理

標準デー
タセット

連携
強化

災害情報プロダクツレシピ
生成機能
（改修）

災害情報
プロダクツ

機能
強化

!!

エリア：市町村
データ：給水制限COP：避難所
加工：オーバレイ
形式：MAPSIP4Dプロトタイプ実装済機能

SNS情報✓Twitterデータ✓LINEデータ 等

自動配信機
能

避難所関係
✓施設・避難所等アセスメントシート✓H-CRISISデータ✓避難所マスタ✓避難所環境（IoTデータ）：赤外線，
音声，におい，温度，湿度✓避難所ステータス（開設状況，ライ
フライン・衛星状況など） 等

指定避難所
が満員 飲用水が
ない
土砂災害
が発生
道路不通
救助が
必要

非指定避難
所があるよ

異種情報のマッシュアップ

Object:○○公民館
Object:○○公民館
Object:○○公民館
Category:公共施
Category:避難所
Category:避難所
設Location:(X,Y)
Location:(X,Location:(X,Y)Y)
Info:指定外避難所
Info:断水
Info:断水

API CALL

文書資料

機能
強化

高度自然言語解析処理○○集落が孤立！

社会インフラ・防災関係✓SIP4Dデータ✓消防庁様式4号✓災害対策本部会議資料✓Lアラート 等

リアルタイム連携
情報真偽性
評価＜主なAIでの処理＞
・IoTデータの自然言語化
・異種・異分野情報の重ね合わせ
・最適化解析 等

・被災情報の迅速性，正確性向上

業務分析

省力化検討

仕組化検討

期待効果 ・被害状況等の情報収集・整理の負担軽減

標準化検討

自動化検討

・SIP4Dに加えて，未知の被災情報の発見・表示●双方向API連携に関する研究実施計画（H29～31年度）
研究内容▼パイロット版PF試作▼実証実験（AI-PF構築の主な予定）
ア．プラットフォーム間連携の用件定義

平成30年度

平成29年度ウ．情報プラットフォー
ム間連携の実証・評価・試験的運用

44▼PF構築▼API公開パイロット版の試作

平成32年以降▼利活用モデルの策定

詳細設計（PF間連携）新技術の創発に向けた業務手順化・自動化検討

用件定義（AI-PF）

用件定義（双方向）

API連携・統合情報出力関連機能モジュールの開発

標準化

機能モジュールの改良

詳細設計（機能強化）
実証実験，評価検証
標準化提案，研究成果の発表等

新たな課題解決
ソリューションの実現●見込まれる主な研究成果（平成29年度）

社会実装に向けた検討

用件定義（SIP4D）

イ．API連携機能の設計・開発

平成31年度

適用課題の抽出
PF間連携に向けた業務手順化・自動化検討

会
話
ボ
ッ
ト
機
能

※高度自然言語処理プラットフォーム（AI-PF）DISAANA：対災害SNS情報分析システム
D-SUMM：DISAANAより抽出したTwitter上の災害情報をわかりやすく整理・要約する災害状況要約システム●情報プラットフォーム間連携による新たな利活用情報の創発（社会インフラ・防災分野）
情報プラットフォーム間連携
分析・解析対象の主な情報（一部抜粋）
ＳＮＳ

被災者等

情報
SNS
等

要素技術の 情報プラットフォーム間連携による研究開発 新たな利活用技術の創発

自然言語メディア

災害対策機関・組織

利用者向け情報（ 日本語・
外国語）

責任者：出口 弘

県災害対策本部

統合情報出力モジュール

東京工業大学

情報
共有

API群

責任者：
臼田 裕一郎

② 保健・
衛生分
野

政府災害対策本部

情報プラットフォーム間連携による課題解決

防災科学技術研究所

責任者：久保 達彦

現地における情報
利活用※SIP4D：内閣府総合科学技術・イノベーション会議が推進する戦略的イノベーション創造プログラム「レジリ
エントな防災・減災機能の強化」において開発が進められている組織間情報共有を仲介型で担うシステム

自然言語
処理技術
に期待で
きる課題

アビームコンサルティング 責任者：織田 美穂（代表研究責任者）

② 災害医
療分野

迅速・統合型
情報提供

府省庁連携防災情報共有システム
Sharing Information Platformfor Disaster management ※●研究実施体制

産業医科大学

データの統合・加工処理

観測・調査等
データ集約

総務省「IoT，BD，AI 情報通信プラット
フォーム」社会実装推進事業

社会実装• TwitterなどSNSから入手可能な要約情報並びにその入手作業プロセスを分析し，現状を踏まえた利活用方法（実現できるもの）・理想な利活用方法（次年度以降の提案）を具体化• 被害報（H28年熊本地震，H29年九州北部豪雨）の解析から，対策ソリューションを実現するためにクリアすべき技術課題を抽出• API連携機能の試作・実証実験を実施するためのプラットフォーム間のAPI連携機能のパイロット版を開発し，動作確認のための実証実験を実施

国立研究開発法人防災科学技術研究所〒305-0006 茨城県つくば市天王台3-1 tel:029-851-1611

National Research Institute for Earth Science and Disaster Resilience

情報プラットフォーム間連携による新たな利活用技術の開発

National Research Institute for Earth Science and Disaster Resilience

MOWLAS 全国を網羅する陸海統合地震津波火山観測網
地震津波火山ネットワークセンター

陸海統合地震津波火山観測網 「MOWLAS」
平成7年1月17日に発生した阪神・淡路大震災を契機として、全国の陸域において高感度地震観測網（Hi-net）、全国
強震観測網（K-NET）、基盤強震観測網（KiK-net）、広帯域地震観測網（F-net）の整備・運用を行ってきました。また、16の火山において基盤的火山観測網（V-net）の整備を行い、火山活動を観測しています。
海域においては、平成23年3月11日に発生した東日本大震災を受け、海域を震源とする地震や津波の早期検知・情報伝達などを目的として、日本海溝海底地震津波観測網（S-net）を北海道沖から房総沖までの海底に整備しました。
加えて平成28年4月には、紀伊半島から室戸岬沖にかけて整備された地震・津波観測監視システム（DONET）が海洋研究開発機構より防災科研に移管されました。
これら全国の陸域から海域までを網羅する「陸海統合地震津波火山観測網」の本格的な統合運用が平成29年11月より開始されたことを機に、その愛称を「MOWLAS」（Monitoring of Waves on Land and Seafloor：モウラス）としました。

防災科学技術研究所
Hi-net/KiK-net
K-NET
F-net
V-net
S-net
DONET
水圧計（相模湾）

0

200

400

600

800

1,000 km

国立研究開発法人防災科学技術研究所〒305-0006 茨城県つくば市天王台3-1 tel:029-851-1611

45

地震津波火山ネットワークセンター

高感度地震観測網：Hi-net

広帯域地震観測網：F-net

約20km間隔で全国約800ヶ所に設置された高感度地震計による観測網です。人が感じることができない
ほどの微弱な揺れを正確に記録するために、地震計
はノイズを避けた深さ100～3,500ｍの井戸の底に設置されています。
地震計で記録された信号は、常時防災科研に伝送され、地震の起きた位置の推定（震源決定）などに用いられます。

全国約70ヶ所に設置された広帯域地震計による観測網です。高精度の広帯域地震観測を行うには温度変化
や気圧変化が大きな障害となるため、奥行き数十ｍの横坑（トンネル）の奥に地震計が設置されています。地
球の裏側から伝わるゆっくりとした揺れも正確に捉えることができ、地震断層が破壊する過程や地球内部の構造に関する研究に用いられています。

0

観測井戸の掘削風景

F-net観測施設(トンネル)50

平成28年4月に気象庁が震源決定に用いた観測点数の割合（地震活動評価への貢献）

F-net観測施設外観
100cm

広帯域地震計

速度型
高感度
地震計

基盤的火山観測網：V-net
加速度
強震計

速度型
高感度
地震計

全国強震観測網：K-NET
基盤強震観測網：KiK-net
K-NETは全国約1000ヶ所に展開された強震観測網で、建物に被害をおよぼすような強い強震動を正確に捉えます。また、Hi-net観測施設の井戸の底と地表にも強震計が設置され、KiK-netと呼ばれています。これらの強震データは強震モニタにより現在の揺れの様子を把握する事ができるとともに震度計の役割も果たし、日本列島の地震ハザード
・リスク評価などに役立っています。

火山噴火予測の実用化と火山防災をめざし、16火山に整備してきた基盤的火山観測網です。最近の三宅島
・伊豆大島・伊豆東部火山軍噴火の際、その前兆を捉えた埋設式の地震・傾斜計を配備しています。さらに、マグマの蓄積状況を把握するためのGPS、噴火の状態を理解するための広帯域地震計を備えています。また、浅間山には地表変動をモニタリングするレーダー干渉計を設置し、マグマの蓄積・移動から噴火に至る一連の過程を観測します。

速度型
高感度
地震計

V-net観測施設外観（岩手山）
K-NET観測施設

高感度
加速度計

レーダー干渉計（浅間山）

K-NET強震計

46

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National Research Institute for Earth Science and Disaster Resilience

MOWLASを構成する陸域の観測網

地震津波火山ネットワークセンター

日本海溝海底地震津波観測網
S-net

地震・津波観測監視システム
DONET

海域で発生する地震や津波を観測する大規模な海底観測網です。2011年3月11日の東日本大震災を受けて、北海道沖から千葉県の房総半島沖までの海底に地震計や水圧計から構成される観測装置を150点設置しています。各観測点のデータは光海底ケーブルで陸上局に伝送され、更にそこから地上通信回線網で防災科研に送信されています。
海溝型地震や津波を直接検知し、精度の高い迅速な情報伝達を行うことで緊急地震速報や津波即時予測の高度化などに貢献します。

南海トラフで発生する地震や津波を観測するために海洋研究開発機構により開発された観測網で、2016年4月に防災科研に移管されました。南海トラフ海域の熊野灘と紀伊水道沖に計51ヶ所の観測点があり、あらゆる種類の信号をキャッチできるよう多種類のセンサー（強震計、広帯域地震計、水圧計、ハイドロフォン、微差圧計、温度計）から構成されています。センサーの交換や観測点の増設など、拡張性と置換性に優れています。
拡張用分岐装置（ノード）

S-net観測装置

圧力センサシステム

日
地動センサシステム本
防災科学技術研究所

陸上局

ル
ーブ
底ケ

光海

海
溝

National Research Institute for Earth Science and Disaster Resilience

MOWLASを構成する海域の観測網

S-net
0
100
システム概要陸上局

漁業操業海域 （水深1,500ｍ以浅） では、
海底に深さ 1ｍ程度溝を掘り、 その中にケーブルと観測装置
を設置
観測装置

30

（地震計･津波計）km

DONET150〜60km

S-net観測点配置

DONET2

S-net敷設の様子

ラ フ
ト
南 海

S-net陸上局
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DONET観測点配置

DONET陸上局

47

地震津波火山ネットワークセンター
防災科研の海底地震津波観測網
相模湾海底ケーブル

DONET

S-net

海域での地震や津波の観測例

ケーブル式の海底地震観測網が構築されたことで、海域で発生する地震を常時モニターすることができるようになりました。2011年3月11日の東北地
方太平洋沖地震をはじめ、日本はプレートが沈み込む海域で発生する巨大地震による被害に見舞われてきました。この海底地震津波観測網では震源に近いところで観測できるため陸域の観測網だけで観測するよりも地震や津波を早く検知することが可能になります。また、震源の移動や地震のメ
カニズムの変化など、地震をとりまく環境の評価も高い精度でできるようになりました。ここでは、防災科研が東日本太平洋沖合に展開、運用する
日本海溝海底地震津波観測網（S-net）による海域での地震やそれに伴う津波の観測データ及びS-netデータの利活用事例について紹介します。

地震
2016/11/22 5:59にMJMA 7.4の地震が福島県沖で発生しました。余震域は、
本震の震央に対して南西方向に約30kmの範囲で広がっているのが分かります（右上図）。また、本震の断層面の延長線上の深い場所に広がっているのが分かります（右下図）。
すべり分布は、S-netによる震源を破壊開始点として、強震観測網KNET・KiK-netで得られた強震記録か11/22の0:00から8:46までの199イベント
ら推定されたものです。
の震源分布

津波

下図は、開発中の津波モニ
タのスナップショットです。
海面の上昇を赤、下降を青で表現しており、津波を面的に捉えることが出来ます。

第一波

第二波

10 cm

2016/11/22 06:33:12

S-netでは、陸域の観測網より約６秒程度早くP波走時が読み取れていることが分かります（左図）。海域にも観測網があったことで、詳細な震源分布が精度良く明らかとなりました。

地震波形と読み取ったP波走時

自治体

S-netデータの利活用事例
鉄道事業者

震源域直上のS-net観測データの活用により、これまでより最大20〜30秒早く地震を検知し、列車の緊急停止が可能に

海底地震計により海域での地震の発生を早期検知
JR東日本提供
して列車を緊急停止する
S-net陸上局より直接
緊急地震速報 送電停止・緊急のことにより、鉄道の安全
海底地震計データを
ブレーキ
（気象庁）
性の向上が期待されます。
配信
2017年11月1日より房総沖
海岸・内陸部
ケーブルデータのJR東日
沿線
地震計
地震計
本及びJR東海への実配信を開始し、東北新幹線及検知情報を送信変電所
海底び上越新幹線の一部区間
における地震時の列車の 地震計
地震波制御への活用が始まりま
これまでは陸上の前線で地震を検知して緊急停止していた
した。
地震発生

48

この地震によって津波が発生し、S-netでも観測されました。津波波源（震央）から第一波が３０分程度かけて伝播していく様子が捉えられました（上図）。さらに、第一波到来から40〜60分後には明瞭な第二波が到来しており、観測点によっては第一波と同程度以上の津波が観測されています。

S-net水圧観測データを用いた津波即時予測技術とその利活用に関する研究開発の連携として、S-net観測データを研究協力機関である千葉県に配信し、海底観測データを利活用したシステムの実装や地震津波防災対策の向上に向けた取組を行っています。
新規ラックにS-net観測データ受信
表示システムを構築

水圧波形表示の様子

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千葉県庁防災危機管理センター

National Research Institute for Earth Science and Disaster Resilience

S-net観測記録と利活用事例

National Research Institute for Earth Science and Disaster Resilience

DONETによる海底観測と利活用事例
地震津波火山ネットワークセンター

地震計（地動センサシステム）は、記録を安定させるために、海底に埋設します。柔らかい堆積物中への埋設作
業は、海洋研究開発機構の協力のもと今年度で全点終了しました。固い底質での埋設は来年度実施予定です。

上図は、DONETの設置海域を示します。赤と黄色はそれぞれ熊野灘に設置されている
DONET1、紀伊水道沖に設置されているDONET2です。丸印はノードと呼ばれる分岐装
置、三角印は観測点で、地震計が組み込まれている地動センサシステムと津波計が組み込まれている圧力センサシステムの両方が備え付けられています。

微小地震活動メキシコ沖で発生した地震（M8.1）による津波の観測記録

4月

5月

6月

7月

2017年9月8日13時49分（日本時間）に
M8.1の地震がメキシコ南部の沖合で発生しました。太平洋津波警報センターによると、この地震に伴い震源付近のサリナ・ク
ルズで1 mの津波が観測されました。
DONETの水圧計データを確認したところ、津波を捉えていました。津波が浅部で増幅される効果も確認できます。 DONETで観測された津波は、最大2 cm程度でした。
200－3000秒の帯域のバンドパスフィルターを適用した、
DONET観測点の水圧波形データ．赤点は，津波予想到達時間を示します。

利活用事例
8月

9月

DONETデータに基づき、津波到達
走時、津波高、浸水エリアを即時予測し、採用した計算津波波形を表示
する
10月

11月

尾鷲市
防災センター

津波即時予測システム

三重県

和歌山県

DONET1データ
DONET2データ

防災科学技術研究所

横浜バックアップサイト
JAMSTEC横浜研究所内

Earth
LAN

大学・研究機関
JRグループ2017年4月から11月までのマグニチュード2以上の余震分布。

DONET1のBノードの下では、周囲よりも高い地震
活動度が観測されています。このエリアは2004年の紀伊半島沖地震のは海域にあたり、2011年東北地方太平洋沖地震の直後には活発化しました。現
在、継続的に監視しています。

緊急地震速報津波警報・注意報

防災科学技術研究所

DONETデータは、気象庁では緊急地震速報や津波警報発表に使用され、和歌山県、三重県、尾鷲市、中部電力には津波即時予測情報の運用に使用されています。現在、JRグループへの即時伝送を検討中です。
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49

~新たなリアルタイム情報の活用に向けて~
地震津波火山ネットワークセンター

実証実験の背景と目的

2011年東北地⽅太平洋沖地震のような規模の⼤きな地震によ東北地⽅太平洋沖地震時のり⽣じる周期の⻑いゆっくりとした揺れを⻑周期地震動と呼びま⻑周期地震動す。震源から遠く離れ震度が⼩さい地点であっても、⻑周期地震 ・ 東京23区内の高層ビルでは、大きな揺動により⾼層ビルが⼤きく⻑く揺れ、ビル内の家具や什器が移れによりエレベータの停止や内装材等の破損が発生動・転倒したりエレベーターが故障したりします。現在気象庁が発表している緊急地震速報には⻑周期地震動に関する予測情報は ・ 震源から800km以上離れた⼤阪府咲洲庁舎（52階建）では最大1m超の揺れ含まれておらず、⻑周期地震動の即時予測技術の⾼度化に加えて、 が約10分継続し、エレベータの停止や予測情報の提供⽅法やユーザーによる利活⽤⽅法の検証が必要で閉じ込め事象が発生す。これらを効果的に推進するために、防災科研は気象庁と共同で⻑周期地震動の予測情報に関する実証実験を平成29年に開始しました。
防災科研の実施部分

2種類の実証実験の概要

⻑周期地震動の即時予測情報
Dhakal et al. (2015)の手法
⻑周期地震動のリアルタイム観測情報

小山 (2015)

ビル管理者
利活⽤⽅法の検討・報告

エレベーター
管理者

気象庁による緊急地震速報（震源情報）

基盤観測網データ

ピンポイントでの予測・観測値（API）
アンケート
調査
⻑周期地震動モニタ
一般モニター

高所作業者
多様なユーザー（多様なニーズ）※本実証実験は気象庁による「⻑周期地震動に関する情報検討会」の「多様なニーズに対応する予測情報検討WG」
で実施しています。

予測結果の分布図（⻑周期地震動モニタ）を利⽤した実験実験に参加いただく皆様に防災科学技術研究所が開発した「⻑周期地震動モニタ」を御利⽤いただき、地震が発⽣し緊急地震速報が発表された際に予想される⻑周期地震動階級等を御覧いただきます。参加者の皆様には予測情報の実際の利⽤⽅
法や使いやすさなどに関するアンケート調査へ御協⼒いただきます。
⻑周期地震動モニタでは、緊急地震速報をもとに推定した⻑周期地震動の予測結果と、防災科研が運⽤する全国各地の強震計で観測される今の⻑周期地震動の様⼦を、⼀枚の地図上で合わせて御覧いただけます。観測された揺れの⼤きさに応じて⾊を付けた点を地図上に表⽰し１秒毎に更新することで、揺れの伝わっている様⼦を動画として閲覧できます。また緊急
地震速報の受信時には、揺れの予測値の大きさに応じて地図を色づけして表示します。
防災科研から既に公開している震度等を表⽰する強震モニタと類似のWebページですが、強震モニタでは把握できない⻑
周期地震動に関する予測・観測情報をリアルタイムで表示します。
⻑周期地震動モニタの表⽰例
通常時

緊急地震速報（予報）受信時

緊急地震速報（警報）受信時

参加登録はコチラから→https://www.lmoniexp.bosai.go.jp

50

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National Research Institute for Earth Science and Disaster Resilience⻑周期地震動の予測情報に関する実証実験

National Research Institute for Earth Science and Disaster Resilience「揺れ」から「揺れ」を予測する

即時地震動予測⼿法の開発

地震津波⽕⼭ネットワークセンター

これまで取得不可能であった海域における観測データおよび陸域の⾯的な即時強震動データを⽤いた統⼀的な解析により、「揺れ」から「揺れ」を予測する新しいコンセプトの即時地震
動予測技術・早期被害推定技術を開発し、誤報や⾒逃しの半減を⽬指します。

「揺れ」から「揺れ」を予測するシステム
観測

観測から実況、実況から予測へ

実況

予測
S-net

数値化

陸海の観測データ

データ同化

揺れの可視化（強震モニタ）・数値化（強震動即時補間）

即時地震動予測・早期被害推定

強震動即時補間システム「揺れ」から「揺れ」の直接予測システムの実現のため、不均⼀な強震観測データから即時予測に必要な時空間のグリッド値をリアルタイム（1秒毎）に得るための強震動即時補間システ
ムを構築しました。強震動の補間に際しては地盤増幅率による補正が適⽤可能です。
強震観測データ

時空間グリッドデータ
リアルタイム補間

地盤増幅率（4㎞~250m格⼦）

部分的な詳細格⼦を利⽤可能（地盤増幅率急変部）
250m⼀律格⼦（約63万格⼦）

4㎞~250m混在格⼦（約27万格⼦）

地震領域警報強い揺れが観測された周囲の領域には、いずれは、強い揺れが到来する、という事実にもとづき、観測強震動データのみを⽤いて、迅速かつ確実な地震動予測を⾏う⼿法を開発しました。

■震度5弱以上を観測■震度4を観測■揺れの到来を予測(強震動隣接領域)

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51

地震津波⽕⼭ネットワークセンター

久保⽥達⽮・⿑藤⻯彦・鈴⽊亘
海底における圧⼒観測

はじめに：海域観測網の展開・整備「秒」から「年」までさまざまな時間
スケールの現象を観測可能

Ø 海域観測データの活⽤

⽇本周辺に展開されている海域稠密観測網

地震動
海洋⾳響波

~101秒

Ø 沈み込み帯で発⽣する
地震活動の理解

海洋波浪
脈動

102 – 103 秒~1 ⽇

Ø 海域での地震津波の発⽣メカニズムの理解(e.g., Kubota et al., 2017a;
2017b)

潮汐

数⽇ – 数年

余効変動
SSE

~∞

地震時
地殻変動

時間
スケール

海底圧⼒計記録を⽤いた震源過程解析

解析対象

ー主に津波や地殻変動に伴う⽔圧変化が解析に利⽤されてきたー動的な圧⼒変動は活⽤されてこなかった Period [s]100

GJT3 time series (foreshock #1)

Power [hPa2/Hz]

20
0

-20
-40
-60
-80

-100
-20

Raw
Tsunami (LP 400s-)
Dynamic (BP 20-100s)
-15

-10

-5

0

5

10

Lapse Time from foreshock #1 [min]15

20

Frequency [Hz]10-1

Ø 東北⼤学・東京⼤学地震研究所の海底圧⼒記録を利⽤ (合計9観測点)
Ø 防災科研F-netの広帯域地震計の
記録を利⽤

100

Ø バンドパスフィルタ処理により動的圧⼒変動を抽出

4ℎ/ : ⽔深𝜌𝜌𝜌𝜌/ : 海⽔密度 (~1.03 g/cm3)

120
110
100
90
80
Relative Pressure [hPa]

陸上記録のみでは詳細な解析が難しい沖合の地震の震源パラメタを精度よく推定できると期待

本研究の⽬的Ø 沖合の地震のセントロイドモーメントテンソル (CMT) 解を海底圧⼒動的変動成分を⽤いて推定Ø 推定精度がどの程度向上するか議論

2011年3⽉9⽇の地震

P06

142˚

39˚

陸上記録のみ54
48
42
Velocity [×105 nm/s]

2011/03/09,02:45 UTC
P06
P02

GJT3

P09
P08

P03
NOP
P07

38˚

~100 km

WJM

0 km

WTR

36
30
24
18
12
6
0

100 km

陸上地震計波形の⽐較(c) Onshore seismogram

120

TM2

陸上記録+海底圧⼒計

110

Fault model(Kubota et al., 2017b)

90

100
Relative Pressure [hPa]

39˚

TM1

2011/03/09,02:45 UTC

P06
P02

P09
P03

GJT3

P08

NOP
P07

38˚

70

20

P08

70
60

P09

P09

50
40

P03

P03

30

P07

P07

20
10

10
0

P02

80

40
30

P06

90

P08

GJT3

GJT3

0
-10

-10
-20
-120

-60

0

60

120

180

240

-20
300
-120

Lapse Time from foreshock #1 [s]

0 km

WTR

142˚

陸上記録のみ42
P06

NOP.VR

P02

NOP.VT

GJT3
P08

P03

NOP.VU
WTR.VR

38˚

P09

P07
IMG

~50 kmWTR.VT
KZK
SGN

WTR.VU

0 km
60

120

180

240

20
0

110
100

39˚

90

P06

P09

P02

Fault model(Kubota et al., 2017b)
GJT3

P03
P08

P03

P07

P09

P07

~30 km

IMG

GJT3

144˚

60

120

180

Lapse Time from foreshock #1 [s]

240

142˚

KZK.VRKZK.VT70

2011/03/09,21:24 UTC

143˚

120

180

240

300

陸上記録のみü セントロイドは先⾏研究により推定された震源断層の外側 (沖側) に推定された
ü 観測波形の説明度が⾼い領域(灰⾊線) の広がりが東⻄に
広い

SGN.VT
SGN.VU
IMG.VR
IMG.VT
IMG.VU

060

圧⼒波形の⽐較(d) OBPG
waveform

120

180

240

300

TM2
TM1
P06
P02
P08

陸上記録＋海底圧⼒計
ü セントロイドは震源断層の内側に推定された
ü 観測波の説明度が⾼い領域(灰⾊線) の広がりが半分に減
少

60
50

P09

40
30
20
0

144˚

60

Ø 推定精度は⾼くない

SGN.VR

P03
P07

GJT3

-20
-60

100 km0

KZK.VU

-10
0 km

300

80

Observed
Synthesized (Dataset 1)
Synthesized (Dataset 2)

10

KZK
SGN

0

(c) Onshore seismogram

-60
120

P08

-20
-60

18

TM1

P02

38˚

24

0

陸上記録+海底圧⼒計

P06

30

6

100 km

TM2

TM1

36

12

(b) Dataset 2 (Onshore:IMG,KZK,SGN + Offshore:GJT3)

TM2

40
30

f

2011/03/09,21:24 UTC

300(d) OBPG
waveform
圧⼒波形の⽐較[謝辞] 本研究は東北⼤学の⽇野亮太教授と共同で進められました．東北⼤学・東京⼤学によって観測された海底圧⼒記録を使⽤しました．図の作
成にはGeneric Mapping Tools (GMT) を使⽤しました．

52

48

39˚

60
50

陸上地震計波形の⽐較
54-60

Lapse Time from foreshock #2 [s]

144˚

TM1

-10
100 km

143˚

70

143˚

100 kmRaw
0.01 - 0.05 Hz (20 - 100 s)

TM1

100

(a) Dataset 1 (Onshore:IMG,KZK,SGN)
TM2

2011/03/09,21:24 UTC

TM2

110

P02

WJM.VU

0

Foreshock #2

0 km(b) Foreshock #2

120

60
50

GJT3

P09

P07
KZK
SGN

P06

WJM.VT10~50 kmWJM

80

Observed
Synthesized (Dataset 1)
Synthesized (Dataset 2)

WJM.VR-60(b) Dataset 2 (Onshore:NOP,WJM,WTR + Offshore:GJT3)

P08

IMG

2011年3⽉10⽇の地震

144˚

TM1

2011/03/09,02:45 UTC

WJM

TM1

Velocity [×105 nm/s]

TM2

00

-50

P02

NOP

38˚

TM2

Relative Pressure [hPa]

143˚

TM1

Foreshock #1

セントロイドモーメントテンソル解の推定結果
142˚

0

-1

39˚

Raw
0.005 - 0.02 Hz (50 - 200 s)(a) Foreshock #1

144˚

m

TM2

WTR

海底圧⼒計の動的変動は，上下動加速度記録として活⽤可能であることが⽰された(a) Dataset 1 (Onshore:NOP,WJM,WTR)

143˚

00

P03

近年，海底における地震動と動的圧⼒変動の関係の研究が進展(e.g., Saito, 2017)𝑎𝑎𝑎𝑎 : 海底鉛直加速度𝑝𝑝𝑝𝑝"#$%&'( 𝑥𝑥𝑥𝑥, 𝑧𝑧𝑧𝑧 = −ℎ/ , 𝑡𝑡𝑡𝑡 ≈ 𝜌𝜌𝜌𝜌/ ℎ/ 𝑎𝑎𝑎𝑎4 𝑥𝑥𝑥𝑥, 𝑡𝑡𝑡𝑡

142˚

0m

40

141˚

100

m
-4000 m
00
-30

60

101

2011年東北沖地震の直前に発⽣した2つの地震#1) 2011/03/09, 11:45 (Mw 7.2)
#2) 2011/03/10, 06:24 (Mw 6.5)

-200

Relative Pressure [hPa]

80

103
102
1010
GJT3 spectrum (foreshock #1)
109
8
10
107
106
105
104
103
102
101
No event
100
During foreshock #1
10-1
10-3
10-2

セ
ン
サ
�
ノ
イ
ズ

津波

0

60

120

180

Lapse Time from foreshock #2 [s]

240

300

Ø 推定精度が向上
Ø 海底動的圧⼒変動は「震源近傍の上下動加速度記録」として沖合の地震の震源過程の解析に活⽤可能[参考⽂献]
Kubota, T., Saito, T., Suzuki, W., Hino, R. (2017a). Geophys Res Lett, 44, 10907-10915.
Kubota, T., Hino, R., Inazu, D., Ito, Y., Iinuma, T., Ohta, Y., Suzuki, S., Suzuki, K. (2017b). Earth Planet Sci Lett, 458, 241-251.
Saito, T. (2017). Geophys J Int, 210, 1888-1900.
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National Research Institute for Earth Science and Disaster Resilience

沖合海底圧⼒記録の新たな活⽤—地震時動的圧⼒変動を⽤いた震源過程解析

National Research Institute for Earth Science and Disaster Resilience

南海トラフの広帯域地震動伝播シミュレーション�
ー���地震����の構������ー�

地震津波火山ネットワークセンター 武村俊介・久保久彦・齊藤竜彦・汐見勝彦	

1. �����

��⼿手法�モデル�

計算領域	

 　南海トラフでは、100-‐‑‒150年年間隔でM8クラスの巨⼤大地震が発⽣生しており、周辺地域に⼤大きな被害を与えている。1944年年の昭和東南海地震では関東においても強い地震動が観測された。同地域は、沈沈み込むフィリピン海プレートや厚く堆積した海洋堆積物（以下、付加体）があり、地下構造が3次元的に不不均質である。そのため、精度度の⾼高い地震カタログの構築、強震動予測には3次元
地下不不均質構造の影響を考慮する必要がある。�
 　そこで、⾼高精度度に推定された付加体構造モデルを含んだ3次元地下不不均質構造モデルを⽤用いて、2016年年4⽉月1
⽇日に発⽣生した三重県南東沖の地震（MJMA  6.5）の地震動
シミュレーションを実施し、観測波形の再現性を確認した。地震動シミュレーションの結果を利利⽤用して、南海ト
ラフ域の強震動評価や多機能地震カタログへの応⽤用についても検討した。�

地下構造モデル�• Model  0�
全国１次地下構造モデル�
（Koketsu  et  al.,  2012）�
• Model  1�
地震・津波観測監視システム（DONET）のデータを⽤用いて得られた精度度の⾼高い付加体内の地震波速度度構造�
モデルを含む3次元地下不不均質構造モデル�

シミュレーション⼿手法�

• MPIによる並列列差分法コード�

�e.�.,  Furumura  and  ��en,  2004�  Takemura  et  al.,  2015��

• 計算領領域：512  ×  640  ×  153.6  km3�• 格⼦子サイズ：⽔水平⽅方向0.125  km,  鉛直⽅方向0.1  km��

震源モデル�

図1.  南海トラフ域の地図。図中の⻘青い等深線はHirose  et  al.
（2008）などによるフィリピン海プレート上⾯面の深度度。
三⾓角、四⾓角および菱菱形はそれぞれ、F-‐‑‒net、Hi-‐‑‒netおよび
DONET観測点を⽰示す。�

• 2016年年4⽉月1⽇日三重県南東沖の地震（MJMA  6.5）�
Takemura  et  al.（2017）によるモーメント�
テンソル解の点震源を利利⽤用した。�

2. ��地震動の������
（a）  Model  0（��のモデル）�

（b）  Model  1�

再現性	
  
高い	

図2.  2016年年4⽉月1⽇日に発⽣生した三重県南東沖の地震動シミュレーション。（a）Model  0、（b）  Model  1によるシミュレーション結果の観測地震動再現性。精度度の⾼高い付加体構造を含むことで、観測地震動の再現性を向上させた。�

3. 南海トラフ域の�震動�

再現性	
  
低い	

図3.  2016年年4⽉月1⽇日に発⽣生した三重県南東沖の地震動シミュレーションのDONET観測記録の再現性。S波とS波直後の表⾯面波をよく再現したが、後続相の再現にはより広域な地震波速度度構造モデルが必要である。�

4. ���地震�����の���海域の地震の�動伝播���図6.  2016年年4⽉月の三重県南東沖の地震の地震波
伝播シミュレーションの結果。�
フィリピン海プレートの3次元形状導⼊入することで、陸陸域で観測される初動極性分
布を再現した。�
（Takemura  et  al.,  2016,  2017c）�

図4.  Model  1を⽤用いた2016年年4⽉月1⽇日に発⽣生した三重県南東沖の地震動
シミュレーションによる5-‐‑‒50秒の帯域の地震波形と最⼤大速度度分布。�
観測波形と最⼤大速度度分布の特徴を再現した。�

図5.  Model  1を⽤用いた2016年年4⽉月1⽇日に発⽣生した三重県南東沖の地震動
シミュレーションによる5-‐‑‒50秒の帯域の地震波動伝播の様⼦子。�

南海トラフ�������ー地震の地震�伝播�
図7.   2004年年9⽉月9⽇日に三重県南東沖で発⽣生したMw   3.7の浅部超低周波地震の地震波伝播シミュレーション。
精緻な地震波速度度構造（Model   1）を⽤用いることで、観測波形と⾼高い⼀一致度度を⽰示した。�

本研究は、海洋研究開発機構 　利利根川貴志研究員との共同研究として⾏行行っています。地震動シミュレーションには、海洋研究開発機構の地球シミュレータの計算資源を利利⽤用しました。�

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53

■ 目標
各種自然災害に対する予防・対応・回復の対策の現場において、社会を構成する各セクター（国、自治体、企業、NPO、地域コミュニティ、個人等）の様々な活動に役立てるため、過去の災害記録から、現在の災害状況、未来の災害予測まで、防災科学技術に関する知を「情報」として結集し、社会に展開する（情報共有で協調し、情報生成や利活用で競争を促す）センターを目指す。

■ 構想① 知の集約
各種資料、写真、図書、データ等の収集、常時運用される情報システ
ム（観測、予測、シミュレーション等）との連接を行うとともに、所内各研究部門・センター、全国の大学、関係機関、博物館・図書館・文書館（MLA）等と連携し、社会全体として知の集約を実現する機関・団体間の接点（ハブ）としての役割を担う。
全国各所とのネットワーク化

資料の収集・デジタル化

災害記録の収集とDB化（社会防災システム研究部門と連携）■ 構想② 知の再編
集約した資料やデータに対し、災害種別に横串を刺し、全てのフェーズを一巡する形で総合的に整理し、統合加工し、意
味づけし、情報プロダク
ツとして「再編」すること
で、防災の文脈から知を探索し、活用できるカタ
ロギング機能としての役割を担う。

防災情報共有システム「SIP4D」（レジリエント防災・減災研究推進センターと連携）

地域災害リスク可視化と研究成果DB「地域防災Web」（社会防災システム研究部門と連携）■ 構想③ 知の発信再編された知を常時・動的に発信する仕組みとして、共通的かつ動的に連接するためのAPI: Application Programming Interfaceを整備・提供するとともに、Webサイトや「自然災害情報室」を通じて情報発信を積極的に行うことで、社会全体に情報を行き渡らせ、共有する役割を担う。

「災害年表マップ」と事例カルテ（社会防災システム研究部門と連携）
各種データのオープンデータ発信「防災科研クライシスレスポンスサイト」（全所一体対応）

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総合防災情報センターの構想

National Research Institute for Earth Science and Disaster Resilience

自然災害情報室／防災科研ライブラリーの紹介
総合防災情報センター 自然災害情報室■災害資料のアーカイブと公開
防災科学技術研究所ライブラリー（NIED-Library）は、防災科学技術研究所の資料部門です。
防災科研設立1 年後に資料調査室として設置されてから50 年以上の間、自然災害・防災に関する資料を整理・保存し、長期的アーカイブを構築しています。
収集

独自分類による整理
災害分野を軸とした分類を行い、配架場所でメタデータの付与

防災科研
ライブラリーの役割

災害種類・災害発生年・災害名称などを入力しています。

空中写真

絵図、地図

▲ 室内ミニ展示2017年九州北部豪雨

提供

防災・災害資料の収集例

観測資料

整理

解析
発信

の災害資料の一覧性を実現しています。

保管

書籍（本、雑誌）▲研究所刊行物（2016 年度分、配布中）
研究資料： 406～411 号,
研究報告： 83 号（ONLINE 刊行）

古文書

災害遺構 災害記念碑(位置、写真) (位置、写真) 被害写真

他機関災害アーカイブの継承

善光寺地震絵巻2016年度の資料受入実績：4,172点

2017年度：松代地震センター収集資料■災害資料アーカイブ機関間の連携
災害の記録は被災地の図書館において最も多く収集されます。記録を後世に継承し活用するため、被災
地図書館をつないで、災害アーカイブの知見を共有する活動をはじめました。
▶図書館総合展事務局との共同企画▶災害資料アーカイブを構築する機関のためのメーリングリスト運営
 2017年4月14日～運用開始
 平成29年12月1日現在 24機関参加
 資料紹介、企画展等取組の紹介などの情報交換▲パネル展開催 図書館総合展2017
フォーラムin 熊本 (2017.07.10)

こんな本が
被災地
アーカイブの動向出ています!

質問や
情報交換
などの場

▼ 第19回 図書館総合展(2017.11.07-09)内スピーカーズコーナー「災害アーカイブ構築のノウハウ ～アーカイブの継承を考える～ 」開催

こんな展示をしてみました！

その他、最新情報はWebサイト
http://dil.bosai.go.jp/link/archive/index.html
で逐次公開中

▲第19回図書館総合展
コミュニケーシヨンブース展示

防災科学技術研究所ライブラリー（自然災害情報室）
TEL：029-863-7635 E-Mail：library@bosai.go.jp
開館日時：月曜～金曜、9時半～17時
Webサイト：http://dil-opac.bosai.go.jp/
休館日 ：土日祝日、年末年始(12/29～1/3) ※ その他、都合により休館日を設けることがあります
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-災害事例データベースとオープンデータの公開総合防災情報センター 自然災害情報室■過去の自然災害事例を将来の防災に活かす
総合防災情報センターでは、自然災害、防災に関する資料を収集、整理し、過去の災害事例から得られた知見を発信しています。以下の取り組みは相互に連携・補完しあっており、得られた知見を次の災害に活かすために情報発信を行っています。

■収集 災害資料の長期的、継続的なアーカイブ▶地域の過去の災害事例を知る▶災害直後の情報収集と集約• 多様な災害種別、多種多様な災害資料形態• 地域に散在する歴史災害資料が必須• Web上の災害情報収集→NIED-CRS• 災害発生現場の情報収集 →現地資料収集、現地調査▶災害資料活用の課題• 災害情報を「判読」する必要がある• 誰もが使える状態ではない• 風化など、散逸、消失の可能性がある▲過去の資料収集、現在の災害発生地の比較写真▲現地調査■整理 日本全国の過去の災害記録を網羅的に抽出・整備し、各種災害に関する知見を見出す▶災害事例データベース

大分類

到達目標：日本全国、歴史上の記録に残る自然災害事例を網羅
位置づけ：災害事例の「インデックス」
データ概要：• 収録単位：日本全国の市区町村単位• 収録期間：416年～2014年• 対象災害種別：5種+1災害（地震・火山・風水害・斜面・雪氷）• 入力項目：8分類、約270項目• 整備レコード数：約58,000レコード• 出典資料：地域防災計画（※）• 開設日時：平成28年8月31日• 事業の取り組み：2009年～

1

事例管理情報2

災害名称

出典資料での名称
気象庁名称

いつ

3

発生日時

4

発生場所

5

災害現象の詳細

6

災害種別

7

被害の詳細

どこで

地震文献での名称
出典資料での発生期間、時刻、時間帯に関する情報
現在の自治体名称（出典資料の発行自治体）
災害発生当時の自治体名称
災害5種の現象に関する詳細情報
災害種別大分類
災害種別詳細分類
人的被害
建物被害
インフラ・農地被害

8

どのような
自然災害

いかなる被害出典資料情報詳細

引用文献※災害対策基本法（第四十二条）に基づき、地域防災計画各地方自治体の長が策定する防災計画であり、地域における災害時の措置、過去の災害事例等が記載されている。

▶災害年表マップ「地図×年表」

中分類
事例番号などの管理情報

原典名称

災害事例データベース

膨大な災害事例情報を簡単に、わかりやすく

http://dil-db.bosai.go.jp/saigai/ スマホ非対応
http://dil-db.bosai.go.jp/saigai2016/ β版■発信 得られた資料や知見を発信する▶災害資料のデジタルアーカイブ▶整備した災害事例の活用• 水害地形分類図デジタルアーカイブ• 地域防災Web• 1964年新潟地震オープンデータ特設サイト• 過去事例と地域の特性• 権利処理済み• GIS等での情報共有

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災害資料の収集・整理・発信National Research Institute for Earth Science and Disaster Resilience

防災科研情報デジタルライブラリの構築
総合防災情報センター 情報統合運用室☑ 防災科研が保有する研究成果・データ
 各部門・センターで実施している研究活動に基づく成果の「情報」や「データ」は数多く存在している

震源分布

降灰分布

実効雨量

推定全壊棟数

土砂移動分布

積雪重量

現地調査

火山ハザード

震度分布☑ 研究成果・データの情報発信に関する現状
 部門・センターごとに情報発信を行っているため、研究成果の「情報」や「データ」を横断的に探すことが難しい

？

空中写真

現地写真

撮影地点

☑ 防災科研が保有する研究成果・データを「集約・再編・発信」するための情報デジタルライブラリ
 防災科研が保有するデジタル形式の各種研究成果・データを横断的に「集約」し、情報プロダクツとして二次利用できる形式で予防・対応・回復のフェーズに「再編」し、Webを通じて「発信」するカタログサービスが必要

自然
災害
地震災害

防災科研情報デジタルライブラリ

集約

火山災害

風水害

ﾚｼﾞﾘｴﾝｽ評価情報
対策効果ｼﾐｭﾚｰｼｮﾝ

J-RISQ震度分布

津波災害

予防情報

推定全壊棟数分布
リアルタイム降雨強度

PDF
TEXT

対策技術情報

事例情報

対応情報

風向・風速

CSV

観測・予測情報

デジタル台風

XML

被害推定情報

気象衛星画像Geotiff

対応支援情報被災後空中写真

KML

活断層図

Shape

DiMAPS
被害情報
復旧情報

タイル地図

ﾊｻﾞｰﾄﾞの観測・予測、
災害後の被害推定情
報 、 対 応 を支 援 す る
情報を統合的に提供することで的確な「対対応支援情報サイトの例応」を支援。
復旧・復興を支援す
る情報を統合的に提供し、事後検証を支援することで、よりよい「回復」を支援。

復旧・復興支援情報
事後検証情報災害アーカイブ社会
ユーザのフェーズ・
属性・位置等に基づき最適な予防・対応・回復情報をマルチハザードで統合して提供レジリエンス評価情報に基づき、適切な対策技術と実践事
例を統合的に提供
レジリエンス評価 す る こ と で 適 切 なマップの例「予防」を支援。

回復情報

WMS

再編

！

発信
適切な情報に基づ
く適切な行動により、社会全体のレジリ
エンス向上を支援

災害アーカイブの例

雪害☑ 防災科研情報デジタルライブラリの構築に向けて

 研究成果やデータを横断的・統合的に発信することで、地域の災害対策実践に資する情報発信・提供を実現していく

検索結果から
プロダクツを
選択

トップ画面
より検索
各サービスサイトを介さずにプロダクツへ到達できる
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総合防災情報センター 情報統合運用室☑ 防災科研による災害情報支援 国全体で情報認識を統一し、的確な災害対応を行うために、府省庁・地方自治体・研究機関・民間企業などの間で、横断的な情報共有・利活用を実現するためのシステムとして、府省庁連携防災情報共有システム(SIP4D:Sharing Information Platform forDisaster management)の研究開発・運用を実施。
 SIP4Dに集約された災害情報の発信先の一つとして、防災科研クライシスレスポンスサ
イト(NIED-CRS)を開設。一般公開用サイトのほか、特定機関向けにむけた限定公開用
サイトも開設。
図：熊本地震・九州北部豪雨におけるSIP4D及びNIED-CRSによる災害情報共有支援☑ 防災科研クライシスレスポンスサイト（NIED-CRS）による情報の統合発信 各種災害（地震・火山・台風・風水害・雪害等）の警戒期および発災後に、府省庁・都道府県・市町村・研究機関等の各組織から発信される散逸しがちな災害情報を一元的に「集約」し、情報の統合的な「発信」を行うためのサイトを開設。
熊本地震（2016年）
九州北部豪雨（2017年）
…等

防災科研の
トップページから公開

2016年より
計17サイトを開設☑ 防災科研 ダイナミック クライシスレスポンスサイトの開発
 これまでのNIED-CRS構築・運用経験を踏まえ、防災科研ダイナミッククライシスレスポンスサイトを開発・試験公開を実施

予防・観測・対応といった各フェーズに合わせた情報提供

災害種別・対応別に
災害対応ニーズマップ
を配信・提供58

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防災科研クライシスレスポンスサイト(NIED-CRS)の構築

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防災科研の災害時対応-平成29年7月九州北部豪雨総合防災情報センター/レジリエント防災・減災研究推進センター●平成29年7月九州北部豪雨において災害対応組織の垣根を越えた情報共有・相互利用を支援
各組織で集約・作成した情報を、組織間の垣根を越えて連携・相互利用できるよう、情報共有システム「SIP4D（ｴｽ･ｱｲ･ﾋﾟｰ･
ﾌｫｰ･ﾃﾞｨｰ）」を提供し、災害対応活動支援を行っています。実動機関（自衛隊、消防、警察、海保等）の捜索活動、流木の撤去・処理活動、各種復旧・復興活動等に活用されています。

※SIP4D：Sharing Information Platform for Disaster Management●SIP4D災害対応支援地図

航空写真

インターネットにつながれば、PC、タブレット、スマホで利用可能。大判印刷もOK。
※災害対応組織（府省庁・県・実動機関等）の範囲にアクセス限定中。

捜索・道路啓開●統合可能な情報例
航空写真（国土地理院、民間企業等）
ドローン映像（内閣府ImPACT、国土地理院等）
道路規制状況（ 県土整備部、国交省DiMAPS）
避難所（県）

住宅地図

活動支援地図流木分布

 流木分布（国土地理院、防災科研）
 河川・土砂被害（国交省DiMAPS）
 建物ポリゴン（国土地理院、民間企業）
 実行雨量（防災科研）
 実動機関活動状況（消防庁・JAXA）

SIP4Dによる情報支援(福岡県災害対策本部にて)国立研究開発法人防災科学技術研究所〒305-0006 茨城県つくば市天王台3-1 tel:029-851-1611※情報は随時追加・変動、共有範囲が変わる場合あり。

 平成29年7月5日からの大雨により被害が発生した福岡県、大分県に防災科研の職員を派遣し、福岡県災害対策本部、政府現地連絡調整室に常駐。
 各組織の災害情報をSIP4Dで集約して災害対応支援地図による情報支
援を実施。

59

先端的研究施設を利用した性能検証実験
先端的研究施設利活用センター 戦略推進室 室長 酒井 直樹

１. はじめに先端的研究施設利活用センターは、政府が目指すSociety5.0の中でも特に防災に関わりの深い「防災・減災」 「インフラ維持管理」「自動走行」の分野におけるIoT・AIに関する新技術の社会実装を推進するために、産官学連携での共創する場として各施設の特徴を生かした条件下(豪雨・降雪・地震)での性能検証実験を可能にします。ここでは、今年度行った実験事例を報告します。

インフラ・維持管理

防災・減災（IoTセンサーの検証）（実大対策工法検証実験）

自動走行運転(IoT・AI技術の検証)

実際の現場での実用を目指す

２. 劣悪気象条件下における小型無人航空機の安定活用に関する研究：
産業技術総合研究所（含む民間企業）と神奈川工科大と防災科研との3機関の共同研究。
大型降雨実験施設と雪氷防災実験棟を用い、降雨及び降雪時のドローンのロータの空力学的影響と機体への力学的影響を評価。

2.1

降雪及び降雨下におけるロータに与える空力学的影響評価
産業技術総合研究所 省エネルギー研究部門 ターボマシングループ

近年の小型無人航空機(UAV)の性能面や経済性における利用実現性が大幅に向上してきた。国の進める「i-Construction」でもUAVの活用が推進されている。
一方で、その利便性から災害対策としての活用も叫ばれているが，豪雨や降雪の劣悪な気象条件下での飛行特性に関する定性・定量的な研究は十分に進捗しているとは言い難い。
そこでは、降雪・降雨・強風・砂塵（火山灰等）の条件下で安定した飛行，撮影、計測が実施可能な
UAVの開発が急務である．本研究の目的は、第一段階として、降雪及び降雨下で安定して飛行可能な小型無人航空機の開発を目的とし、将来的なUAVの荒天時の防災活動への普及を目指すことである。

2.2

降雨下における性能評価実験

降雪下における性能評価実験

供創(Co-Creation)

降雪及び降雨下における機体への雨滴の力学的影響(衝突荷重)評価
超撥水性材料とは

神奈川工科大工学部機械工学科 木村研究室
高速度カメラ

による計測

落下
方向
雨滴の衝突計測
親水性

超撥水性

超撥水性

接触角θが大きい• 超撥水 150° < θ• 撥水90° < θ < 150°
• 親水
5° < θ < 90°• 超親水
θ < 5°

高速度カメラによる計測

豪雨下の超撥水性材料への雨滴衝突実験（大型降雨実験施設にて）時間

通信，建設，電力分野等に応用。

３. その他の活動報告と今後の計画
・降雨設備を使わないセンサー長期性能検証実験を実施した。
・気象災害軽減イノベーションセンターと連携し企業ニーズを探った。

次年度は，防災と以下の分野の連携を推進します。
産官学供創のもと，・防災に用いるIoTセンサー開発・ドローンによる防災技術開発
・自動走行実験の性能評価

大型降雨実験施設での豪雨体験の様子

次年度よりＡ区画(44m×72m)を全面舗装し、走行時の性能評価が可能に。
雨期の盛土環境アイディアソンの様子

乾期の盛土環境「開発されたIoTセンサーの長期安定検証実験」
県が支援する企業が実施しているセンサー開発事業からの依頼により大型降雨施設区画にて実施。長期試験の場合、
降雨試験とともに暴露試験としての性能評価を行った。

60「極端気象体験ツアー～豪雨について考える編～」
気象災害軽減イノベーションセンターの
気象災害軽減コンソーシアムと共同で実施

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National Research Institute for Earth Science and Disaster Resilience

61

62

63

64

65

レジリエント防災・減災研究推進センター 山本直孝

津波シナリオバンク

観測網
日本海溝海底地震津波観測網：S-net

沖合地形モデルと沿岸・陸域地形モデル

防災科学技術研究所（防災科研；NIED）では，日本海溝海底地
震津波観測網（S-net）によってリ
アルタイムに得られる津波（水圧変化）観測データをフル活用して，陸域への津波遡上を津波検知
後数分以内に予測するための研究開発を行っています．
S-netは，北海道から千葉県までの沖合の海底に設置された150基の地震計と水圧計から成るシ
ステムです．海底地震津波観測網としては世界最大規模を誇ります．観測装置は光海底ケーブ
ルで接続され，リアルタイムに観測データを陸上局から伝送しています．

津波シナリオバンクを構築するにあたって，効率よく津波シミュレー
ションを実施するため，沖合計算用の地形モデルと津波遡上計算
用の地形モデルを構築．

最小90mメッシュ（16領域）• UTM座標系54帯• 格子サイズ：90m～2,430ｍ（1：3接続）• 対象震源域ごとに2,430m領域を設定

沿岸・陸域地形モデル
最小10mメッシュ（13領域）• UTM座標系54帯• 格子サイズ：10m～2,430ｍ（1：3接続）• 東北地方太平洋沖地震による地盤変動を考慮• 海岸・河川構造物をラインデータ化
ラインデータ構造物

マルチインデックス法

波源断層モデルと津波シミュレーション
日本周辺で発生し得る 沖合（最小90mメッシュ）計算
β*
海域
断層タイプ
様々な地震を想定した
1.77
千島海溝，日本海
波源断層モデルの設
プレート境界6.00
溝，伊豆・小笠原定を行い，大量の津波
海溝
アウターライズ 1.77
シミュレーションを実施．
1.77
相模トラフ

プレート境界南海トラフ

プレート境界

6.00

モデル数
3,282
4,338
3,060
2,459
1,630

1.77

8,282

β*
1.77
6.00
1.77
1.77
6.00
1.77

モデル数
1,785
1,615
306
398
577
282

複数の指標を用いて観測データと津波シナリオバンクに登録された計算シナリオを比較・選別する手法を新たに開発し，過去に発生した津波を模擬データとして入力することでアルゴリズムの試験を実施．
竹内・他（2007、歴史地
震）による震源モデル

Multi-index method (Yamamoto et al., 2016)
 絶対値の最大値の空間分布を用いる．

沿岸（最小10mメッシュ）計算
断層タイプ

千島海溝，日本海
溝，伊豆・小笠原
海溝

プレート境界アウターライズ

相模トラフ

プレート境界南海トラフ

プレート境界

S2N17観測点の時系列変化＊βは，上記地震モーメントM0と断層面積Sの関係を表す係数．

S2N17
観測点

水圧変化 [m]海域

水圧変化の絶対値の最大値 [m]

沖合地形モデル ３つの指標を同時に用いる．
⇒ R, VRO, VRC はそれぞれ，位置，過大評価，過小評価に感度がある．
観測シナリオと計算シナリオの空間分布

プロトタイプシステム
30秒ごとに逐次解析を行うことで津波の発生を捉えて迅速に予測を行うプロトタイプシステムを，千葉県九十九里・外房地域を対象に構築し，実データを用いた検証を開始．

Observation
Scenario

150点の空間分布と水圧変化分布

選別結果
既往被害地震（1677年延宝房総沖地震津波）の模擬データを用いてシナリオ検索アルゴリズムを検証

予測対象領域
外観表示→

模擬データの浸水深分布

←特定地域
拡大表示

66

国立研究開発法人防災科学技術研究所〒305-0006 茨城県つくば市天王台3-1 tel:029-851-1611

選別されたシナリオの浸水深分布

National Research Institute for Earth Science and Disaster Resilience

津波遡上即時予測システムの開発

National Research Institute for Earth Science and Disaster Resilience

強震津波モニタアプリの開発
レジリエント防災・減災研究推進センター
課題1 津波被害軽減のための基盤的研究「津波が来た」から「津波が来る」へ、そして避難につなぐを目指して、これまで津波遡上予測技術の開発とその技術を社会実装するために千葉県に御協力を頂きながら進めてきました。ここでは、防災科研がもつ観測網を活用し、その情報を平時から閲覧することができ、さらに地震発生時にその情報を届けるためのアプリを開発しました。地域の方々にこういった情報を自分たちから積極的に入手し、自分の身は自分で守るためのきっかけとなればと考えております。

モバイル端末用アプリについて
本研究では、防災科研がこれまで公開してきた強震モニタを基に強震動情報や水圧情報配信のAPIを活用したモバイル端末用アプリを開発しました。
このアプリでは、モバイル端末のマーケットシェアの大半を占めるiOSとAndroid OSの2つを対象としています。

強震情報

津波情報 (気象業務法があるため認証設定有)

 緊急地震速報の表示・Push通知機能
 リアルタイム地震動情報の表示(強震観測網及び、S-net) 過去(少し前)のリアルタイム情報の表示
 過去の大きな地震情報の再現(デモ機能)
 防災訓練での利用機能(訓練機能)

Push通知地震発生時

 閾値以上の水圧検知によるPush通知機能
 リアルタイム水圧情報の表示(S-net)
 過去のリアルタイム情報の表示
 過去の水圧情報の再現(デモ機能)
避難場所などにいながら、海域で 防災訓練での利用機能(訓練機能)
津波が継続していることを確認できる。

平常時

事前
対策

初動
平常時
対応
復旧・復興

平時の利活用機能
 持ち出し用品チェックリスト 学習マンガ(iOSのみ)
 防災クイズ(Androidのみ)
 主要活断層表示
 地滑りマップ表示
 避難場所の表示(一部地域のみ)

防災クイズ

iPadでも利用可能(iOS)(Android)

過去の大きな地震やS-net観測された津波情報を閲覧できるようにデモ情報の閲覧機能を作成。
デモ情報(過去の大きい
地震・津波を再現)

避難場所

チェックリスト

訓練時情報

訓練時情報

主要活断層

地滑りマップ

中小地震をきっかけに近くの避難所の確認、土砂災害の危険、活断層の情報などに触れる機会も作る。

学習マンガ

訓練情報

Plan
Plan Do

自治体で行われる津波避難訓練で、訓練地震の発生をプッシュ通知で知らせる機能を作成し、訓練開始の通知とその後、京都大学防災研究所矢守研
究室で開発した「逃げトレ」と連携して、アプリを活用した避難訓練を実施
Action Check訓練
地震発生

危険回避訓練訓練参加者に通知

津波避難訓練「逃げトレ」を使い、臨場感ある訓練を実施

防災講演

避難の大切さを伝える
防災講演の実施

謝辞：本アプリは内閣府の総合科学技術・イノベーション会議による戦略的イノベーション創造プログラム(SIP)の課題①津波予測技術の研究開発「津波被害軽減のための基盤的研究」の一環として行いました。アプリを開発するにあたり開発業者の方にご協力をいただきました。テスト利用においては、防災訓練参加者等にご協力いただきました。記して御礼申し上げます。
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67

水・土砂防災研究部門
清水慎吾・下瀬健一・加藤亮平・岩波越概要

防災科研は、戦略的イノベーション創造プログラム(SIP)「レジエントな防災・減災機
能強化：マルチパラメータフェーズドアレイレーダ等の開発・利活用に関する研究」(SIP2)の一環として、積乱雲の発達過程を初期段階から高速・高精度で捉えた観測データと、雲解像数値モデル（CReSS）を用いて、「豪雨・強風のリアルタイム短時
間予測システム」および「気象場の客観解析システム」を構築し、運用を行っている。
首都圏に展開したマイクロ波放射計10台・ドップラーライダー3台・雲レーダ5台・X
バンドMPレーダ2台の観測データをデータ同化手法により、予測の初期値や客観解析に利用することで、降雨の予測精度向上、非降水域の風速推定、地上風の風速推定、
竜巻危険度推定などの様々なプロダクトをリアルタイムで配信できるようになった。
(誌上発表論文３本、特許出願2件)

予報スケジュール
数値シミュレーション〇 観測に比べて、時空間分

観 測〇 観測値は、その場所、解能が非常に高い。

その瞬間において、高精度。
 観測地点は、不規則に
 数値モデル自体が不完 データ同化 配置。時間間隔も不規則。
全。不完全な初期値・境 １つの測器で、観測できる界条件により、時間ととも変数は限られる。
に予測精度悪化。

〇 多変数が解析可能。

短時間降水予測システムは10分毎に2時間先まで予測する。10分毎の初期値は先行予測で作成される。降雨がある場合にはブレンディング予測も実施する。客観解析はサイクル化
された同化を実時間に同期して行う。

 データ同化は数値シミュレー
ションの品質を向上させる。
 データ同化は、観測が不可
ナウキャスト予測能である変数の解析が可能。
〇 数１0分先まで雨を予測
×計算初期の雨の精度は低い。
〇 低コスト 30分先の予測が急激に悪化
 強雨の場合、劣化が顕著
ブレンディング予測

短時間降水予測独自同化サイクル（特許出願）
気象場の客観解析システムは低コストで気象業務免許を持っていない事業者でも運用可能な同化しシステムである。現実の時間と同期することで、リアルタイム性の高い客観解析が可能。また、ス
ムーズな同化修正を行うことで、非降水域や地上
風速場推定を可能とした (shimose et al., 2017)。

風の客観解析

防災 科 研の 防災 情報 シ ステ ム（ ス パコン）でリアルタイムで予報実験を行なっている。予測状況をリアルタイムで監視することができる（右図）。

防災 科 研の 防災 情報 シ ステ ム（ ス パコン）でリアルタイムで客観解析を行なっている。推定された地上風分布をリアル
タイムで監視することができる（右図）。
防災科研の地上風推定と気象庁ＭＳＭの予測をリアルタイムで比較できる。
日本気象協会の強風ナウキャストにおいて活用されており、建設会社等で社会実験が実施されている。

降水強度

2016年8月24日局地的大雨事例についてのブレンディング予測結果（下図）。
シームレスな1時間先予測が可能となる。

同化あり（3DVAR）

同化あり（IAU）

観測

最大鉛直渦度

同化なし

予測時間（分）68

2015年7月24日局地的大雨事例における精度比較（左図）。
青線が観測データを同化し予測された雨量の予測精度。
赤線が気象庁高解像度ナウキャストによる予測精度。
予測開始後45分で数値予測がナウキャストの精度を上回った(Kato et al., 2017)。動的に予測を結合することで、高精度な予測を1時間先まで維持させることを目指し、現在動的ブレンディング予測手法（特許出願済み）の開発を進めている。

2015年9月6日に千葉県複数箇所で突風被害をもたらした事例について、客観解析で解析された降雨強度（上段）と高度1kmの鉛直渦度（下段）の比較を示す。右には、レーダで観測された結果を示す。防災科研の同化あり（IAU）は従来技術の3DVARよりも観測に近い渦列を表現できた。

アメダス地点での風速の精度評価

地上風速（ m/s）

予測精度（ ＦＳＳ）

2016年8月24日13時50分における様々な予測手法による
降雨強度分布（上図）。13時を初期値とするナウキャストは青丸で示した積乱雲は予測できたが、13時以降に急発達した積乱雲（赤丸および緑丸）は予測できなかった。同化あり数
値予測は、赤丸で示した積乱雲を予測できた。ブレンディン
グは両者の長所を生かすことができた。

時刻（LST）

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同じ事例において、気象庁アメダスを用いて地上風の推定
精度を評価した（左図）。同化を行なわない場合（赤実線）、観測（●）に比べて、概ね過大となった。従来技術である三次元変分法で同化を行なう場合、観測に近づくが、矢印で示すようにスパイク状の変動を示した。NIEDが開発した3DVAR+IAUでは、このようなスパイク状の変動が見 られ ず 、 最も 推 定 精 度が 高 か っ た（ shimose et al.,2017）。レーダやライダーでは直接推定できない地表付
近の風速推定において、客観解析システムが有効であると示すことができた。

謝辞
利用したXRAINデータは、国土交通省より提供されたものであり、利用した
データセットは，国家基幹技術「海洋地球観測探査システム」：データ統合・
解析システム(DIAS)、地球環境情報統融合プログラム(DIAS-P)、並びに地球
環境情報プラットフォーム構築推進プログラムの枠組みの下で収集・提供されたものです。

National Research Institute for Earth Science and Disaster Resilience

リアルタイム短時間降水予測と気象場客観解析手法の紹介

レジリエント防災・減災研究推進センター 鈴木進吾
防災情報サービスプラットフォームが目指す全体像
データ層・プラットフォーム層・サービス層の３層で災害対応現場を直接支援
事前対策

time

サ
ー
ビ
ス
層

人・
社会活動

応急対策
帰宅困難者抑制・支援

防災教育

人材育成

ｺﾝﾊﾟｸﾄｼﾃｨ

災害備蓄計画

緊急医療・救急搬送
安否情報

地域防災計画

BCP

地区防災計画

避難訓練

広域物資輸送計画立案

仮設住宅の提供

道路啓開用資材・人員確保

情報作戦
事案処理
緊急輸送
救護・救助資材調達（計画立案）

災害ゴミ処分

２次的土砂災害防止

資源管理

庶務財務
災害復興住宅の供給

意思決定

自治体・公的機関
防災・災害対応業務

フプ
ォラ
ーッ
ムト
層

（内部＋外部）×（動的＋静的）×（構造＋非構造化）データの組合せで各種業務を効率化するサービスを開発・実装

サービスに使える要素技術の開発

SIP4D-T（言語情報系情報処理）

サービス活用防災の実装

SIP4D-M（地理空間情報系処理）共有方策の確立・標準化

建物・インフラ自 然

NICT・民間
航空機SAR画像

津波観測データ

JAXA
衛星SAR画像

気象観測データ

ビッグ
データ

国交省

リファレンス

通信キャリア通報連絡

道路情報（VICS）

スマートフォン位置情報(GPS）ＩＴＳ

通行データ（駅、ビル、集客施設）

CCTVカメラ画像

防犯カメラ画像統合

モバイル

方針・決定事項

NICT

対応記録

SNS

• SIP4D

書類

ﾃﾞｰﾀﾍﾞｰｽ

CSV

抽出• 演算・分析• 可視化• フィルタ・検索• ポップアップ• 書込み• セキュリティ

デスクトップ人・社会活動動的情報（モニタリング・センサ）

地震観測データ

防災科研

選択

現場機 状況分 選択
動力析力

情報通信基盤の開発強化

GISﾀﾞｯｼｭﾎﾞｰﾄﾞ

インターフェース、データフォーマット標準化

標準的データの活用

デ
ー
タ
層

住民
参加

IoT・文字情報を含む多様な情報の処理に対応

対応を省力化するためのSOPの開発と標準化

セキュリティの高度化・社会実装

必要となる
公開データを入手する

求められる
情報プロダクツ
を作成する

根拠となる
情報プロダクツを利用する

自分にはやりたい
ことがあるは防災基本計画で定められた項目

復旧計画作成道路・鉄道・航路の状況把握・提供

指揮調整
交通確保
通信確保

（※）

心的ケアサービス

遺体搬送・身元確認

ライフラインや住宅の応急復旧

指定緊急避難所開設・運営・管理

ｲﾝﾌﾗｱｾｯﾄﾏﾈｼﾞﾒﾝﾄ

防疫活動
ボランティア受入れ

被災者への情報伝達
被災者救助・救急活動

CIP

復旧・復興

広域（被災地域外）支援情報
給水・食料・生活必需品の確保

備蓄物資調達

消火活動

耐震補強
建物・
インフラ

利用の視点からの防災情報サービスプラットフォームの概念
データやシステムありきではない、ニーズオリエンテッドへの転換

データ 位置にの管理 応じた行動

Web

ユーザーニーズ

アプリケーション

ｾﾝｻｰ & ﾘｱ 災害対応
ﾙﾀｲﾑﾃﾞｰﾀ の連絡他ﾌﾟﾗｯﾄ
ﾌｫｰﾑ
情報源

SIP成果

Web Map

静的情報

地表面地形データ

国土地理院

自治体

土地利用データ

地盤構造データ

建物種別分布データ

ライフライン事業者

SOP

総務省統計局
人口分布データ

社会基盤情報インフラインベントリー情報

地図データ（地名、河川、湖沼

中間・夜間人口データ

マニュアル
災害時要支
援者情報

防災情報サービスプラットフォーム

計画

3D地図プラットフォーム

自社データを追加する

言語情報パイロット自治体における具体的なサービスのプロトタイプ構築
災害対応業務の現状をモデル化して分析し、ニーズと取り扱われる情報を整理し、サービスとしてパッケージ化することにより業務の効率化を支援
災害対応業務の標準手順書（SOP, Standard Operating Procedure）
アクションカード表

指示命令
情報処理の標準形式

サービス

どのような情報を、どのような形式で、どのような流れで処理するのかを取り決める

裏

誰がデータをSOPのストーリーにそって可視化し、作業を効率化

非構造

誰に

とりまとめ報

連絡処理票
何を

どのように
（コツ）

• 担当者一人一人に渡すものが、アクションカード
• 業務を担当者一人で実施可能なレベルまで落とし込む• アクションカードを作成することで業務手順と業務量を明確化

参加
1県、5政令市、10市、3町
1大学、6企業
1団体

資源管理
ボード

災害対応業務管理ボード

調査ツール

防災情報サービスプラットフォームのアーキテクチャー
多様なサービスを生み出すことのできるプラットフォームを設計し実装中
インポート
環境

札幌市

相馬市
輪島市
会津若松市
兵庫県 宇治市
神戸市
北九州市
岡谷市
直方市
浜松市
鞍手町
姫路市 名古屋市
香春町
苅田町 宇部市 橿原市

RDBMS/HDFSサーバー連
係

リカバリ
環境

機械学習
横断検索

保存

通信

Data

Data

Data

Data

Data

データ層基盤
機械学習

AI
LOD

メタデータ
共有許可
チェック

マスキング

電気

水道

ガス

道路

鉄道

航路

空港

拠点

車両
基地

物資

人員

危険
地域

被災
状況

避難
所

燃料

被害
予測

通信

医療

ノンプログラ
ミング開発

サービステ
ンプレート

ライブ
ラリ

研究開発ロードマップ
南海トラフを見据えた組織間連携、情報の相互運用性向上
2017

2018

ガバナンス

府省庁
連携

公的機関参加拡大

標準的手順

数種類
の業務

組織内
主要業務

技術

要素技
術開発

連携技術開発AIの利用技術開発

教育・訓練

研修系
演習系

Data

Data Lake

アプリ、
API開発

有資格者
管理

データと
サービスの
ポータル

アジャイル開発環境
ID
管理

インシデン
ト管理

利用状況
監視

ビューア

SQL

全国展開に向けた連携ネットワーク化へ

多種多様な特徴を持つ全てのデータを格納できる仕組
み

利活用環境

データ品
質管理

API管理

インフラ環境

データ層の開発
フレキシブルなデータの格納と、バックグラウンドでのデータ相互運用

SIP4D

データイン
ポーター

演算

サービス層
基盤

統合管理基盤
セキュリティ

ﾃﾞﾊﾞｲｽ
ﾃﾞｰﾀ統合

外部
データ

統合環境

データ層基盤

高速ｱｸｾｽﾘｱﾙﾀｲﾑ
処理

室蘭市

サービス

会議用ブリーフィングマップ

共有用
データ
カタログ

全国展開にむけてサービスを活用した災害対応と、情報の相互運用性向上に向けて
全国各地の自治体の防災担当者・情報担当者を集めた地方自治体の防災情報の相互運用性向上に関する会議を開催。被災経験のある自治体、プラッ
トフォームに関連する取り組みをしている自治体からの情報提供、自治体間情報交換、プラットフォー
ムのデザインワークショップを実施

マネージャー用ダッシュボード

構造

APIs

完了
チェック

情報

自治体の各部署の職員が集まってワークショップを繰り返
し実施
１つ１つの業務について、・アクションカードの作成
・指示命令系統の見直し
・作業手順記述の見直し
・情報の流れの見直し

データ

National Research Institute for Earth Science and Disaster Resilience

防災情報サービスプラットフォームのプロトタイプ構築

利用

2020

2025

民間組織参加拡大
組織間
連携基準
（EEI）

標準化された
災害対応業務

組織間
情報連携

対応自動化技
術開発

台風災害
土砂災害

プロトタイプ国立研究開発法人防災科学技術研究所〒305-0006 茨城県つくば市天王台3-1 tel:029-851-1611

2035

総合災害対応演習の実施による見直し

機能演習

図上演習

集中豪雨災害組織間業務連結

研修プログラム作成

教材作成

2030
官民が連携した
応援・受援体制

西日本内陸地震
雪氷災害

火山災害

南海トラフ地震
首都直下地震オリンピック69

レジリエント防災・減災研究推進センター

藤原広行・中村洋光・髙橋郁夫

リアルタイム被害推定・状況把握システム（SIP課題５）地 震■広域にわたる災害が発生した場合でも、災害・被害に関する推定情報や被害情報を収集・分析してリアルタイムに提供するシステム■被害全体をリアルタイムに推定、状況を把握できる概観版と、詳細な推定により町丁目単位、個別建物レベルでも利用可能
な地域詳細版を開発
関係機関からの3次元地盤モデル
災害情報データ■時間の経過とともに精度を高めて配信

K-NET・KiK-net
気象庁・自治体■広域での地震被害推定精度向上に必要な高精度な地下構造モデルを構築■高密度微動探査データによる動特性評価

地震発生

地球観測衛星を利用した災
害情報

連続観測

地震動分布推定
時間帯別の人口推定モデル・流動人口 ・滞留人口

建物の250ｍメッシュデータ（位置、建物種別、年代、階数等）

SNSを用いた災害状況要約
情報

関東

東海

地震動・建物の周期特性を考慮

火山ガス等のリアルタイム
モニタリング

状況把握

死者、重傷者、避難者等を推定

噴煙速度
測定ペア

アレイ

人的被害推定建物被害推定インフラ被災情報のリアル
タイム収集・集約・共有

融 合

津 波

利活用システム

推 定■他課題から浸水予測情報の提供を受けて、人的被害を推定■災害対応の現場で利活用■意思決定支援機能

豪 雨
WFS

WMS

WEB API
デジタル

デジタル

社会実装に向けて

データ

ハザード・リスク実験コンソーシアム

民間企業

民間での防災情報の利活用の促進

BCP、CSR
顧客対応
ｻﾌﾟﾗｲﾁｪｰﾝ
・・・・・・■データ活用のテストフィールドの提供・コンソーシアムの運営・管理
・サーバー・データの管理

・ユーザーやニーズの発掘

自治体
リアルタイム被害情報＋種々の災害情報
演算・変換・合成

独自のアプリケーション
独自のデータベース

ユーザー

独自の計算スキーム

データ

SIP4D

(府省庁連携防災情報共有システム)
建物被害推定データ

避難者数・
避難所情報

道路交通規制状況

避難所設営
安否確認
救援物資
・・・・・・

統合加工処理による情報作成

研究機関
駅舎・物流施設の被害予測
医療施設の被害予測
医療

防災訓練への活用

運輸

物流

通信

情報通信機器の被害予測

ｴﾈﾙ
ｷﾞｰ

ライフラインの被害予測

金融

商品企画

付加価値創成ＩＴ

経済損失予測保険

BCP（事業継続計画）

CSR（企業責任）

被害推定
複合災害
ﾊｻﾞｰﾄﾞ・ﾘｽｸ
評価
・・・・・・

インフラの被害予測

建設

特定施設の被害予測
製造

生産設備の被害予測

構造物の被害予測■情報の配信方法やコンソーシアムの組織運営のあり方の検討■本格運用に向けた枠組みの検討■新規のニーズやユーザーの発掘

災害対応の迅速化・円滑化
府省庁
政府災対

内閣府

文科省

国交省

農水省

地理院

厚労省

…等

謝辞：本研究の一部は、総合科学技術・イノベーション会議のSIP（戦略的イノベーション創造プログラム）「レジリエントな防災・減災機能の強化」（管理法人：JST）によって実施された。システ
ムで用いている地方自治体及び気象庁の震度データは気象庁より提供して頂いている。システムで用いている地方自治体及び気象庁の震度データは気象庁より提供して頂いている。

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リアルタイム被害推定・状況把握システムとその社会実装

National Research Institute for Earth Science and Disaster Resilience

地震被害推定のための地下構造モデルの構築
レジリエント防災・減災研究推進センター

先名重樹・若井淳

広域地下構造モデルの構築（２５０ｍメッシュ）◆ モデル作成の概要

微動アレイ観測（関東約12000点）◆

地震動・微動観測記と初期モデルとのジョイントインバージョン
測定

強震記録
解析

観測R/Vスペクトル比

微動アレイ観測

既往資料等

SPAC法・FK法・
CCA法

初期地盤モデル

実測分散曲線理論分散曲線理論H/Vスペクトル比

一致するか
Yes

No

ジョイントインバージョン

速度構造の決定◆ 土質モデルと地質層序モデルの作成（初期浅部地盤モデル）◆ 地盤モデルによる増幅特性（Vs400上面からの増幅特性）◆ 地盤モデルによる増幅特性（Vs3000上面からの増幅特性）◆ 深部地盤モデルの構築

微動観測クラウドシステムの開発

詳細地下構造モデルの構築

謝辞：本研究は、総合科学技術・イノベーション会議のSIP「レジリエントな防災・減災機能の強化」の課題⑤リアルタイム被害推定・災害情報収集・分析・利活用システム開発において実施された。

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National Research Institute for Earth Science and Disaster Resilience

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気象災害軽減イノベーションセンター

IoTを活用した地域防災活用マネジメントシステム開発

大雪対応サプライチェーンマネジメントシステム開発

小型・低コストの積雪センサーの開発• 防災科研はセブンイレブン店舗
屋根上に設置する積雪センサー（積雪深センサー・積雪重量センサー）を新たに開発。
• 多くの店舗に設置できるよう、小型かつ低コスト化を図る。
• 開発に際し、防災科研の屋内降雪実験施設を用いて、実際の雪を使った動作試験を実施。

新潟地区

長岡市をモデル地域として、気象災害軽減に資する特定テーマについての具体的かつ実践的な研究（実証実験）を行い、目に見える実績・成果を上げるとともに、防災科研（雪氷防災研究センター）がイノベーションを創出するハブとして機能するための要件及び実現プロセスを検証し、これらの活動を通して、「長岡モデル」の構築を目指した。

○降雪センサー稼動状況表示システム（稠密降雪分布）１○河川水位計測システム

店舗への設置イメージ図

実際の店舗を用いた実証実験• 実証実験としてH28年度冬季のあいだ、セブンイレブン店舗屋根上に積雪センサーを設置し、観測を実施。
• 新潟県長岡市・見附市、山梨県甲府市・富士吉田市の計4店舗に設置。

熊本地区

熊本地震後の地元自治体の斜面監視のニーズを踏まえ、土砂災害危険箇所の継続的な監視と新たな監視技術の開発による『地産地防』型の防災ビジネスの創出を目的として、熊本県内の産学連携によるIoT斜面監視システムの共同開発を行い、実証実験を行った。

○斜面モニタリングシステム• 崩壊や段差などが発生している箇所付近に設置。
• 崩壊検知センサーは、プラスチック製の杭の中に傾斜を感知するセンサーを内蔵。
• 斜面が地すべりや崩壊などにより傾くと、それを センサーが検知して、無線で基地局に情報を送り、WEBでの監視さらにメールで関係者に知らせる。
• 雨量計は、この地区の雨量を測ることで土砂災害が発生の可能性を把握することを目的に併用設置。

首都圏の稠密気象情報提供システム開発
雷放電経路3次元観測システムにより、雷研究の連携の核となるデータ取得を開始。

山梨地区

H26年に大雪災害の被害をうけた山梨県をモ
デル地域として、大雪災害軽減をテーマに「山梨地区道路物流への雪氷災害に関する勉強会」を開催。
大雪時の道路交通、物流、除雪などの課題について、山梨大学佐々木教授を座長として、国、自治体、民間企業の道路物流関係者による情報交換を実施。

山形地区
ニーズに合わせて、雪氷防災実験棟や屋外試験露場での試験を繰り返して、冬季の実証実験用試作機を開発、試作。

防災新技術の性能評価・標準化
防災科研“初”の資金提供・公募型共同研究等による気象会社等との連携○資金提供・公募型共同研究
H28年度採択：(株)中電CTI「雷危険度予測システムの開発」

大型降雨実験施設を利用したIoT通信実験

雪氷防災実験棟でのIoTセンサー開発• カタログスペックと屋外現場での使用時の到達距
離の違いが課題• 豪雨時を想定した無線通信試験• 雪氷防災実験棟で冬の環境を再現し、いくつかのセンシング方法を比較しながら開発

雷危険度予測技術を研究・開発
し、その技術を中核とする雷情報コンテンツを運用、提供するシステムを開発する。

気象災害軽減コンソーシアム

気象災害軽減ｲﾉﾍﾞｰｼｮﾝﾌｫｰﾗﾑ「防災×○○(ｺﾗﾎﾞ)」

コンソーシアムは、近年、異常気象災害(豪雨、大雪、土砂災害等) が激化・多発していることを踏まえ、地域特性・利用者ニーズに応じた気象災害予測情報
提供システムの社会実装等による気象災害軽減の実現に向け、イノベーションの推進及び成果の利用促進等を図り、産学官及び市民の連携により課題を解決し、災害に強い社会を構築することを目的とします。

【防災×○○ (ｺﾗﾎﾞ)のねらい】
防災の取り組みに関わりの深い異分野の知見を導入し、逆に防災の技術や知見を異分野に波及させるために、連携や協働による実践の可能性や課題について議論する試み

課題に応じて、ワーキンググループを設置し、特定の課題の検討、取り組みの推進を行います。

＜センシングＷＧ＞
本ワーキンググループにおいて、製品・サービスを「作る側」と「使う側」に場を提供することを通じて、「1.センサー」「2.電源（発電・給電・蓄電）」「3.
通信」「4.クラウド」等について調査・検討し、既存製品およびサービスのカタロ
グ化と新規開発のガイドラインを作成することで、ニーズ志向のイノベーション
ハブの役割を果たすとともに、IoT・AI・
BigDataの社会実装への取り組みを容易かつ迅速に資する活動を目的とします。

76＜データ利活用ＷＧ＞
本ワーキンググループにおいて、データを「作る側」と「使う側」に場を提供し、IoT
推進コンソーシアムのデータ流通促進ワー
キンググループやセキュリティワーキンググ
ループとの連携を通じて、「1.データ形式」「2.法的課題」「3.マーケッティング」「4.ビジネスモデル」等について検討し、報告書を作成することで、ニーズ志向のイノベー
ションハブの役割を果たすとともに、気象
災害分野のデータ利活用の取り組みを容易かつ迅速に資する活動を目的とします。

第1回「防災×自動車×情報」

第2回「防災×教育×情報」

防災今昔写真ワークショップ

ワーキンググループ（ＷＧ）＜防災教育ＷＧ＞
本ワーキンググループにおいては、
情報を避難行動に結びつけるための防災教育の活動を実施し、命を守るための市民の意思決定力の向上を図ることを目的とします。

地域おこしの一環として、鎌倉や新潟等各地で実施されている「今昔写真」の活動を防災用に
カスタマイズし、被災時の写真と現在の写真を比較し共有しあうことによって、地域における災害をイメージしながら、防災意識の向上と地域防災に大切な地域コミュニティの活性化を図ることをめざしたワークショップを開催

第1回防災今昔写真ワークショップ

その他の活動平成29年度は、防災今昔写真
ワークショップの実施方法を確立するための活動を進めます。
コンソーシアム設立総会

国立研究開発法人防災科学技術研究所〒305-0006 茨城県つくば市天王台3-1 tel:029-851-1611

極端気象体験ツアー

技術相談会

National Research Institute for Earth Science and Disaster Resilience

気象災害軽減イノベーションセンターのこれまでの主な取り組み

National Research Institute for Earth Science and Disaster Resilience〒305-0006 茨城県つくば市天王台3-1 tel:029-851-1611

国立研究開発法人防災科学技術研究所

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首都圏レジリエンス研究センター

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国立研究開発法人防災科学技術研究所〒305-0006 茨城県つくば市天王台3-1 tel:029-851-1611

National Research Institute for Earth Science and Disaster Resilience

首都圏レジリエンスプロジェクト

National Research Institute for Earth Science and Disaster Resilience

データ利活用協議会
首都圏レジリエンス研究センター

国立研究開発法人防災科学技術研究所〒305-0006 茨城県つくば市天王台3-1 tel:029-851-1611

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Dr.ナダレンジャーの科学実験教室２０１８
Dr.ナダレンジャー 納口恭明
【不審者ではありません】
皆さんこんにちは、Dr.ナダレンジャーです。
どう？かっこいいでしょ？
え？そう思わない？
ちょっと、気になるのでアンケート調査します。
絶対に怒らないから正直に答えてください。
1番。カッコいいと思う人？
少ないね？
2番。どう見ても不審者だと思う人？
おい！
いま手を挙げた人、正しいと思います。
学校で見かけたら、近づかないでください。
すぐに先生に「変な人がいます」と言ってください。
見ないふりはいけません。
でもちゃんと自己紹介していないから不審者だと思うんだよね。
これ、見てください。
のぼりを持ってきました。
国立研究開発法人防災科学技術研究所って書いています。
茨城県のつくば市というところにこういう名前の研究所があって、おじさんはここで働いている本当の科学者で博士です。
えっ！疑っているの？
気になるのでアンケート調査第2弾行きます。
絶対に怒らないから。
1番。本当の博士だと思う人？
少ないね？
2番。インチキ博士だと思う人？
いるの！
まだ手を挙げていない人のために、3番。どうでもいいと思っている人？
いま3番目に手を挙げた人、正しいと思います。
皆さんにとって、私が博士であってもなくても、どうでもいいと思います。
ただ、これだけは信じてください。
私は不審者ではありません。
不審者だったら悪いことするかもしれないからね。
悪いことはしません。
でも、防災だから災害の実験ばかりなのでちょっとこわいことをします。
【突風マシン －小さくすればおもちゃ－ 】
皆さんは竜巻って知っていますか？
みんなよく知っているね。
突風とも言うんですが、挨拶代わりに突風マシン体験してもらいます。
当たってみたい人？
こわいよ、5人くらい泣くかもしれないけどいいの？
じゃ出すよ、突風マシ～ン。
さあ、こわいだろう！泣け、泣くんだ！
何で笑っているの？
こわかった人？
ゼロ。
おもしろかった人？
え～！みんなおもしろいだけかい。
ハイハイ、冗談です。ただのうちわだよ。
どこがこわいんだよ。
じゃ、もう少し強くてもいいよね。今度は泣くよ！
さあ、こわかった人？
いないの？
おもしろかった人？
おもしろいだけかい。
でも、この風、前のほうの人はおもしろいかもしれないけど、後ろまでは届かなかったよね。
後ろの人は全然おもしろくないよね。
ハイ、これも冗談です。
もっといいのがあるんです。
皆さんのよく知っているやつです。
サイエンスショーの定番、テレビでもやっている、ダンボール箱に丸い穴を開けて、ボンと叩くやつです。
やったことある人もいるでしょ？
ふつうは、空気砲といいますが、私のような科学者は、学術用語でこれを突風マシンといいます！
その突風マシン、ダンボール箱ではなく、
プラスチックでできていて、おもちゃ屋さんに売っていて、大安売りのとき500円で買ってきたのを持ってきました。
これです。バケツでも、ゴミ箱でもありません。
持つところがあって、狙うところがあって、引っ張ってうちます。
うっていい？
当たってみたい人？
じゃ、適当にうってみるよ、当たった人だけわかると思います。
当たった人？
まだ当たってない人？
さっきも言ったけど、当たった人は楽しいよね、でも当たってない人は全然楽しくないよね。よくわかります。
その証拠に、周りを見て。
お父さん、お母さん、先生、全然楽しい顔をしていないよ。
きっと、当たってないから楽しくないんだ。
じゃ、自分のお父さん、お母さん、先生に突風を当ててもらいたい人、手を挙げて。
全員に当てているとそれだけで終わってしまうから、皆が見てわかるようにマトに当ててみよう。
この、布をマト代わりにすれば、風が当たると揺れるので、みんなが見えるよね。
やってみます。
えい。
おもしろいね！
そういえば、こっちにも変な突風マシンがあったよね。
これでもやってみたいと思います。
それでは、ここで問題です。
1番。この風があのマトまで届くと思う人？
2番。届かないと思う人？
3番。どうでもいいと思っている人？
やってみます。
届かないよね！
離れすぎているからだと思うのでもう少し近づいてみます。
このくらい。
では、また問題です。
1番。この風が、このマトまで届かないと思う人？
2番。届くと思う人？
念のために聞いておきます。
3番。どうでもいいと思っている人？
じゃ、やってみます。
届きました！届き過ぎです。
やる前からわかるよね、
バカな実験と思うかもしれないけど、どんなオバカに見える実験でも比べてみるとわかることがあります。
こっちと、こっちの共通点、同じところはと言うとどちらも風がきました。
これは間違ってないよね。
でも、風の種類が違いました。
こっちは、近くだと強くくるけど、離れると全然きません。
こっちは、まるで空気の塊のように広がらずに遠くまで飛んでいきました。
来た？おもしろい？
こっちは、おもしろいです。
こっちは、全然おもしろくない。
では、アンケート調査第3弾、行きます。
もし、どちらか一つ、例えばお誕生日のプレゼントにもらえるとします。
どちらが欲しいか？
1番。こっちがいいと思う人？
誰もいない。
おまけ付けます。
全然人気がない。
じゃ、こっちがいいと思う人？
みんなこっちかい！
そうだよね、だっておもしろいモンね。
私だって、おもしろいから大安売りのとき500円で買ったんだけど。
確かにおもしろいけど、今度はちょっとだけ想像してみてください。
これが超巨大化します。
例えば、これが体育館ぐらいの大きさだと思ってください。
もし、これが体育館の大きさだとすると、この中の人間はアリさんくらいだよね。
ここに、アリさんがいます。
アリさん、こんにちは！バコーン。
アリさん吹っ飛ばされるよね。
多分、このくらいは飛ぶでしょう、1mくらい。
でも、これが体育館の大きさで、アリさんが君たち人間だったらアリさんにとっての1mは人間なら100m以上。
もしかしたらグランドの向こうまでぶっ飛ばされるかもしれないよね。
飛ばされて落ちてきたら、大怪我したり、死んでしまうかもしれない、本当はこわいものなんです。
でも、小さくしたら、全然こわくないよね。おもしろいだけだったでしょ。
そう、これは自然災害も同じです。どんなこわいものでも、小さくして、被害がなければ全然こわくないんです。
しかも、少しだけ不思議なことが起こるから、「おもしろいな」って思います。
そう、どんなこわい災害も、被害がないくらい小さくすればおもちゃになるんです。
洪水だってミニチュアにして手のひらの上で再現すれば、手が濡れているだけ！
「災害を起こす自然現象も、小さくすればおもちゃになる」
これをナダレンジャー第1法則といいます。
今日は、おもちゃシリーズで行きたいと思います。
おもちゃ好き？
皆さんはもう小学生だから、おもちゃ卒業して勉強大好きだよね。
そんな賢い皆さんは、私の話、つまんないから寝てていいよ。
でも、小学生にもなってまだ、おもちゃが大好きだという変な子は、楽しいから聞いていてね。
じゃ、賢い子はおやすみなさい！
なんだ！みんな起きてるの？
【レンジャーではなくンジャー】
もう一つ、自己紹介したいことがあります。
私はDr.ナダレンジャーというのですが、なぜナダレンジャーか説明したいと思います。
皆さん、冬、山に積もった雪が、山から落ちてくるなだれって知っている？
私は、本当はなだれの専門家なんです。
だから、なだれにンジャーをつけてナダレ・ンジャーになっています。
レンジャーではありません、ンジャーです。
時々、間違って、ナダで区切ってレンジャーをつける人がいますが、それは間違いです。
ナダ・レンジャーはふつうのヒーローです。
私はンジャーですから少し不審者に見えます。
納得した？
もし、いつかどこかで、私を見たときは大きな声で力強くナダ・レンジャーと言ってはいけません。
思いっきり、力を抜いて、ナダレ・ンジャーと言ってください。

【ピンポンで 世界初だよ ネモト君】
では、私が本当に世界一流のなだれの専門家だということをお見せするために、私が世界ではじめてやったなだれの実験の写真をお見せします。
坂の上から白いものが流れていますが、これは雪ではありません。
ヒント、軽いボールで、「ピ」で始まるボールです。
ピンポン！
ピンポン球です。全部で30万個あります。
でも、ピンポン球の数よりもすごいのは、下で待っている人たちです。
全部で5人います。この人たち、なぜここにいるかというと、
この実験、ピンポン球が流れ終わるのにかかる時間は10秒くらいあっという間に、終わってしまいます。
でも、後片付けが1日がかりの大変な作業なんです。
この人たちは、後片付けにきてくれた
タダ働きの大学生です。
ふつう、タダだとこないよね。
そこで、いいこと考えました。
「お手伝いしてくれたら、最後になだれの中に入れてあげるよ」って。
で、真ん中にいるこの人に注目してください。
名前をネモト君といいます。
実は、このネモト君、この後、大変な悲劇が待っています。
いいですか、次の写真をもう一度見てください。
こちらの写真には5人写っていますが、こちらの写真には4人しか写っていません。
ネモト君がいないんです。「おーい、ネモト、どこいったんだよ～」
はい、ネモト君、あっという間に下に20ｍ以上流されてしまいました。
このネモト君が世界で最初のピンポンなだれの犠牲者といわれています。
ここ笑うところじゃないよ！
皆さんで黙祷でしょ。
でも、黙祷しなくていいと思います。
だって、ピンポン球で死ぬと思う？
ネモト君、ピンピンしているよ。もどってきてなんて言ったと思う？
「わーい、めっちゃ、楽しい！！！」こんなのあったら、自分でも、ピンポン球なだれに入ってみたい人いる？
えっ！そんなにいるの？
ラッキーです。今日、ピンポン球、用意してきました。
最後まで聞いて！用意したのは1個だよ。
1個なだれ、飛んで行きます。
こっちにも行きまーす。
あっ！そうだ別のボールもあったんだ。
よく似たボールでゴルフボール！
やる前に聞きたいんだけど、30万個がピンポン球でなくて、全部ゴルフボールでもいいから入ってみたい人？
えっ！そんなにいるの？
＊＊でしょ！
ちょっと、音聞いてみて、これがピンポンの音。軽い音だね。
今度はゴルフボール。痛そうな音だね。
じゃ行くよー！ほーら、逃げた。
ピンポン球なら平気だけど、ゴルフボール、1個でも痛いよ。
鼻に当たったら鼻血出ると思います！
そんな問題じゃないよね。
30万個当たったら、死ぬか大怪我するんじゃないの。
いま手を挙げた人、勢いで挙げているんだと思います。
冷静に考えると小学校1年生でもわかると思います。
ピンポン球が安全で、ゴルフボールが危険だってこと。
でも実は、これが自然界のワナです。
聞いてください。はじめからこわいとわかるゴルフボールは用心するよね。
用心して近づかなければ被害はない！
被害がないものは災害ではなく、ただの自然現象！
でも、ピンポン球はどうですか？
30万個流れてきたら、飛び込んで泳ぎたくない？
それが、ワナです。
実は、ピンポン球でも死ぬことがあるんです。
どうしたら死ぬか？
飲み込んで息ができない？
滑って転んで頭を打つ？
いえいえ、そんなんじゃありません。
【ナダレンジャー1、2、3、4、0号 －自然界のワナ－ 】
私が発明したナダレンジャー1号を使って、ミニチュア実験で説明しましょう。
この中の粒粒を小さなピンポン球だと思ってください。
中には水が入っていますが、これを空気と思ってください。
長さは1.5mですが、本当はこの1000倍くらいの坂だと思ってください。
では、傾けてみます。
先頭が盛り上がって頭のようになり、後ろが尻尾のようです。
頭と尻尾、ヘビか竜のようです。
横から見るだけじゃなく、正面から見るとピンポン球なだれに流されたネモト君の気分が味わえます。
ネモト君になってみたい人いませんか？
あっ！君、ネモト君。
さあ、来るよ、来るよ・・・きゃ～驚いた。他にも見たい人いる？
ナダレンジャー1号には2号というちょっと小さい弟がいます。
ナダレンジャー2号です。
小さいだけではありません、超遅～い。
でも、1号と同じく、頭と尻尾があります。
見たい人いる？
もう飽きた？
3号なんて見たくないよね。
えっ！見たいの？
もっと小さいよ。
3号！
4号は止めとこう。
えっ！見たいの？
すごく小さいよ。あるよ。ここに。
4号！
かわいいけど、小さくてなんだかよくわからないよね。
皆さんが、なだれをかわいいものだって誤解したらいけないので、逆に、1号より大きい0号見たい人いる？
かなりかわいくないよ。
ビニールだよ。
よれよれだよ。うわーかわいくない。
でも、ふつうのビニール袋じゃないです。
長～いの。
ここに、白いものがあるよね。
発泡スチロールって知っている？クッションの中に入っているやつを使っています。
白くて、小さくて、軽いから、小さなピンポン球だと思って。
あとは、水ではなくて空気を入れるだけ。
ちょっと走ってくるから、10数えて待っていて。
さあ、ナダレンジャー0号です！
みんなに見せられなくてごめんね、でも、大きいほうが迫力あるよね。
言い忘れたんだけど、なだれには頭と尻尾があるだけじゃなく、流す量を増やすと先頭はだんだん速くなります。
ざっと、100万倍すると、10倍くらい速くなります。
よくわからないね。
例えば、この発泡スチロールを東京ドーム満タンにして、山の上からいっぺんに流すと先頭のスピードは、なんと、新幹線くらいになります。
そんなのが、風となって空気だけでも吹いてくると竜巻と同じで、屋根が飛ばされたり、木が折れたりします。
いくら軽いといっても、発泡スチロールは空気よりも50倍くらい重いんです。
だから、発泡スチロールが東京ドーム満タンで来ると、みんな、死ぬよ！
さっき、ネモト君が、ピンポン球30万個で喜んでいたよね。
楽しかったのは30万個だからだったんです。
ピンポン球3000億個くらいで東京ドームは満タンになります。
山の上からドーム満タンのピンポン球が落ちてきたら、ネモト君と残りの4人合わせて、5人全員、死んでると思うよ！
そう、楽しかったのは、30万個だったからなのです。
30万個なら絶叫マシンのように楽しいピンポンなだれも、
3000億個なら殺人マシンになるんです。
逆に言うと、こわいものも小さくすると、楽しいおもちゃにもなるんです。
竜巻こわいっていうけど、竜巻は風だから材料は空気でしょ？
「竜巻こわいから、息、吸うのを止めます」って人いないよね。
「洪水こわいから、水、飲むのを止めます」っていったら、死んじゃうよね。
そう、本当は楽しかったり、役に立つ、人間にとって大事なものばかりです。
そんなものでも巨大化するとこわい災害になるのです。
だから、ワナなのです。
【定常落石実験装置 －自分の命は自分で－ 】
ピンポン球でも危険なら、石や岩だったら、1個でもいやだよね。
宇宙から落ちて来る石、なんていうか知っている？
じゃ、山の上の岩や石が転げ落ちる落石って聞いたことある？
昔、富士山ですごい落石がありました。
登山している人がいっぱいいるときに、広い範囲に岩が落ちてきました。
もう逃げるところも隠れるところもありません。
逃げても追いつかれます。
全部で、10人以上の人が亡くなりました。
でも、その中で助かった家族がいました。
その当時話題になりました。
どうして助かったか知りたいですか？
お父さんがすごいんです。
もう逃げられないとわかったお父さんは、岩が落ちてくる方を見ながら、バラバラの家族を並べます。
お父さんが先頭、お父さんの後ろにお母さん、お父さんとお母さんに隠れるように
こどもが1列になって、「前へならえ！」とは言わないと思いますが。
お父さん、ふつうは強くなくても、いざとなったら、家族のためにがんばります。
うりゃー！！
そんなことはしません。
手が痛いから。
実際に何をしたか？
もう勘のいい人はわかるでしょう、後ろに逃げたのではなく、先頭のお父さんの指示で家族一列、横に動いて岩をよけたんです。
さあ行くぞー。
右ー。
左ー。
おっとっと。
また右ー。
だんだん慣れてきて、右、左、小さくなって、ジャンプ！
最後まで逃げ切ったというすごい話です。
でも、ここには大事なことがあります。
大きな災害の時には、誰も助けにこられません。
普通だったら、警察、消防、自衛隊、出動します。
でも、大災害のときは助けを必要としている人が多すぎるので無理です。

でも助かった人がいます。
助かった人に、誰に助けてもらったか聞いてわかりました。
「君は誰に助けてもらったの？」「はい、僕は自分で自分を助けました！」「何？自分で！」助かった人の多くは、自分の命は自分で、もし、家族がいれば家族の助け合い、隣近所がいれば隣近所の助け合い、
自分たちの命は自分たちで守る！
そうしないと大災害には負けてしまいます。
ということで、私もそのときから研究している落石実験装置
落石レンジャー君を、今日、皆さまのために特別に持ってきました。
見たい人？
そんなに見たいの？
普通だったらすぐに終わってしまう落石を一時間でも二時間でも続けてお見せできる装置です。
説明します。
普通だったら止まっている坂が、石が落ちるのと同じスピードで上に上がっていきます。
上りのエスカレータ状態です。
落ちても、落ちても止まっている人から見ると、同じところで転がっているように見えます。
さあ、出します！
定常落石シミュレータ
落石レンジャー君登場です。
見たことあるよね。
みんな知っているよね。
やらなくてもいい？
じゃ、ちょっとだけやってみるけど、Dr.ナダレンジャーは芸人さんではなくて科学者なのでむずかしいのはできないから、簡単なやつでやります。
バイキンマン？
いやこれ皆さんの知っているバイキンマンではありません。
すごーーーーーく汚れたバイキンマンです。
【浮くエッキー －ペットボトルに砂、ピン、水で－ 】
さあ、これで、前置きはすべて終わりです。
長――――い前置きだったね。
いよいよ、これから本番です。
えっ！これから本番？
これを見てください。
500mlのペットボトルに、砂をこのくらい、
それに丸ピンという頭がプラスチックの丸い形をした画鋲を何個か、そして最後に水道の水をボトル満タンにしてフタをすればできあがり。
簡単でしょ。
作るのは簡単ですが・・・
実験はもっと簡単だよ。
災害にあって喉が渇いたとき、フタを開けて飲みます！
そんなわけありません。
ウソです！
お腹痛くなるから、飲むのは止めましょう。
本当はこうです。
1、2、3でボトルを逆さまにします。
うわー、砂が落ちてる！
当たり前です。
このまま、ジーっとして静かに砂を沈めると、丸ピンは全部砂の中に埋まって見えなくなります。
あとは、ボトルを軽くデコピンするだけで、埋まっていた丸ピンがポコッと浮かんできます。
3、2、1、エイ！
では、つくってみましょう。
もういいかい？
では、真似をしてください。
ボトルを置いて手を、ぶらぶらぶら
ぶらぶらしている手のうちで、デコピンしやすい方の手を決めてください。
では、デコピンの手じゃない方の手で、こうやって持ちます。
1、2、3でボトルを逆さにします。
砂が落ちてきたら、ボトルを動かさずに自分のボトルだけをじっと見ていてください。
ボトルを叩いたり、
きょろきょろよそ見したり、おしゃべりしてはいけません。
砂が沈んで、丸ピンが埋まっていることを確認したら、ボトルをデコピンします。
3、2、1、ポン。
もうひとつ行きます。
3、2、1、ブラーン。
逆さまでもできます。
3、2、1、ポン。
【地中のマンホールが！ 】
では何の実験か説明します。
この写真を見てください。
これは＊＊年前にあった、東日本大震災のとき、よくニュースに出ていたものです。
真ん中に、ニョキっと出ているのは、
本当は地面の下に埋まっていて、下水が流れているマンホールです。
マンホールが1m以上も浮き上がっている写真です。
決して、巨大なエリンギではありません。
このマンホールがどうして浮き上がったかというと、大人の皆さまはもうおわかりですね？
大きな地震が来て、難しい言葉で「液状化現象」、
液状化現象というのが起こると、まるで軽い物が水に浮くように、
マンホールが地面の下から浮かび上がってくることがあるんです。
このボトル、逆さまにして砂を沈めたときが地震のくる前です。
ボトルをデコピンして震動させたのが地震です。
そして、ポコンと出てきた
この丸ピンがマンホールだと思ってください。
ペットボトルの中で、液状化現象が起こったんです。
どう、すごいでしょ！
では、みんなで言ってみます。
「液状化現象。はい！」
すぐ忘れていいよ、きっとテストに出ないと思うから
このボトル、Dr.ナダレンジャーが発明したので、「液状化現象」を忘れてもいいように、名前もつけました。
液状化の「えき」をとって、エッキーといいます。
じゃ、ちょっと、君のエッキー貸してくれる？
私のエッキーと、みんなが作ったエッキーを比べるとこっちの水はきれいだぞ、
みんなの水は汚いぞー
そうでしょ。
こっちの水がきれいなのは、ちょっとズルしたからです。
水を入れ換えちゃいました。
砂が、出ないように
そっと、水だけを流して、新しい水道水と入れ換えました。
水が、濁るたびに新しいきれいな水と交換すると、エッキーはきれいになります。
こうしておけば、100年間くらいは使えます。
子子孫孫まで、伝えましょう。
でも、エッキーを遊んでやらずに、1年くらいほったらかしにしておくと中に、緑色をした生命体が現れるので注意してください。
【固体が液体 液体が固体】
ところで、水を換えようとすると砂も一緒に出ちゃうじゃないかと心配になるよね。
では、砂が出ない方法といっしょに、液状化現象がどうして起こるか、原理を説明します。
原理知りたい人いる？
ところで、「原理」ってどういう意味か知っている？
どうしてかってことだよ。
このデカボトルを見てください。
この中には、水と砂しか入っていません。
ただし、輪ゴムが2本ついています。
この輪ゴムは砂の位置の目印です。
下の輪ゴムは砂のところ、もう一つはそれよりもちょっと上です。
私は、この下の輪ゴムのところにある砂を上の輪ゴムのところまで増やしてみます！！
これは、手品ではなく、科学実験です！
増えたでしょ！
増えたよね。
でも、本当は増えていません。
だって、砂、足してないもん。
本当はふくれただけ。
隙間だらけです。
この辺、ふくれるとどうなるかわかる？
ぶよぶよだよね。
これもぶよぶよ、軟弱地盤といいます。
じゃ、今度は減らしてみようか？
その前に、5、6年生に質問があります。
液体と気体と固体は習ったよね。
水は何体ですか？
空気は何体ですか？
では、砂は？
ちょっと迷ったけど、一粒一粒は固体だよね。
個体の集まりだよね。水の中にあっても。
でも、水の中の砂は、液体のようになることがあるんです。
このボトルを、地震のように揺らしてみます。
そのとき、この砂、どうなるか見てください。
こうなります。
固まってない！
まるで、水のようです、ゆらゆらして波打ってます。
これを液状化といいます。
このとき、下の砂水に埋まっている砂水よりも軽いものは、
まるで、水に物が浮くように砂の上に浮き上がってきます。
だんだん、砂の量が減ってきているのがわかりますか？
だんだん減ってきて、下の輪ゴムに近づいてきたら、いままで揺れていた砂が、固まってしまいました。

カチンカチン。
もう、どうやっても液状化しません。
液状化現象というのは、ふくれた隙間だらけの砂がカチンカチンに固まるまでの間に起こるのです。
そのきっかけが、地震のような震動なのです。
おもしろいでしょ！
お父さん、お母さん、１本1000円でどうですか？
これ、学校で習った？
幼稚園で習った？
実は、これは、幼稚園でも、小学校でも、中学校でも、高校でも、専門課程を除けば大学でも、死ぬまで習いません。
では、みんなのエッキーで同じことをやってみます。
エッキーを逆さまにしてシェイク、シェイク・・・
完全にシェイクしたら、ボトルを床において手を離して、砂を静かに沈めます。
そのままで、こっちを見てください。
速すぎても、ゆっくりすぎてもいけません。
こんな感じでボトルを揺らします。
1、2、3、4、・・・
砂がゆらゆら揺れて、液状化現象が起こり、丸ピンが浮いてきます。
さらに続けます。
10、11、12、14、・・・20！
どう？カチンカチンでしょ。
またシェイクすれば、同じことが何回でもできます。
水を換えるときは、このように砂をカチンカチンにしてから換えると砂が出ずに水だけを換えれるので、こうやってください。
【地表の電柱が！ 】
砂の中の軽いものは浮くといいました。
では、砂の上に出ている重いものはどうなるでしょう。
沈みます。
何が沈むかというと、例えば、電柱は沈みます。
この写真を見てください。
これも＊＊年前の東日本大震災のとき、よくニュースに出ていた写真です。
茨城県潮来市の日の出団地というところです。
でも、この写真の電柱は沈んでいません。傾いているだけです。
バランスが悪ければ傾きますが、よければ、すーっと沈みます。
止まれマークが地面ぎりぎりです。
では、沈むところもやってみましょう。
もう一度、ぶよぶよの地盤を作ります。
ふたを取って、ここに電柱代わりの棒を立てます。
これを、電柱だと思ってください。
では、地震のように、テーブルの端を叩きます。
ここが震源です。
電柱どうなるか見てください。
3、2、1えいっ！
皆さんは、電柱に注目していたかもしれませんが見て欲しいのは地面の位置です。
2mmくらい地盤沈下といって、地面が下がっています。
でも、下の輪ゴムの位置まで下がってはいません。
ということは、まだ、この実験ができます。
実験が何回もできるという以上に、大事なことがあります。
それは、地震が来て液状化現象が起きたところは、
もう、液状化現象が起こらないということはなく、また地震が来ると液状化現象が起こるかもしれないということです。
では、もう一度やってみましょう。
また棒を立て直します。
同じ実験じゃつまらないよね。
これ覚えている？
皿の回っている棒を液状化で沈めます！
上手くいったら、拍手をお願いします。
3、2、1エイッ！
皆さんは、こんな実験をする必要はありません。
これは、私の趣味です。
すごいでしょっ。
ただ、この実験にも、困ったことがあります。
棒が、水でびちょびちょ、砂でざらざら、あまりエレガントではありません。
誰か、この棒、なめてみたい人いますか？
やめなさい！
お腹こわすよ！
【沈むエッキー －1週間は遊べます－ 】
そこで、いちいち、ふたを開けて、棒を立てなくてもいい実験を考えました。
こちらを見てください。
材料を説明します。
丸いボールは、皆さんの知っているスーパーボールです。
3個入っています。
それぞれのボールには爪楊枝くらいの長さに切った針金を刺しています。
この針金を電柱だと思ってください。
ふたをしたまま、ボトルを逆さまにします。
そのまま、じっとしています。
上にある砂の塊が崩れると、ボールは一番上まで浮いてきます。
そして、砂といっしょに、ボールは静かに下がってきます。
もうすぐすると、針金が出てきます。
これが、地面に電柱が立った状態です。
では、軽くデコピンします。
3、2、1エイッ！
どうですか？このボトル2本あれば、1週間は遊んでいられるよね。
10日目には飽きるけど。
飽きるまでは遊ぶ！これが大事。
でも、よく考えて、実際に電柱が沈んでしまうと、電気が使えなくなります。
マンホールが浮き上がってくれば、下水は流せません。
本当は、大変なこと。
でも、それがわかっていても、エッキーを見ると、おもしろく感じます。
被害がなければ、災害を引き起こす現象はおもちゃになるんです。
【ゆらゆら３兄弟】
では、もう一つ、地震に関係した実験をします。
これを見てください。
スポンジでできたビルの模型です。
背の高いビル、中くらいのビル、小さいビルだと思ってください。
ここから、難しい問題になります。
下の白い枠を前後に揺らします。
さて、どれが一番揺れるか？という難しい問題です。
他の人と相談しないでね。
1番。この小さいビルが一番揺れると思う人？
2番。中くらいのビルが一番揺れると思う人？
3番。背の高いビルが一番揺れると思う人？
えーっ！
なんで、みんな3番に手を挙げるの？
つまらないよ！
もうこの実験やりたくない！
だって、そのとおりなんだもん。あーつまんないよ。
聞いてください、＊＊年前にあった、東日本大震災では、東京にある背の高いビルがまるでコンニャクのように揺れました。
目で見てわかるくらい。
そして、それは、震源地から遠く離れた大阪でも、背の高いビルが、東京以上にコンニャクだったところがあるんです。
いや、本当のコンニャクじゃなくて、コンニャクのように揺れたってこと。
そして、それは、背が高いからではありません。
正しく言うと、背の高いビルが揺れるような地震だったからです。
何言っているかわかんないよね。
実は、いま、この背の高いスポンジが揺れているのは、
Dr.ナダレンジャーが、わざと揺れるように動かしているからなんです。
どうやって揺らしているか言っていいですか？
わざと、ゆっくり動かしているんです。
じゃ、速く揺らすとどうなるか、見たい？
では、少し速く動かしてみます。
えーっ！？
中くらいのビルが一番大きく揺れだしました。
おもしろいねー。
じゃ、もっと速くするよ。
うぃー。
あれー！
全部揺れちゃいました。
結論！全部、揺れます。
大人でも、背の高いのが揺れると思っている人が多いと思いますが、正しく言うと世の中に揺れないものは何一つない！
全部、揺れると思ってください！
でも、いっしょには揺れていません。
何が違うかわかる？
揺らすときの速さです。
正しく言うと、リズムです。
ゆっくりしたリズムで、揺らすと大きなビル。
中くらいのリズムで揺らすと2番目のビル。
小刻みな速いリズムで揺らすと・・・・
どのおうちにも、一番揺れやすい固有のリズムがあります。
この体育館にはこの体育館のリズム。
皆さんのおうちには皆さんのおうちのリズム。
地震の揺れにもいろんなリズムがあり、地震のリズムとおうちの一番揺れやすいリズムが合ったとき、そのおうちが一番揺れるという法則です。
こわいよね。
ちょっとこわいので、楽しいのに換えます。
ゆらゆら3兄弟といいます。
1号君、2号君、3号君。
1号君はのんびり屋さん、
ゆらゆらゆらゆら・・・
2号君はまじめです、
ハイハイハイハイハイハイハイハイ・・・
3号君は泣き虫です。
うぃーーーーーー・・・
横から見て、揺れ方を比べてください。
ゆらゆらゆらゆらハイハイハイハイハイ
うぃーーーー
たった1つでもできます。
おうちに帰ったら自分でもやってみてください。
揺れるものがあれば何でもいいです。
スポンジでも、紙でも、あっ、そうだ！
今夜、晩ごはんのおかずにお母さんがコンニャク使うようだったら、コンニャクでもいいよ。
実験終わったら、洗って、食べなさい。
長く持って、
ゆらゆらゆらゆら。

少し、短くして、
ハイハイハイハイ
もっと、短くして、
うぃーーーー
じゃ、長くしたまま、ゆらゆらじゃなく、ハイハイしてみます。
あれーー。力がぬけて、伝わらない。
うぃーーーー、暴れているだけ！！！
やっぱり、ゆらゆらが一番揺れます。
【紙でもゆらゆら】
紙でも、やってみます。
わりと、弱いくにゃくにゃした紙を、帯のように細長く切って、根元を持つと、スポンジの実験と同じことができます。
同じようにやってみます。
長く持って、
ゆらゆらゆらゆら
少し短くして、
ハイハイハイハイ
もっと短くして、
うぃー
ちょっと地味なので、見やすいように、こんな風に輪にします。これでも同じです。
長く持って、
少し短くしてもっと短くして
もっと、かわいいのもあるよ！ハート型！
かわいいの飽きたから、不気味なのにします。
目玉！
【長棒ゆらゆら －ピー君が自分だったら－ 】
今度は大きな実験にします。
この黒い棒は長―く伸びます。
長く伸ばしてゆらゆらさせる実験をしたいと思います。
棒の先にお人形のピンク色のピー君に乗ってもらいます。
では、この長さで、うぃーで揺らしてみます。
うぃーーー、
揺れません。揺れているのは尻尾だけ。
じゃ、ゆらゆら、行きます。
ゆらゆら、
あまり揺れません。
そういえば、ハイハイを忘れていました。
ハイハイ、
揺れすぎ！！！
もっと、伸ばしていい？
このくらい！
うぃーから行きます。
ぜんぜん揺れない。
さっき揺れたハイハイ行きます。
あれっ、今度は揺れない。
じゃ、ゆらゆら行きます。
うわー！揺れすぎーー。
もっと、伸ばしていい？
マックス！！
では、ゆっくりしたゆらゆら行きます。
上にいるのがお人形のピー君だからいいけど・・
あれが、自分だったらどうですか？
夢の中に出てきたら、
オシッコちびるよね。
でも、スポンジの実験を思い出してください。
背の高いビルは、速いリズムの揺れでは逆にあまり揺れません。
その代わり、ゆっくりした地震が来ると・・・・
大事なことは建物によって、揺れ方が違うということ
自分のおうちが大きな地震でも無事だったからといって、いつも無事とは限らないということを忘れてはいけません。
たまたま、そのときの地震の揺れのリズムが、おうちの揺れやすいリズムと違っていたからかもしれないからです。
【ブロックゆらゆら －ダンゴ虫になれ！－ 】
みんな、こわいのが好きだよね。
最後に、もっとこわい実験をします。
カラーブロックを高く積み上げて、揺らして倒す実験です。
やっていい？でも安心してください。
少しずつ積み上げていきます。
途中で、半分以上のひとが、それ以上積むのに反対したら、
そこで、ストップします。
でははじめに＊＊個
もう止めた方がいいと思う人？
もっと、積んだ方がいいと思う人？
じゃ、＊＊＊個
もう止めた方がいいと思う人？
もっとやったほうがいいと思う人？
では、全部、積みます。
ここで、お願いがあります。ナダレンジャーが積もうとした瞬間「わっ！」と言っちゃダメだよ。
驚いて、倒しちゃうかもしれないからね。
あれっ！？みんな、「わっ」て言おうとしているよね。
だって、口がもう「わ」の形になっているよ。
じゃ、今のうちに言っておこう。
「せーの、わっ！もう一丁、せーの、わっ！」
もういいかい？もう絶対に言っちゃダメだからね。
では行きます。
では、ちょっと触ってみます。
だれが見てもわかるように、下の板をぎゅっと大きく揺らすとすぐに倒れるよね。
でも、少しくらいだと倒れません。
揺らすルールを決めます。
揺らす幅はほんの少しだけ「こちょこちょ」
これだとあまり揺れません。
でも、さっきのスポンジの実験を思い出してください。
上手く、リズムが合うと大きく揺れました。
背の高いビルは速いリズムで揺れた？
それともゆっくりしたリズムで揺れた？
はい、学習効果あったみたいだね。
実験ではゆっくりしたときの方がよく揺れました。
このブロックも背が高いので、ゆっくりした方が大きく揺れると思います。
速いリズムからゆっくりしたリズムにしていって、最後にぶっ倒したいと思います。
では、手拍子でリズムを取ります。その手拍子に合わせて板を私が揺らします。
手拍子の練習をします。
3種類です。
真似してください。
最初は速いリズム
ぱんぱんぱんぱん・・・・はいＯＫ。
では少しゆっくりしたリズム
ハイハイハイ・・・はいＯＫ。
最後は、アンコールのリズムって知っている？
アンコール、アンコール・・・はいＯＫ。
私がＯＫというまで続けてください。
では速いリズムから行きます。
がたがたがたがた・・・はい、セーフ！
では、ハイハイ行きます。
はいはいはいはい・・・・はい、セーフ！
アンコールはもう止めとく？
やりたくないけど、では行きます。
アンコール・・・・セーフ！！！
実はまだリズムが合っていません。
もっとゆっくりすれば間違いなく倒れると思います。
やる？
わかりました。
では、皆さんに一つだけ相談したいことがあります。
折角、倒れるんだから、そこで見ているだけでなくここに座って、落ちてくるブロックの下敷きになりたい人いますか？
そんなに下敷きになりたいの？
ここで、事故が起きてはいけないので、安全確認したいと思います。
「安全確認！」
大丈夫です。
私だけが確認してもいけないので、下敷きになる人にはみんな安全確認していただきます。
安全確認がいやな人は、もどっていいよ。
では、安全確認、行きます。
さあ、これで、安全は確認されましたが、これは訓練でもあるので、この実験では安全ですが、このブロックを本当のブロックだと思ってください。
どこにも隠れるところがない場合は、最終手段です。
頭を腕で覆って、ダンゴ虫のように丸くなってください。
それでは、行きます。
アンコールのリズムで倒れなかったので、もっとゆっくりしたアンコール
これをだるいアンコールといいます。
大丈夫だった？
【楽しく学ぶこわい災害】
以上でおしまいです。
楽しかった？
楽しかったのは、ミニチュアにしたり、安全にしたからです。
勉強するときは楽しく！
でも、これが、本当に起こったら、死んじゃうかもしれないこわい災害になることも忘れないでね。

棒グラフのように見えているのは『Ｄｒ．ナダレンジャーの自然災害科学実
験教室』2時間コースの台詞です。ほぼ全部文字にしました。対象は、幼児から専門家までですが、この台詞は、主に小学校低学年の児童に向かって話しつつ、それを参観している保護者・教師・専門家を意識したものです。楽しく学ぶこわい災害の実践例として、ご参考になれば幸いです。
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