HDS27-01

会場:A04

時間:5 月 27 日 09:30-09:45

S-net データを用いた津波浸水予測システムの開発
Real-time tsunami inundation forecast system using S-net data
青井 真 1∗ ; 山本 直孝 1 ; 鈴木 亘 1 ; 中村 洋光 1 ; 功刀 卓 1 ; 久保 智弘 1 ; 平田 賢治 1 ; 前田 宜浩 1
AOI, Shin1∗ ; YAMAMOTO, Naotaka1 ; SUZUKI, Wataru1 ; NAKAMURA, Hiromitsu1 ; KUNUGI, Takashi1 ;KUBO, Tomohiro1 ; HIRATA, Kenji1 ; MAEDA, Takahiro1
1
1

防災科学技術研究所
NIED

2011 年東北地方太平洋沖地震では、初期段階において推定・予測した津波規模が実際と比較して大きく下回ったことや停電などにより津波情報が住民に十分に伝わらなかったことが被害を拡大した。このことからも明らかなように、津波
被害を軽減するためには巨大地震に伴い発生する津波を即時に予測し、住民避難のために必要な情報を適切に提供する事が極めて重要である。東北地方太平洋沖地震の発生時には房総沖から釧路・根室沖にかけての広大な海域は観測の空白域であり、迅速かつ適切な津波即時予測を行うために不可欠な観測データが乏しかった。このことから、防災科研では文部科学省の補助金により、当該海域に S-net（日本海溝海底地震津波観測網）を構築している（金沢・他, 2012, JpGU；
Uehira et al., 2014, AOGS；植平・他, 2015, 本大会）。S-net は、全長約 5700km の海底ケーブルで接続され海底に設置された金属製の耐圧容器の観測装置 150 点からなり、各々には水圧計及び地震計がインストールされている。このような大規模かつ稠密なリアルタイム海底観測網は世界でも類を見ないものであり、これらのデータを活用することで津波を現状より最大 20 分程度早く直接検知し、緊急地震速報を最大 30 秒程度早く出すことが出来るようになると期待される。
本研究では、S-net 等から得られるデータを用いて沖合で津波の発生を直接検知するとともに津波の沿岸波高のみならず遡上を即時推定するためのシステムを、最初に S-net の観測の開始が予定されている房総沖に面する外房地域（千葉県太平洋沿岸）を対象に開発している。沖合津波観測データを用いた津波予測手法は、津波波源を逆解析で推定し順計算により沿岸波高や浸水を予測する手法（例えば Tsushima et al., 2012）や、沖合津波波高と沿岸波高の関係式による手法（例
えば Baba et al., 2013）などこれまでも多くの既往研究がある。本研究では、比較的高計算負荷かつ非線形現象である津
波遡上の予測を目的にしていることから、事前に数多くの震源シナリオに対する浸水状況をデータバンクとして用意し、観測データと時空間マッチング（Yamamoto et al., 2014, AGU；鈴木・他, 2015, 本大会）を行うことによりシナリオを絞り込み、浸水予測を行う。このような検索型手法と稠密な沖合観測データの組み合わせにより、大きな推定誤差の原因になり得る震源（津波波源）情報に立ち戻ることなく浸水の推定を直接行うことが本研究の特徴の一つである。津波遡上を精度高くシミュレーションするために対象地域である外房地域において 10m 分解能の沿岸地形モデルを構築するとともに局所細分化適合格子法による津波シミュレーションモデル（前田・他, 2015, 本大会）を構築している。この際、防潮堤などの津波防護施設の破壊の効果を取り込むため構造物はラインデータとしてモデル化する。また、計算負荷の高い浸水シミュレーションは数千ケース程度しか実施できないことから、効果的に波源モデルを設定してバンクを構築することが高精度な推定を行う上で重要となるため、線形長波理論に基づく低負荷な計算による感度解析により対象地域
での津波波高をおおまかに評価しバンクに取り込むべき波源モデルを設定する。観測データや予測情報を分かりやすく提供し住民避難に繋げる試みとして、地震及び津波をリアルタイムで実況する地震・津波モニタや利活用しやすく情報を提供可能とする API（Application Programming Interface）を試作した。今後、自治体等と協同して行う実証実験の結果をフィードバックし高度化を目指す。
キーワード: 津波, 津波即時予測, 津波浸水予測, S-net
Keywords: tsunami, real-time tsunami forecast, tsunami inundation forecast, S-net

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HDS27-02

会場:A04

時間:5 月 27 日 09:45-10:00

海底水圧計データを用いた津波即時予測のためのアルゴリズム検討
Examination of algorithms toward real-time tsunami forecast using ocean bottom pressuredata
鈴木 亘 1∗ ; 山本 直孝 1 ; 青井 真 1 ; 平田 賢治 1 ; 中村 洋光 1 ; 功刀 卓 1
SUZUKI, Wataru1∗ ; YAMAMOTO, Naotaka1 ; AOI, Shin1 ; HIRATA, Kenji1 ; NAKAMURA, Hiromitsu1 ;KUNUGI, Takashi1
1
1

防災科学技術研究所
NIED

防災科学技術研究所では、現在敷設中の日本海溝海底地震津波観測網（S-net；植平・他, 2015, 本大会）等による沖合で観測されるデータを活用して、津波発生時に沿岸での津波波高のみならず陸域への津波遡上までを迅速に予測する手法の開発と、千葉県外房地域を対象として実稼働する津波遡上即時予測システムのプロトタイプの構築を進めている（青井・他, 2015, 本大会）
。本研究ではこの津波遡上即時予測システム開発のために、海底水圧計による津波データを用いた津波
即時予測アルゴリズムに関する検討を行う。沖合での津波観測データを用いたリアルタイム津波予測手法としては、逆解析で推定した津波波源からフォワード計算により沿岸での水位や対象都市での浸水を予測する手法（例えば Tsushima etal. 2012; 2014、辰巳・富田, 2013）、沖合観測波高などに基づくデータベース検索より浸水予測を行う手法（例えば阿部・
今村, 2012）、沖合津波波高と沿岸波高の経験的もしくは数値シミュレーションによる関係式を用いる手法（例えば高山2008、Baba et al., 2014）などが提案されている。非線形現象である津波遡上までを広い地域に亘って予測するために本研究ではデータベース検索型の手法を採用し、海溝型地震の震源域直上で稠密に観測された水圧データを用いることにより迅速かつ詳細な予測の実現を目標とする。そのため波源モデルを設定して非線形シミュレーションにより得られる
沖合観測点での津波波形、沿岸での津波高や到達時間、対象地域での浸水分布、到達時間などの一連の計算結果を一つの津波シナリオとし、予測対象地域に影響を及ぼすと考えられる様々な波源モデルの津波シナリオからなる津波シナリ
オバンクを事前に構築する。地震、津波検知時には沖合観測点で観測されている水圧変動を説明するシナリオをシナリ
オバンクより選び出すことにより、沖合水圧データに結びつく沿岸波高分布や対象地域での浸水分布を基に津波予測情報を生成する。シナリオ選択において観測データに似たシナリオを 1 つに限らず複数選択可能とすることで不確実性を適切に取り込んだ予測を行い、時間の経過とともに津波の発生、伝播が明瞭に確認されるにつれシナリオ、予測の絞込みを図っていく。本研究では東日本太平洋沿岸地域に影響を与える可能性のある地震津波の波源モデルによる約 2000 シ
ナリオについて、S-net 観測点での沖合水圧データを用いてシナリオ選別アルゴリズムの検討を行う。
我々が検討を進めているアルゴリズムの 1 つは、山本・他（2014, 地震学会）に基づくもので、各時刻での水圧値の空間分布について複数の一致度評価指標すべてがそれぞれの閾値内となるシナリオを選び出していくアルゴリズムである。評価指標としては、まず、各時刻での水圧の振幅の相関係数、振幅比の幾何平均及び幾何標準偏差を用いている。これら 3 つの指標を組み合わせて一致度評価を行った検討により、単一の評価基準を用いるのに比べて、シナリオ選別ひいては津波遡上即時予測をより確実に行うことのできる可能性を示す結果が得られた。さらに観測値もしくはシナリオの値を用いて正規化した 2 種類の Variance Reduction を組み合わせて用いる検討を行った。観測値で正規化した Variance
Reduction はシナリオの値が観測値より大きい、すなわち予測値が過大評価である場合に対して感度が高く、反対にシナリオの値で正規化した場合には予測値の過小評価に対して感度が高いため、2 つ併せて利用することにより津波の規模の予測を向上できる可能性を示した。上述してきたアルゴリズムは津波伝播の様子を時間ごとにスナップショットをとって評価することによりシナリオを絞り込んでいくアルゴリズムであるが、異なるアプローチとして沖合観測点での水圧波形時系列そのものについて観測値とシナリオの一致度評価を行うアルゴリズムについても検討を進めていく予定である。
キーワード: 津波即時予測, 遡上, シナリオバンク, S-net
Keywords: Real-time tsunami forecast, Tsunami inundation, Scenario bank, S-net

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HDS27-03

会場:A04

時間:5 月 27 日 10:00-10:15

局所細分化適合格子法を用いた津波シミュレーション
A tsunami propagation modeling based on the adaptive mesh refinement
前田 宜浩 1∗ ; 青井 真 1 ; 岩城 麻子 1 ; 早川 俊彦 2
MAEDA, Takahiro1∗ ; AOI, Shin1 ; IWAKI, Asako1 ; HAYAKAWA, Toshihiko2
1
1

防災科学技術研究所, 2 三菱スペース・ソフトウエア株式会社
NIED, 2 Mitsubishi Space Software Co.,ltd.

津波シミュレーションを効率的に行う上で格子数の低減は有効な手段である。格子の大きさは津波の伝播速度に依存するため、津波の発生から遡上までの計算を行う場合、外洋部から沿岸部まで海底地形に応じた最適な格子間隔を設定し、それらを適切に接続する必要がある。多くの津波シミュレーションでは、格子間隔の異なる複数の領域を接続する手法としてネスティングが用いられているが、ネスティングに基づく津波シミュレーション手法では、一度の計算では特定の狭い領域しか計算できないため、東北地方太平洋沖地震のように非常に広範囲を襲う津波の場合には、対象領域を覆い尽くすために多数回の計算を行う必要がある。本研究では、局所細分化適合格子法（AMR：Adaptive Mesh Refinement法）による格子の最適化と並列計算を組み合わせ、効率的に高精度で広域のシミュレーションを可能とする手法について検討している。
格子細分化については、CFL 条件（Courant-Friedrichs-Lewy Condition）に基づいて四分木構造格子、あるいは九分木構造格子を用いて細分化された局所細分化適合格子の自動生成を行っている。細分化においては既往研究［例えば、Popinet(2003) など］を参考とし、隣接するセル（四分木や九分木の集合体）では格子サイズが 2 段階以上変化しないことなどを条件としている。また、局所細分化適合格子を用いた二次元非線形長波津波計算では、差分法を採用している。
現状では、シングルプロセスでの実行に対応しているが、今後は並列化することで更なる効率化を図ることを予定している。

キーワード: 津波, シミュレーション, 局所細分化適合格子法, 多分木格子
Keywords: tsunami, simulation, adaptive mesh refinement, tree-structure grid

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HDS27-04

会場:A04

時間:5 月 27 日 10:15-10:30

tFISH を用いた近地津波予測の性能評価-2011 年 3 月 9 日三陸沖の地震（M7.3）を事例にRetrospective evaluation of tFISH performance: Forecasting of tsunami caused by the M
7.3 earthquake on Mar. 9, 2011
堀内 明子 1∗ ; 日野 亮太 2 ; 太田 雄策 1 ; 久保田 達矢 1 ; 対馬 弘晃 3
HORIUCHI, Akiko1∗ ; HINO, Ryota2 ; OHTA, Yusaku1 ; KUBOTA, Tatsuya1 ; TSUSHIMA, Hiroaki3
1

東北大学大学院理学研究科, 2 東北大学災害科学国際研究所, 3 気象庁気象研究所
Graduate School of Science, Tohoku University, 2 International Research Institute of Disaster Science, 3 Meteorological ResearchInstitute, Japan Meteorological Agency

12011 年 3 月 9 日, 三陸沖を震源とする Mw7.3 のプレート境界型地震 (2011 年東北地方太平洋沖地震の最大前震) が発生した．これに伴って ，岩手県から宮城県の沿岸で 50cm ほどの津波が観測された. この地震が発生したとき，震源周辺には東北大学によって自己浮上式海底圧力計が 9 台設置されており，振幅 10cm から 30cm 程度の津波波形が得られた．
久保田（2012）は，この津波波形の詳細な解析により，この最大前震の地震時すべり分布を推定した．この観測波形は，
地震発生後に機材を回収して得られたものであるが，仮にこうした観測データをリアルタイムで得ることができれば，沿岸津波の予測精度の向上に大きく貢献することが期待される．
そこで，本研究ではこの沖合津波観測データに対して近地津波予測アルゴリズム tFISH を適用して，沿岸の津波波形の予測を行った. 沖合の波形データの逆解析により海面の初期波高分布を推定し, これに基づいて計算した沿岸における津波波形を実際に沿岸で観測された津波波形と比較して, 予測精度を評価した.
その結果, 地震発生 6 分後, 最も早く沿岸に津波が到達する 25 分前に, 第 1 波到達時刻は± 2 分以内の誤差で予測でき，観測波形の半分から 2 倍程度までの範囲で一致する予測津波波形を得ることができた. このように，地震発生後の短時間のうちに高い精度で津波を予測できたのは，震源（波源）域に海底圧力計が高密度で設置されていたために, 地震発生 6分後には波源域で発生した津波の主要な部分が観測点のいずれかに到達し, 初期波源を精度よく推定できたためであると考えられる.
本研究の結果は, 高密度の沖合観測網を構築し，得られるデータに tFISH アルゴリズムを適用することにより，規模は
小さくとも，比較的高頻度で発生すると考えられる M7 級の地震による津波を高い精度で予測することが可能となることを実証するものである．

キーワード: 近地津波予測, 海底圧力計, 津波波形インヴァージョン
Keywords: Near-field tsunami forecasting, ocean-bottom pressure gauge, tsunami waveform inversion

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HDS27-05

会場:A04

時間:5 月 27 日 10:30-10:45

リアルタイム津波浸水予測精度向上に向けた波源逆解析手法の検討 (2)Investigation on Tsunami Source Inversion Methods for Real-time Inundation Predictions(2)
大石 裕介 1∗ ; 今村 文彦 2 ; 菅原 大助 2 ; 古村 孝志 3
OISHI, Yusuke1∗ ; IMAMURA, Fumihiko2 ; SUGAWARA, Daisuke2 ; FURUMURA, Takashi3
1

富士通研究所, 2 東北大学災害科学国際研究所, 3 東京大学地震研究所
Fujitsu Laboratories LTD., 2 International Research Institute for Disaster Science, Tohoku University, 3 Earthquake ResearchInstitute, the University of Tokyo1

１．研究の目的と背景
本研究の目的は, 大地震発生に伴う津波が陸域に襲来する前に浸水状況を高い精度で予測するために, リアルタイム観
測データを用いて津波波源を逐次推定する手法を開発することである。近年, リアルタイム観測データを活用した津波防災対策に向け, 沖合での津波観測や陸域での GPS 測地観測網の強化が行われている。例えば, 防災科学研究所が現在配備を進める S-net は, 日本海溝周辺域を 150 点に渡って, 広範囲・高密度に, 津波および地震動を観測する大規模なシステムである。これら観測網を用いてリアルタイムに津波の浸水を予測する手法もこれまでいくつか提案されているが, 事前に浸水計算結果のデータベースを準備し, 何等かの基準に基づいてその中から妥当な予測結果を検索するものが一般的である（e.g., 馬場・他, 2012; Gusman et al., 2014; 山本・他, 2014）。これらの手法は, 即時性に優れているものの, 広範囲にわたって多様な断層破壊過程を持つ巨大地震に対して, 各地の津波浸水を総合的に評価することは難しいと考えられる。
津波による浸水を地震発生直後に予測するもう一つのアプローチは, 津波の波源となる海面変動を即時的に推定し, それを入力とする浸水計算をリアルタイムで実施するものである。近年の計算機技術の発展に伴い, 浸水計算は十分に高速に実施可能となっており (e.g., Oishi et al., 2015), 多くの場合陸域への津波の到達前に数分以内で完了することができる。
しかしながら, 津波波源をリアルタイムに推定する手法に関しては, これまでにも多くの研究開発が行われているが (e.g.,
Tsushima et al., 2014; Ohta et al., 2011), それらは沿岸の津波高を精度良く推定する目的には適合するが, 特定地域での浸水予測までは考慮されていない。
２．高精度浸水予測に向けたリアルタイム波源推定
浸水予測を考慮した波源推定として, 大石・他（2014, 日本地震学会秋季大会）は, 逆解析により波源モデルを求める際に, 高解像度（5 m メッシュ）で計算する浸水予測域（ネスティングの内側領域）の沖合での観測波形の再現性を重視す
る重み付けを行うことで, 注目している解析域への津波入射波の精度を保つ手法を提案した。加えて, 本研究では, 陸上での GPS 測地データによる地殻変動推定結果を波源推定に取り入れることで, 浸水予測の精度向上を図る手法を提案する。
GPS 測地データによる地殻変動推定は, 沖合での精度は限定的だが, 沿岸域においては高い精度を持つ。そのため, 本手法
では, 沖合津波観測点よりも陸側の海域と陸域での海面変動・地殻変動を GPS 測地データのみによって推定し, そして沖合津波観測点よりも海側の海面変動は沖合津波波形によって推定する。これにより, 沖合波源域・陸域間の津波伝播経路の海面変動と, 浸水高の評価に必要な陸域の地盤沈下の両方を精度良く波源モデル推定に取り込むことができ, 浸水予測
精度が向上すると期待される。
３．東北地方太平洋沖地震の津波浸水予測への適用
本手法を 2011 年東北地方太平洋沖地震に適用し, 仙台市および宮古市を 5m メッシュでモデル化した津波浸水シミュ
レーションを実施した。その結果, 宮古検潮所の巨大津波計や, 仙台新港の海象計での津波観測波形をよく再現でき, 浸水
解析域への入射波が精度よく予測されたことが確認された。また, 注目している浸水解析域の沖合での津波波形を重視した逆解析によって, 時々刻々と得られる津波観測データを用いて波源モデルを更新する際に, 注目している浸水解析領域
への入射波形の予測に収束性が得られ, 収束後は浸水予測も観測とよく一致する結果が得られた。
キーワード: 津波浸水シミュレーション, リアルタイム波源推定
Keywords: Inundation simulations, real-time tsunami source prediction

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HDS27-06

会場:A04

時間:5 月 27 日 11:00-11:15

津波増幅率を用いた津波即時予測システムの構築
Construction of tsunami prediction system using tsunami amplification
高橋 成実 1∗ ; 石橋 正信 1 ; 中村 武史 1 ; 馬場 俊孝 2 ; 金田 義行 3
TAKAHASHI, Narumi1∗ ; ISHIBASHI, Masanobu1 ; NAKAMURA, Takeshi1 ; BABA, Toshitaka2 ;KANEDA, Yoshiyuki3
1
1

海洋研究開発機構, 2 徳島大学, 3 名古屋大学
Japan Agency for Marine-Earth Science and Technology, 2 University of Tokushima, 3 Nagoya University

南海トラフ域では最大 M9 の巨大地震発生の可能性が指摘され、各県が被害想定の見直しや防災対策計画の策定に追われている。しかし、紀伊半島南部や室戸岬周辺など、震源域に近いところでは津波の到達時間が短く、津波の早期検知の必要性が求められていた。そのため、即時的に津波の高さと到達時刻を予測できるように、（独）海洋研究開発機構（JAMSTEC）では、津波増幅率の概念に基づく地震津波観測・監視システム (DONET) データを用いた津波即時予測シス
テムを構築した。
津波は水深によって速度が変化するため、津波の高さは地形に大きく依存している。JAMSTEC では、この点に着目し津波増幅率の即時予測の可能性を調べてきた（Baba et al., 2013）。断層モデルを仮定し、DONET20 観測点と対象となる沿岸都市の津波高を計算する。断層モデルは、南海トラフのプレート境界に沿って 1500 ケース以上想定し、あらゆる方
向からの津波伝播を視野に入れた。沿岸対象都市としては、これまで串本町、尾鷲市、御前崎市を取り上げ、津波のデー
タベースを構築した。DONET の地震・津波データを伝送し、地震と津波を自動検知し、DONET20 観測点の絶対値平均
をリアルタイムで計算し、津波データベースの中から、対象沿岸都市ごとの DONET 観測点の絶対値平均に対する相関図を作成し、その中から該当するモデルを選び出すこととしている。これまで 1944 年の東南海地震の理論波形をこのシステムに導入し、この津波即時予測システムの予測誤差を低減させる検討をしてきた。その結果、計算する観測点と震源モデルの絞り込みが予測の精度を上げることに貢献することが明らかになった。本発表では、この津波即時予測シス
テムの概念とその内容、今後の精度向上の展望について発表する。

キーワード: 津波増幅率, 即時予測, DONET, 南海トラフ
Keywords: tsunami amplification, immediate prediction, DONET, Nankai Trough1/1

HDS27-07

会場:A04

時間:5 月 27 日 11:15-11:30

津波発生域で観測された津波波形を直接初期条件とする新しい津波数値計算手法―
観測波形から直接津波予測を行う手法の開発―
A new technique for tsunami numerical simulation using tsunami observations in a source
region as an input
谷岡 勇市郎 1∗
TANIOKA, Yuichiro1∗
11

北海道大学理学研究院地震火山研究観測センター
Hokkaido University

2011 年東北地方太平洋沖巨大地震による甚大な津波被害を受けて、津波予報の高度化は重要な研究課題である。さらに、防災科学技術研究所は日本海溝・千島海溝に沿って約 125 の津波計（圧力計）と地震計がケーブル式セットワーク
システム（S-Net）として設置中である。房総沖から三陸沖にかけてはすでに設置が完了している。また、南海トラフ沿いには海洋研究開発機構にとって DONET および DONET2 が設置されている。これらの津波計では津波発生域で直接津波を観測できる。現在の津波数値計算は、観測された地震波形から、断層モデルを推定し、地殻変動を計算し、それを初期値として津波数値計算を実行する。または、最近では、津波観測波形から、初期の海面変動を推定し、それを初期値として津波数値計算を実施している（Tsushima et. al., 2012）。
本研究では、津波波源域およびその近傍で観測された波形をそのまま初期値として津波数値計算を実行する新しい手法を開発した。例えば、巨大地震の震源域ではその地殻変動により海底が上下し、さらに海面も上下するため、実際に圧力変化は観測されない。しかし、その時間変化（ｈ（ｔ）―ｈ（ｔ＋ 4 ｔ）
）は正確に観測される。この海面の時間変化を初期値として津波数値計算を実施する手法を開発した。深海での津波を数値計算する場合、線形長波近似式（運動方
程式と連続の式）をスタッガードグリッドを用いて差分法で解くのが一般的である。それらの式を変形することで、海面変動の時間変化（ｈ（ｔ）―ｈ（ｔ＋ 4 ｔ）
）を既知（観測波形から得られる）として津波（ｈ（ｔ））を計算できる形にできることが分かった。新しい計算手法ではこの変形された式を用いて津波数値計算を実行する。津波波源域での津波励起が終われば、一般的な線形長波近似の差分法に戻して計算することで沿岸での津波計算につなげることができる。
本手法を用いて津波数値計算を実施すれば、津波の数値計算に地震の規模や地震の震源課程を推定する必要な無く、
線形長波で近似できる波であれば観測波形を初期値として計算することができる。津波予報としては画期的な手法と言える。本津波数値計算手法の有効性を確かめるため、様々な断層モデルから、現行の津波数値計算を実施し、各格子点での観測波形を計算した。それらの観測波形を既知（初期値）として本手法により津波数値計算を実施し、再現性を確認した。M8 クラスの断層モデルから計算される津波波形であれば、10 分間隔（約１８ km）の観測点配置で観測された記録から内挿により各格子点の観測波形を作成しても十分な精度で津波数値計算が実施できることが明らかになった。本
手法は観測波形と津波数値計算を同化することにも利用可能である。

キーワード: 津波数値計算手法, 津波予報, 津波ケーブル観測システム
Keywords: Tsunami numerical simulation, Tsunami forecast, S-Net, tsunami ocean bottom cable

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HDS27-08

会場:A04

時間:5 月 27 日 11:30-11:45

A multi-grid algorithm for transpacific and regional tsunami modeling
A multi-grid algorithm for transpacific and regional tsunami modeling
HAYASHI, Kensaku1 ; VAZHENIN, Alexander1∗ ; MARCHUK, Andrey2
HAYASHI, Kensaku1 ; VAZHENIN, Alexander1∗ ; MARCHUK, Andrey2
1
1

University of Aizu, Japan, 2 ICMMG SB RAS, Russia
University of Aizu, Japan, 2 ICMMG SB RAS, Russia

The material presented in this paper can be divided into two parts. The first is the implementation of algorithms for generatingtsunamis in the course of numerical experiments as a result of the initial ellipsoidal water surface displacement or by boundary
conditions. In the second part, the realization is described of the multi-grid algorithm for tsunami computations .
Tsunami sources are usually located in deep-water areas. So, if we want to estimate tsunami parameters near the coastline thecomputational domain must include both deep and shallow-water areas. A standard stability condition for numerical algorithms
used for modeling requires the wave advancement at one time step be less than a spatial grid-step. In this case, we should use
a small enough time step (for the computation stability in deep-water areas of the domain), which makes computations on ashallow shelf with an unreasonably small time step be too long.
The multi-grid algorithm for the tsunami propagation computations from the initial source to the coastline that uses scale
switching has been developed. Computations are carried out on a sequence of grids with various resolutions where one is embedded into another. Tsunami wave parameters are transferred from the larger domain to the embedded smaller one by means of
the boundary conditions. Using the method proposed the numerical modeling of tsunami generated by a model ellipsoidal source
located in the middle of the Pacific was carried out. We are demonstrating that the proposed method effectively works in case ofpoor correlated gridded bathymetries with different resolutions as well as in using the pipeline computational scheme.

キーワード: Tsunami Numerical Modeling, Shallow-Water Model, Computational Grid, Grid Step, Boundary Conditions,
Pipelined Computing
Keywords: Tsunami Numerical Modeling, Shallow-Water Model, Computational Grid, Grid Step, Boundary Conditions, Pipelined
Computing

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HDS27-09

会場:A04

時間:5 月 27 日 11:45-12:00

潮汐・津波シミュレーション：潮流による津波到達時間の早期化
Tsunami-tide simulation: Early arrival time of tsunami due to tidal currents
中田 聡史 1∗ ; 林 美鶴 1 ; 小林 英一 1 ; 越村 俊一 2
NAKADA, Satoshi1∗ ; HAYASHI, Mitsuru1 ; KOBAYASHI, Ei-ichi1 ; KOSHIMURA, Shunichi2
1

神戸大学海事科学研究科, 2 東北大学・災害科学国際研究所
Graduate School of Maritime Sciences, Kobe University, 2 International Research Institute of Disaster Science, Tohoku University
1

津波・潮汐カップリング数値モデルを浅海域に適用し、津波と潮汐の非線形相互作用が津波の到達時刻に対してどの程度影響するのかを調べた。大阪湾を実験海域として設定し、南海トラフ地震津波を想定したシミュレーションを実施した。内閣府は、将来 30 年以内に 70%の確率でマグニチュード 8〜9 程度の南海トラフ地震が発生する想定している。そのような規模の地震が発生した場合、湾内や港内では船舶が航行不能となる 2 ノットを超える流速が発生し、潮流を考慮した場合はさらに流速は大きくなる場合も考えられる。市民の避難や津波侵入域の評価など陸域の課題と同様に、係留・航行船舶が襲来した巨大津波からどのように避難するかなどといった海域特有の課題についても喫緊である。本研究グ
ループでは、海域において発生しうる津波被害を津波マリンハザードと定義し、分野横断的な減災防災策を見出すことを急務としている。これまでにも、航行 (係留) 中の船舶が津波から避難するための方法論が検討されているものの、風や潮流など様々な気象海象条件などの避難に不可欠な現実的な物理的要素は、局所的かつ限定的な条件の下でしか検討されていない。また、沿岸海域において潮流を考慮した津波シミュレーションはほとんど存在せず、今後はあらゆる津
波マリンハザードを想定可能としていくためには現実的な気象海象も考慮する必要がある。本発表では、津波マリンハ
ザード研究の概要を紹介し、研究成果の一例として津波シミュレーションに潮流を考慮した場合の解析結果を示す。シミュレーションでは、内閣府が新想定とした南海トラフ断層モデル、東北大学工学部で開発された津波モデル、および
国立天文台で開発された潮汐モデルを使用した。埋立地など複雑な海岸地形を持つ大阪湾を高い分解能（50m）で表現するために、3 段階のネスティング手法を用いた。シミュレーション結果では、津波が紀伊水道から大阪湾に侵入した
時、上げ潮時には津波の進行速度が速くなり、下げ潮時には遅くなった。その結果、潮汐を考慮しない場合の津波よりも、大阪湾の湾奥に津波が到達する時刻が上げ潮時には 2 分程度早く、下げ潮時には遅くなることがわかった。津波の
津波伝播速度の加減速と潮汐位相の関係を調べると、上げ潮最強時に津波伝播速度の加速が最大となり、下げ潮最強時には減速が最大となり、津波伝播速度の加減速は潮汐周期に同期していた。これらの結果は、上げ潮や下げ潮による移流によって津波伝播速度が加速ないしは減速していることを示唆している。このような潮汐と津波の非線形過程が、浅海域における津波の早達・遅延に重要な役割を果たしており、津波到達時刻の再現性などといった津波モデルのヴァリ
デーションにとって不可欠な要素であるだろう。この非線形過程は、埋立地周辺における津波最大流速を最大 0.2 m/s 増加させていた。船舶の津波避難シナリオ・マニュアルの頑強性や津波ハザードマップの精度を向上させるためには、浅海域においては現実的な海洋・津波カップリングシミュレーションを実施することが必要になるだろう。このような取り組みは陸域への津波遡上シミュレーションの精度向上にもつながると期待される。
キーワード: 津波, シミュレーション, 潮汐, マリンハザード, 南海トラフ地震
Keywords: Tsunami, Simulation, Tide, Marine Hazard, Nankai Trough Earthquake

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会場:A04

時間:5 月 27 日 12:00-12:15

水の圧縮性と地殻弾性を考慮した線形分散波式による 2011 年東北地方太平洋沖地震の津波シミュレーション
Tsunami simulation with linear Boussinesq equations including elastic loading and seawater density stratification
馬場 俊孝 1∗ ; Alleger Sebastien2 ; Cummins Phil2 ; 安藤 和人 3 ; 今任 嘉幸 3 ; 加藤 季広 4
BABA, Toshitaka1∗ ; ALLEGER, Sebastien2 ; CUMMINS, Phil2 ; ANDO, Kazuto3 ; IMATO, Yoshiyuki3 ;KATO, Toshihiro41
1

徳島大学, 2 オーストラリア国立大学, 3 海洋研究開発機構, 4 日本電気株式会社
Tokushima Univ., 2 ANU, 3 JAMSTEC, 4 NEC2010 年マウレ地震津波や 2011 年東北地方太平洋沖地震津波では，DART システムをはじめとする太平洋全域に展開された海底水圧計で，良好な波形記録が得られた．この時，線形長波式に基づく津波シミュレーションと観測記録の比較から，遠地では津波走時が再現できないこと，観測には第一波の押しの前に弱い引き波があるがシミュレーションには見られない，という２つの課題が明らかになった．この２つの課題は，Tasai et al. (2013), Watada (2013), Inazu and Saito(2013), Alleger and Cummins (2014) により検討され，水の圧縮性と地殻弾性を考慮することによって解決された．特に，Alleger and Cummins (2014) は，通常の津波計算で用いられる差分スキームにおいて水の圧縮性と地殻弾性を取り込む実用的な方法が示した．そこでは，連続の式に，海水密度分布と，地震による地殻変動を動的に与えるのと同じように津波荷重による海底の変形の効果を取り入れている．水の圧縮性と地殻弾性の効果は，運動方程式には直接関係しない．一方，一般に遠地津波波形を精度よくシミュレートするには，波数分散性を考慮する必要があるとされ，これはブシネス
ク型の分散項を運動方程式に加えることで実現される．本研究では，線形分散波式に Alleger and Cummins (2014) の方法
で水の圧縮性と地殻弾性を考慮し，2011 年東北地方太平洋沖地震の津波シミュレーションを実施した．その結果，チリ沖の DART32401 など遠地の観測点では，線形長波式に水の圧縮性と地殻弾性を考慮した場合よりも，線形分散波式に考慮したほうが，観測記録の再現性が向上することが確認された．
キーワード: 津波, 分散, 水の圧縮性, 地殻弾性
Keywords: Tsunami, Boussinesq, seawater density stratification, elastic loading

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HDS27-11

会場:A04

時間:5 月 27 日 14:15-14:30

津波電離圏ホール検知による早期津波予測の高精度化
Early warning system of tsunami by measuring tsunamigenic ionospheric hole
金谷 辰耶 1∗ ; 鴨川 仁 1
KANAYA, Tatsuya1∗ ; KAMOGAWA, Masashi1
11

東京学芸大学教育学部物理学科
Dpt. of Phys., Tokyo Gakugei Univ.

海溝型巨大地震発生約 9 分後に生じる津波電離圏ホールの検知を、GPS-TEC（GPS 受信点から衛星までの視線方向に対する電離圏全電子数）観測によって行う。津波電離圏ホールとは広域で、1 時間程度継続する電離圏プラズマの津波起因の減少で、減少量は発生した津波の規模に関連する。本研究の推進により、到来津波規模の同定は早くて 10 分程度で行えると期待できる。また津波電離圏ホールの検知は、インターネット上に公開されている GPS データで可能なため、本研究は既存のインフラで行える利点がある。我々の現在の技術ではマグニチュード 9 クラスの津波規模同定に 20 分程
度かかるため、本研究で、これらを 15 分程度まで縮める手法を発表する。本研究は中部電力原子力安全技術研究所公募
研究で行われている。
キーワード: 津波, 電離圏, 全電子数
Keywords: Tsunami, Tsunamigenic ionospheric hole, Total electron content

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会場:A04

時間:5 月 27 日 14:30-14:45

非一様薄層導体近似を用いた三次元津波ダイナモ数値シミュレーション
3D numerical simulation of the tsunami-generated electromagnetic field using non-uniform
thin-sheet approximation
川嶋 一生 1∗ ; 藤 浩明 2
KAWASHIMA, Issei1∗ ; TOH, Hiroaki2
1

京都大学大学院理学研究科地球惑星科学専攻地球物理学教室太陽惑星系電磁気学講座, 2 京都大学大学院理学研究科附属地磁気世界資料解析センター
1
Graduate School of Science, Kyoto University, 2 Earth and Planetary Sciences, Graduate School of Science, Kyoto University

A large (Mw=8.1) tsunamigenic earthquake occurred along the Kuril-Kamchatka trench on 13 January 2007. This event wasof normal fault type (Ji, 2007; Yagi, 2007; Yamanaka, 2007; Lay et al., 2009) and was considered to be strongly associatedwith another tsunamigenic earthquake of thrust fault type that occurred on the landward slope of the trench on 15 November
2006. The 2007 fault geometry, however, was uncertain in the sense that the dipping direction (southeast or northwest) was notdetermined by previous reports so far (e.g., Yamanaka, 2007; Lay et al., 2009).
The 2007 tsunami propagated through the Pacific Ocean and was observed at many tide gauge stations, seafloor tsunami sensors and the Deep-ocean Assessment and Reporting of Tsunami (DART) system. Fujii and Satake (2008) estimated the slip
distributions for this tsunami by waveform inversions and revealed insignificant difference between the two fault dips. Our
seafloor electromagnetic (EM) station successfully observed tsunami-generated EM variations approximately one hour after arrival of seismic waves (Toh et al., 2011). The EM variations were generated by the coupling of the particle motion of conductive
sea water with geomagnetic main field during tsunami passage. Some numerical simulations of the so-called motional induction
process, viz., the tsunami dynamo effect, were conducted in two-dimensional (2-D) time domain (Minami and Toh, 2013) andthree-dimensional (3-D) frequency domain (Zhang et al., 2014).
In this study, we introduced a 3-D non-uniform thin-sheet approximation proposed by McKirdy, Weaver and Dawson (1985).
We newly developed a 3-D frequency domain code to calculate the tsunami dynamo effect, which was able to represent actual
bathymetry by lateral conductance distribution within the surface thin-sheet without introducing many vertical grids in the ocean.
We applied this method to calculate the EM variations generated by tsunamis of the 2007 Kuril earthquake and estimated theslip distributions for both fault dips. As for kinetic tsunami propagation simulation, we used the linear Boussinesq approximation in order to reproduce subsequent phases after the tsunami first arrival. As for inversion, we used a non-negative least square
method to fit the observed downward magnetic component as well as to avoid negative slips on the fault plane.
Our calculations indicate that the southeast-dipping fault model explains the observed downward magnetic component better
than the northwest-dipping fault model. We also confirmed that the observed subsequent phases were produced by the frequency
dispersion effect of the tsunami waves. The variance ratio (1.83) for the downward magnetic component by the two fault models
was smaller than the critical F-value of 1.84 corresponding to 95% confidence level, although it passed the 90% confidence level.
This may be attributed to too few observed data by the sparse sampling rate (2min). Use of more data such as the other tsunamigenerated EM components can lead to determination of fault models with more accuracy. However, our calculation suggests that
EM observations are sensitive enough to estimate the slip distribution on fault planes and can contribute to seismology.
キーワード: 津波, ダイナモ効果
Keywords: Tsunami, Dynamo effect

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HDS27-13

会場:A04

時間:5 月 27 日 14:45-15:00

三次元津波電磁場シミュレーションによる海底津波電磁場データの再現
Three-dimensional simulation of the tsunami-generated magnetic fields: reproduction ofseafloor tsunami magnetic signals
南 拓人 1∗ ; 藤 浩明 1 ; 市原 寛 2
MINAMI, Takuto1∗ ; TOH, Hiroaki1 ; ICHIHARA, Hiroshi2
1
1

京都大学大学院理学研究科, 2 海洋研究開発機構
Graduate School of Science, Kyoto University, 2 JAMSTEC

良導体である海水が地球主磁場中を運動すると、海水中に電流を流し二次磁場を発生させる。この現象は津波電磁場現象と呼ばれ、2010 年チリ地震や 2011 年東北地方太平洋沖地震など近年の巨大地震津波の発生以降、関連する海底・陸域電磁場データが数多く報告されてきた (e.g., Minami et al., 2013)。津波電磁場現象は、津波の早期警戒、津波現象の解
析、及び、電気伝導度構造推定への応用が期待されているが、いずれの目的においても、実海底地形と海底下の電気伝導度構造を考慮し、津波の過渡的性質を再現できる、精度の高い津波電磁場シミュレーションコードが必要となる。
本研究では、これらへの応用を目指し、時間領域の三次元津波電磁場シミュレーションコードを開発した。本コードでは、時間領域の有限要素法を非構造四面体要素と共に採用している。四面体要素は、直方体要素を用いる三次元数値計算手法に比べて、精度の高い地形表現が可能である。本シミュレーションでは、まず、渦なしの非圧縮流体を仮定
し、速度ポテンシャルに関するラプラス方程式を線形境界条件と共に解くことで、津波伝搬を計算する。次に、得られた津波速度場をソースとして磁場の誘導方程式を解き、津波よって誘導される電磁場を計算する。流体計算と電磁場計算において同じ四面体メッシュを用いることで、自己無撞着な結果が得られる点に本シミュレーションの利点がある。
本研究では、このコードを用いて、Satake et al. (2013) の波源モデルを初期条件とした、2011 年東北地震津波の三次元シミュレーションを行った。その結果、日本海溝東側の海底観測点における津波磁場データが十分に再現できないこと、
特に、位相が概ね一致する一方で、計算された磁場の振幅が実データに比べて小さくなることが明らかとなった。この
結果は、2011 年東北地震津波の波源モデルを、津波電磁場データを用いて改良できる可能性を示唆している。
本発表では、本研究で開発した津波電磁場の三次元シミュレーション手法、及び、2011 年東北地方太平洋沖地震津波を対象としたシミュレーション結果と海底磁場データの比較結果を報告する。またこれに加え、海底津波磁場データを説明可能な、2011 年東北地震津波の波源モデルについて議論する予定である。

キーワード: 三次元シミュレーション, 有限要素法, 津波, 磁場, 四面体要素, 時間領域
Keywords: three dimensional simulation, finite element method, tsunami, magnetic field, tetrahedral elements, time domain

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HDS27-14

会場:A04

時間:5 月 27 日 15:00-15:15

宝永地震 (1707) および安政南海地震 (1854) の豊後水道両岸での津波の高さ分布
Tsunami Heights of the 1707 Hoei and the 1854 Ansei -Nankai earthquakes on the coastsof the Bungo straits
都司 嘉宣 1∗ ; 岩瀬 浩之 2 ; 森谷 拓実 2 ; 今井 健太郎 3 ; 佐藤 雅美 3 ; 芳賀 弥生 3 ; 今村 文彦 3
TSUJI, Yoshinobu1∗ ; IWASE, Hiroyuki2 ; MORIYA, Takumi2 ; IMAI, Kentaro3 ; SATO, Masami3 ;HAGA, Yayoi3 ; IMAMURA, Fumihiko3
1
1

深田地質研究所, 2 （株）エコー, 3 東北大災害科学国際研究所
Fukada Geolog. Inst., 2 Ecoh Co. Ltd., 3 IRIDeS, Tohoku Univ.

豊後水道の両岸の四国・愛媛県、九州・大分県、宮崎県の海岸で、安政南海地震（1854）、および宝永地震 (1707) の津
波浸水、および遡上高さの調査を行った。豊後水道両岸にわたる計測器械による全面的な測定調査はこれまで全く行われたことがなかった。愛媛県側における一連の南海地震による津波被害は、主として佐田岬半島以南の直接太平洋に面した豊後水道沿岸で発生していて、それ以北の周防灘、瀬戸内海の海岸は津波の被害はそれほど大きくはなかった（羽鳥、1988）。このため、われわれは、愛媛県側は佐田岬半島以南、九州側は別府湾以南について現地調査を行った。愛媛
県のこの範囲は、江戸時代にはほぼ宇和島藩に属していた。したがって、『大控』などの信頼性の高い同藩の公的文書を基本にして調査することが出来た。愛媛県の調査は 2015 年 1 月 22 日から 24 日にかけて行った。九州海岸での測定結果を合わせて、津波高さの分布図を示す。安政南海地震の津波では、愛媛県では最南部にある愛南町でもっとも津波浸水高さが大きく、深浦で 5.6m、約 100 軒中 70 軒が流失した。また下久家（しもひさげ）で 6.3m、全戸流失と記録されている。宇和島城下では、おおむね浸水高さは 3〜4m であり、標高の高い南部の市街地を除いて城下の市街地の 70%ほどが浸水したと推定される。宇和島市中心街の北方にある吉田は、宇和島の支藩・吉田藩の陣屋が置かれていたが、港近くの街区にあった庄屋赤松家の居宅の「鴨居」に海水がついたと『赤松家庄屋記録』に記され、ここでは浸水高さは4.3m と測定された。八幡浜市保内の三嶋神社は海岸から約 1.5km にあるが、六百石船がこの鳥居前まで運ばれたと記録され、ここでも 5.1m の浸水高さがあったことが判明した。宝永地震の津波では、宇和島城下では『記録書抜』に家老・桜田数馬の邸宅（堀端町）の玄関前に浸水した、との記載から、津波浸水高さは最低 6.0m あったことが確実である。すなわち宝永津波は安政津波よりさらに 2〜3m 浸水高さが大きかったことが判明した。安政南海地震の津波の大分県の記録では、佐伯藩主毛利家の『寅十一月五日七日両度大地震且高汐による損所覚』に現在の佐伯城下から宮崎県境までの海岸線にある 21 ヶ所の集落について、被災家屋数、人的被害数、田畑の浸水被害面積などの数字が詳細に記録されている。一方、平凡社（1997) の「日本歴史地名大系・大分県」によって、これらの集落の江戸時代の総家数、全田畑面積を知ることができる。さらに明治 30〜40 年代に発行された五万分の一地図によって、およその浸水範囲を知ることができる。大分県、宮崎県の海岸の現地調査は 2014 年 11 月 25 日から 28 日にかけて行った。その結果を図に示す。図中の数
字はすべて TP 基準で測定した津波浸水高さであって、津波遡上高さではない。佐伯城下市街地では安政南海地震の津波
高さはおおむね 3m であった。佐伯の南の旧米水津（よのうず）村と蒲江（かまえ）町の地域で津波高さが大きく、米水津の大浦で 7.0m、蒲江の竹野浦、丸市で各 7.1m であった。九州での宝永地震の津波はやはり米水津で大きく浦代で11.5m であったことが知られている（千田ら、2004）。宝永地震津波では、大分市原で 7.4m、鶴崎で 4m、佐伯城下の大手前で 3.7m であって、これらの場所でも安政南海地震の浸水高さより大きかったことが判明した。
本稿は、原子力規制庁からの委託業務「平成２６年度原子力施設等防災対策等委託費（津波痕跡データベースの高度化） 事業」（代表：東北大学 今村文彦）の成果の一部を取りまとめたものである。

キーワード: 安政南海地震津波, 宝永地震津波, 豊後水道, 愛媛県, 大分県, 宮崎県
Keywords: the 1854 Ansei Nankai Earthquake-Tsunami, the 1707 Hoei Earthquake-Tsunami, Bungo straits, Ehime prefecture,
Ooita prefecture, Miyazaki prefecture

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HDS27-14

会場:A04

時間:5 月 27 日 15:00-15:15

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HDS27-15

会場:A04

時間:5 月 27 日 15:15-15:30

2011 年太平洋沖東北津波の検潮観測により明らかにされたチリ、ハワイ諸島からの反射波の最大水位分布
Maximum-level distributions of reflected waves from Chile and Hawaiian Islands in the2011 Tohoku Tsunami.
阿部 邦昭 1∗ ; 岡田 正実 2 ; 林 豊 2ABE, Kuniaki1∗ ; OKADA, Masami2 ; HAYASHI, Yutaka2
1
1

なし, 2 気象研究所
none, 2 MRI（はじめに）2011 年東北沖太平洋津波の反射波を検潮記録から抽出し、その最大水位の空間分布を調べた。卓越する
反射波は振幅の大きい場所から放射されるとすると、ハワイ諸島、チリ、カリフォルニア海岸などが候補になる。これ
らの候補地を反射波の波源として伝播図を作成し、走時を計算すると、津波波形で振幅が増大する時刻にほぼ合致することが認められる。著者らはこの方法でチリの反射波が日本に到達したことを指摘してきた（岡田他、2014）。今回、この解析を全太平洋に拡大し、チリ以外の反射波も含めてその空間分布の性質を調べた。
（方法）使用したデータは ITIC によってまとめられた 3 月 11 日から 13 日までの 3 日間の 1 分間隔デジタルデータである。この中から地域的な偏りがないように 66 点を選び、発震時から 64.3 時間の水位記録を取り出し、潮汐を数値フィルターで除外して津波波形とした。反射波の開始点はチリの場合はチリ中央部海岸、ハワイ諸島の場合はミッドウエイ島とした。継続時間として、前者の場合はチリ中央部バルパライソの初動から最大波までの時間の 5.9 時間を、後者はミッドウエイ島とハワイ島からの反射波の到来の時間差を用いた。後者では観測点の方位によって継続時間が異なる。これ
らの時間内で得られた最大水位を反射波の最大水位としてこれを求め、その空間分布の特徴を調べた。
（結果）チリからの反射波において、最大水位を 3 階級に分類して地図上に示したのが図１である。震央は星で、反射体の位置は点線で示してある。これをみると反射波は中央アメリカの太平洋海岸にむけて強く放射される一方、ハワ
イ諸島、日本、ニュージーランドにも大きなエネルギーを伝えている。しかし日本でも串本、尾鷲では振幅が大きいのに、土佐清水、花咲では小さい。これら一連の事実を矛盾なく説明するには分布の仕方だけでなく、島の中の観測点の位置、固有周期などの要素を考慮する必要がある。一方、ハワイ諸島の反射波は日本や中南米で最大値が大きく、これはハワイ諸島の延びる方向の延長線方向にあたっている。これに対し直交する方向では卓越した場所が少ない。延長線
方向は波源に直交する方向でもあるので、コヒーレントな波が放射された方向である。したがって、ハワイ諸島は来る波に対しては反射・散乱体として作用し、通過する波に対してはレンズ効果を発揮して、この方向で振幅を増加させるよう働いた。なお延長線方向から隔たったアリューシャン列島西部、パプアニューギニアでも反射が卓越した事を指摘しておく。この 2 つの反射波の他に、カリフォルニア海岸、アリューシャン列島、パプアニューギニアなどからの反射波が観測されたことを、同じ議論によって説明できる。

キーワード: 2011 年太平洋沖東北津波, 反射波, 最大水位, チリ, ハワイ諸島
Keywords: 2011Tohoku Tsunami, maximum level, reflected wave, Chile, Hawaiian Islands

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HDS27-16

会場:A04

時間:5 月 27 日 15:30-15:45

東京湾内外の津波高さ分布・周期特性と東京湾・相模湾の固有振動
Tsunami Heights and Period Distribution of Tokyo Bay and Characteristic Oscillation ofTokyo and Sagami Bays
瀧川 朗 1 ; 室谷 智子 1 ; Heidarzadeh Mohammad1 ; Wu Yifei1 ; 佐竹 健治 1∗
TAKIGAWA, Akira1 ; MUROTANI, Satoko1 ; HEIDARZADEH, Mohammad1 ; WU, Yifei1 ; SATAKE, Kenji1∗
1
1

東京大学地震研究所
Earthquake Res Inst, Univ Tokyo

東京湾ではこれまで地震による津波が度々観測されてきたが、1923 年大正関東地震（以下、関東地震）のような震源域が湾内にも存在する近傍の地震と、2011 年東北地方太平洋沖地震（以下、東北地震）のような遠地で発生する地震とでは、湾内外の波高分布が異なることが知られている（渡辺、1970）。関東地震では湾内で津波が大きく減衰し、湾奥の波高が湾外よりも顕著に小さかった（羽鳥ほか、1973）が、東北地震では減衰が小さくそれらの波高が同程度であった（Sasaki et al., 2012, 都司ほか、2011）。一般的な湾における津波波高は入射波の周期と湾の固有振動周期との関係によって決まる（Watanabe, 1962）ため、両者の特徴を知ることは将来発生する津波を評価する上で重要である。そこで本研究では東京湾・相模湾における津波の周波数解析と固有振動計算を行い、上記 2 つの地震津波の湾内での減衰の違いについて考察した。
まず関東地震・東北地震の両津波について、観測波形およびシミュレーションによる再現波形（関東地震は Sato et al.
（2005）、東北地震は Satake et al.（2013）の断層モデルから計算した。
）のスペクトル解析を行い、卓越周期を特定した。
その結果、津波の卓越周期が 2 つの地震で異なること、また同じ地震でも東京湾外（相模湾周辺海域）と湾内では卓越周期が異なることがわかった。具体的には、関東地震では湾外で 70 分と 30〜40 分、湾内で 110 分の周期が卓越したのに対し、東北地震では湾外で 60〜70 分、湾内で 60〜70 分と 110 分の周期が卓越した。これらの卓越周期は各海域での波高に大きく寄与しており、特に関東地震では湾外の第一波に含まれる 40 分以下の短周期成分が湾口付近の神奈川県久里浜―千葉県金谷を結ぶ境界で弱まったことが、振幅の減衰に影響していた。なお、この境界は湾に進入する過程で水深が急激に浅くなる場所である。
次に東京湾・相模湾の固有振動を計算した。これまで東京湾の固有振動は相田（1996）によって計算されていたが、相模湾の固有振動は未だ固有値問題として解かれていなかった。最近になって、今井ほか（2014）が津波シミュレーションから東京湾手前の相模湾の固有振動（周期約 70 分）の存在と、それが東京湾の振動に与える影響を指摘している。我々は東京湾・相模湾を含む広い海域を対象として、線形浅水波方程式を差分化する Loomis（1975）と同様の手法で作成した固有値問題を解いた。その結果、得られたモードの多くが東京湾内のみで特徴づけられるもの（例：周期 112 分のモード）であったが、東京湾外のみが振動するものや東京湾内外が連動するもの（例：周期 72 分のモード）も少数であるが確認された。これらのモードを周波数解析で得られた卓越周期およびその分布と比較すると、110 分と 70 分の卓越周期は固有振動が励起されたものとして説明できることがわかった。一方、関東地震において湾外で卓越した周期 30〜40 分の成分が境界で減衰することについては、対応するモードが見られず固有振動では説明できなかった。
今回の結果から 2 つの地震津波の東京湾内での波高分布の違いの原因について推論すると、以下のようになる。まず関東地震では、湾外で 40 分以下の短周期成分が高い振幅に貢献していたが、湾口付近でそれが大きく減衰し波高も小さくなった。これは固有振動では説明できなかったが、水深が急激に浅くなる場所での波の反射の影響（渡辺、1970）が考えられる。一方東北地震では、湾外での卓越周期が既に 70 分程度であり、それが湾内外が連動する固有振動の周期（72分）と近いものであったため、湾内に振動が伝わりやすかったと考えられる。

キーワード: 津波スペクトル解析, 固有振動, 東京湾, 相模湾, 1923 年大正関東地震, 2011 年東北地方太平洋沖地震
Keywords: Tsunami spectral analysis, Characteristic oscillation, Tokyo Bay, Sagami Bay, 1923 Kanto earthquake, 2011 Tohoku
earthquake

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HDS27-17

会場:A04

時間:5 月 27 日 15:45-16:00

東北地方太平洋沖地震で励起された沿岸近傍の地盤変動による初期水位変動
Small-amplitude water oscillation near the coast generated by local crustal deformationof the 2011 Tohoku earthquake
鬼頭 直 1∗ ; 根本 信 1 ; 長田 正樹 2 ; 平田 賢治 2
KITO, Tadashi1∗ ; NEMOTO, Makoto1 ; OSADA, Masaki2 ; HIRATA, Kenji2
1
1

応用地質株式会社, 2 防災科学技術研究所
OYO Corporation, 2 National Research Institute for Earth Science and Disaster Prevention

Small-amplitude water oscillation is observed at several tsunami stations along the Pacific coast of the Tohoku region justafter the origin time of the 2011 Tohoku earthquake and before arrivals of main tsunami waves. To investigate the cause of thesmall-amplitude water oscillation, we focus on the tsunami wave data recorded at the huge tsunami meters deployed by the Japan
Meteorological Agency (JMA). We selected the data sets observed at the 3 stations (Miyako, Ofunato and Ayukawa) where theamplitude of the water oscillation is relatively high and waveforms are reasonably clear. The maximum amplitude of the water
oscillation observed at the selected stations is about 50 cm, and the dominant period ranges from 60 s to 300 s.
Synthetic tsunami waveforms were calculated for the above-mentioned 3 stations using a tsunami simulation code in order
to compare the observed waveforms of the water oscillation with the calculated ones. Firstly, uniformly distributed crustal displacement was assigned to all the mesh cells in the 50 m mesh-sized areas. The given crustal displacement changes in the time
domain for 30 s based on the horizontal displacement of the GEONET data by Geospatial Information Authority of Japan (GSI)
with the sampling rate of 1 s. The displacement data are obtained from the nearest GEONET station to each tsunami station(Miyako, Ofunato and Ayukawa). Second, tsunami simulation was carried out based on the non-linear shallow water theory
using the created crustal deformation data and tsunami waveforms were calculated at the selected tsunami stations. Finally, aband-pass filter was applied to the calculated tsunami waveforms and the observed ones to alleviate the contamination of shortperiod noise and the long-period trend related to the main tsunami waves. Cross-correlation coefficients between the calculated
tsunami waveforms and the observed ones were subsequently calculated to estimate the coherency of those waveforms.
A comparison of the calculated waveforms and the observed ones indicates that the observed small-amplitude water oscillation
may be generated by the horizontal displacement near the Pacific coast in the Tohoku region due to faulting of the 2011 Tohoku
earthquake. In addition to the similarity between calculated waveforms and observed ones, the dominant period of the observed
water oscillation is consistent with the theoretically calculated natural period of water oscillation trapped in the bay. Since relatively small earthquakes along the plate boundary do not produce such large crustal deformation near the coast, this phenomenon
may be characteristic of great earthquakes such as the 2011 Tohoku earthquake.

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HDS27-18

会場:A04

時間:5 月 27 日 16:15-16:30

近地海底圧力観測記録によって推定した 2012 年 12 月 7 日三陸沖地震（Mw7.3）に伴う津波の波源
Tsunami source of the earthquake doublet on Dec. 7 2012 derived from near-field records
by ocean bottom pressure gauges
久保田 達矢 1∗ ; 日野 亮太 2 ; 太田 雄策 1 ; 鈴木 秀市 1 ; 稲津 大祐 3
KUBOTA, Tatsuya1∗ ; HINO, Ryota2 ; OHTA, Yusaku1 ; SUZUKI, Syuichi1 ; INAZU, Daisuke3
1

東北大学大学院理学研究科, 2 東北大学災害科学国際研究所, 3 東京大学海洋アライアンス
Graduate School of Science, Tohoku University, 2 International Research Institute of Disaster Science, Tohoku University,
3
UTokyo Ocean Alliance, The University of Tokyo1

2012 年 12 月 7 日，三陸沖の海溝軸付近の太平洋プレート内において２つの地震が立て続けに発生した．２つの地震の規模はいずれも Mw 7.2 で，先行した地震は逆断層型の発震機構をもち震源の深さは約 55 km，2 つ目は正断層型で深さ約 20 km と推定されている．しかし，地震波解析に基づく震源断層の位置の推定誤差は大きく，２つの地震のセントロイドの位置については，2 つ目の地震が海溝軸より陸側で起こったとする解（Global CMT; JMA）と，海側で起こったとする解（Lay et al., 2013; Harada et al., 2013）が示されている．この地震に伴う津波は，東北大学が震源付近の日本海溝の海溝軸から陸側斜面の海域に展開していた 17 台の海底圧力計により観測されている．震源直近で観測された津波の波形を解析することによって，これら２つの地震の震源位置の推定精度を大幅に改善することができれば，この特異な連続地
震の発生過程の理解にも貢献できると期待される．これまでに得られた CMT 解に基づいて津波をフォワード計算した結果，2 つ目の地震が海溝軸より陸側で起こったとする Global CMT から計算される海底上下動分布から計算した津波波形
が近地観測で得られた波形をもっともよく再現した．遠地津波波形の解析により推定された津波波源モデル（Inazu andSaito, 2014）をもとに近地津波を計算したところ，近地で観測される津波波群の到達時刻をおおよそ説明できるが，計算
振幅が観測された振幅に比べて過小となることがわかった．一方で，近地津波波形のみを用いて初期波高分布の逆解析を行ってみたところ，震源域直上の隆起・沈降のパターンは，フォワード計算で遠地津波波形の再現性が良かった Inazu
and Saito (2014) による波高分布および Global CMT 解から期待される波高分布とよく一致した．また，DART で観測された遠地津波波形の位相を非常によく再現する一方で，振幅の再現性はあまり良くなかった．これらの結果は， Global
CMT 解や Inazu and Saito (2014) によって推定された断層あるいは波源の水平位置が，近地で観測された津波波形と調和的であることを示す一方で，津波振幅に寄与する断層の深さやすべり量については，改善の余地が残されていることを意味する．今後は，震源直上で得られた海底圧力計が捉えた地震時静的変化の信頼性を精査するとともに，遠地津波波形を逆解析に用いることで，信頼できる津波波源モデルを構築する予定である．
キーワード: 津波, ダブレット地震, 津波波源モデル, 海底圧力計
Keywords: tsunami, doublet earthquake, tsunami source model, ocean bottom pressure gauge

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HDS27-19

会場:A04

時間:5 月 27 日 16:30-16:45

2014 年 4 月 1 日チリ北部地震津波の規模
Magnitude of the North Chile Earthquake Tsunami of April 1, 2014
羽鳥 徳太郎 1∗
HATORI, Tokutaro1∗
1
1

なし
None

2014 年 4 月 1 日 23 時 46 分（UTC）に, チリ北部で M8.2 の大地震が空白域で発生した. 津波が太平洋全域で観測され,最大波の片振幅値は震源付近のイキケ 184 cm, アリカ 200 cm であった. また,4 月 3 日の余震（M7.7）も津波を伴った（アリカ 74 cm, イキケ 48 ｃｍ）. なお,3 月 16 日にイキケ付近に前震（M6.7）があり, 小津波を伴った. 本稿では, 検潮記録
(NOAA) をもとに, 津波の規模, 波源域や伝播の状況を解析し, 周辺域の津波と比較検討する.
各観測点からの逆伝播図によれば, 波源域はチリ北部沿岸にそい, 南北に長さ 400 km と推定され,1877 年津波 (m=4 ) の波源域と重なる（三陸・房総に浸水被害をもたらした）. 震源周辺の５記録の津波初動は押し波であり, 海底の隆起を示
唆する. 震央距離と波高の関係図によれば, 津波マグニチュードは本震：m=3 , 余震：m=2 と判定され, 地震の規模と比べて標準値である.
太平洋域の波高分布で偏差をみると, チリ沿岸のアリカ・イキケは標準的である. 北米沿岸ではクレセントシテイ 16 cmが標準的, そのほか下回る地点が多い. ハワイと仏領ポリネシアで 60 cm 前後が大きい. 日本沿岸の津波は, 発震時から 21―23 時間後に観測された. 岩手県久慈で 55 cm が突出し, そのほかの地点では 8―25 cm にとどまった. 以上, 今回の津波
規模は 1868 年ペルー,1877 年の津波より小さく, 今後もチリ北部の地震活動に注視したい.
キーワード: 津波規模, 津波波源域, 津波伝播状況
Keywords: Tsunami source area, Tsunami magnitude, Distribution of tsunami heights

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HDS27-20

会場:A04

時間:5 月 27 日 16:45-17:00

南海トラフにおける確率論的津波ハザード評価のための特性化波源断層モデル群の設定についてA set of characterized earthquake fault models for the probabilistic tsunami hazard assessment in the Nankai Trough遠山 信彦 1∗ ; 平田 賢治 1 ; 藤原 広行 1 ; 中村 洋光 1 ; 森川 信之 1 ; 長田 正樹 1 ; 松山 尚典 2 ; 鬼頭 直 2 ;村嶋 陽一 3 ; 秋山 伸一 4
TOYAMA, Nobuhiko1∗ ; HIRATA, Kenji1 ; FUJIWARA, Hiroyuki1 ; NAKAMURA, Hiromitsu1 ;MORIKAWA, Nobuyuki1 ; OSADA, Masaki1 ; MATSUYAMA, Hisanori2 ; KITO, Tadashi2 ; MURASHIMA, Yoichi3 ;AKIYAMA, Shinichi4
1
1

防災科学技術研究所, 2 応用地質株式会社, 3 国際航業株式会社, 4 伊藤忠テクノソリューションズ株式会社
NIED, 2 OYO CORPORATION, 3 KOKUSAI KOGYO CO., LTD., 4 CTC (ITOCHU Techno-Solutions Corporation)

日本全国を対象とした津波ハザード評価（藤原・他、2013、連合大会；平田・他、2014、連合大会）のうち、「確率論
的津波ハザード評価」のための津波シミュレーションには、将来起こり得る全ての地震を対象とする各種不確かさを考慮した特性化波源断層モデル群が必要である。その津波波源設定の考え方と日本海溝周辺で発生する地震を対象とした特性化波源断層モデル群の設定例を遠山・他（2014、連合大会）で紹介した。
ここでは、東北地方太平洋沖型地震を踏まえて改訂された地震調査研究推進本部による「南海トラフの地震活動の長期評価（第二版）について」（平成 25 年 5 月 24 日）を参考に南海トラフにおいて特性化波源断層モデル群を設定したので、その考え方と共に紹介する。
最初に、津波を発生させる地震を南海トラフの長期評価で示された評価対象領域に基づき各領域の組合せによる震源断層が特定できる地震とそれ以外の震源断層を予め特定しにくい地震に分類する。
さらに、震源断層が特定できる地震における津波波源のモデルは、➀「基本（代表）モデル」：過去に発生した大地
震の大すべり域の位置を参考にし、後述する特性化のルール a) に従って大すべり域を配置した特性化波源断層モデル群、➁「拡張モデル」：大すべり域の位置について多様性を考慮した後述する特性化のルール a) から e) に基づく特性化波源
断層モデル群として設定した。
なお、これらに加え、過去に発生した大地震についての研究例に基づいて、歴史地震津波に相当する震源域とその大すべり域の面積と位置を単純化したものを「再現モデル」として設定した。想定する地震の数としては、長期評価に示された 15 種類の地震に、発生しうると考えられる 70 種類の地震を追加して併せて 85 となった。
個別の特性化波源断層モデルの設定に際しては、巨視的パラメータとして断層面積 S から地震モーメント Mo を求める。Mo と S の関係式は、内閣府の「南海トラフの巨大地震モデル検討会（第二次報告）」（2012）等を参照し、応力降
下量 3MPa 相当の関係式を使用した。剛性率μは浅部で小さく深部では大きいという研究事例があるが、ここでは 5 ×1010 (N/m2 ) で深さに関わらず一様と仮定した。
微視的パラメータの大すべり域、超大すべり域のすべり不均質については、日本海溝沿いの地震に対する津波波源断層モデルの特性化方法と同様に、a) 大すべり域は平均すべり量の２倍の領域とし、その面積は断層全体の面積の 30%（是永・他、2014、連合大会）、b) 大すべり域を海溝軸方向におよそハーフピッチでずらして網羅的に配置し、海溝軸と直交方向には浅部、中央部、深部の３領域から構成される組合せを基本、c) 大すべり域が海溝軸沿いに配置される場合は超大すべり域（平均すべり量の４倍）も設定、d) 設定する大すべり域の重複率（互いに重なる面積比率）はおよそ１／２〜３／４、e) 超大すべり域を設定する場合は、超大すべり域の重複率が約半分とした。
但し、震源断層を予め特定しにくい地震では、断層中央にのみ大すべり域を設定する標準（平均）的なケースのみを
特性化波源断層モデル群に含める。標準的ケース以外の大すべり域の配置パターンについては、個々の特性化波源断層モデルから計算された津波高さを確率論的に統合する時にすべり不均質パターンの不確実性として考慮する（藤原・他、
2013、連合大会；平田・他、2014、連合大会）。
以上のようにして南海トラフ領域において特性化波源断層モデル群を設定した結果、地震規模 Mw7.7 から 9.2 までの 85 種類の地震について合計 4000 弱のモデル数となった。現在、これらのモデル群について、個別に津波シミュレー
ションを実施し、地震の発生確率やそれに基づく沿岸での津波高さについての確率論的津波ハザードの評価などを検討しているところである。
本研究は、防災科学技術研究所の運営費交付金研究プロジェクトの一環として実施された。
キーワード: 津波ハザード評価, 確率, 特性化波源断層モデル, 南海トラフ
Keywords: tsunami hazard assessment, probability, characterized earthquake fault model, Nankai Trough1/1

HDS27-21

会場:A04

時間:5 月 27 日 17:00-17:15

境界積分によって求められる海底の地盤変位を用いた津波解析
Tsunami simulation using seabed displacement due to fault slip obtained by boundary
integration
秋山 伸一 1∗ ; 藤原 広行 2 ; 橋本 紀彦 1 ; 是永 眞理子 1 ; 阿部 雄太 1 ; 松山 尚典 3 ; 村嶋 陽一 4
AKIYAMA, Shinichi1∗ ; FUJIWARA, Hiroyuki2 ; HASHIMOTO, Norihiko1 ; KORENAGA, Mariko1 ; ABE, Yuta1 ;MATSUYAMA, Hisanori3 ; MURASHIMA, Yoichi4
1

伊藤忠テクノソリューションズ株式会社, 2 独立行政法人防災科学技術研究所, 3 応用地質株式会社, 4 国際航業株式会社
ITOCHU Techno-Solutions Corporation, 2 National Research Institute for Earth Science and Disaster Prevention, 3 OYO Corporation, 4 KOKUSAI KOGYO CO., LTD

1

地震によって発生する津波の計算では、断層運動によって現れる海底面の鉛直変位を津波の初期水位と見なすことが多い。このような海底地盤の変位を求めるには、半無限弾性体内部の矩形断層運動によって現れる変位の解析解（Okada,1985）
が広く用いられている。
これに対し、著者らは境界積分による海底地盤の変位計算法を開発した（秋山他、2014）。この方法は、海底地盤を半無限弾性体と仮定することにより自由表面の境界条件を満足する Green 関数を用いることで海底面の変位を断層面における境界積分のみで求められ、さらに、不規則な形状を有する断層面を忠実にモデル化できるといった利点がある。ただし、断層面が浅い場合には Green 関数の特異性が現れやすくなるが、PART 法（Hayami and Brebbia, 1988）を用いる
ことによってほぼ完璧にこの特異性を除去できる点も本手法の大きな特徴である。
本研究では、日本周辺のプレート境界で発生する地震を対象に、境界積分と Okada の解析解を用いてプレート境界での断層運動に伴う海底地盤の変位を求め、両者を比較する。さらに、これらの海底変位を初期水位と見なした津波解析を実施し、両者の差異について検討を加える。
なお、本研究は、防災科研で進められている「全国を対象とした津波ハザード評価」の一環として実施した。
参考文献
Okada, Y. (1985) Surface deformation due to shear and tensile faults in a half-space, Bull. Seism. Soc. Am., 75, 1435-1154.
秋山、藤原、橋本（2014）境界積分を用いた断層運動による海底地盤変位の計算法、2014 年日本地球惑星連合大会、
HDS27-14
Hayami, K. and C.A. Brebbia (1988) Quadrature methods for singular and nearly singular integrals in 3-D boundary element
method, (Invited paper), Proc. 10th Int. Conf. on Boundary Elements, Southampton, Computational Mechanics Publication withSpringer-Verlag, Vol. 1, pp. 237-264

キーワード: 境界積分, プレート境界, 海底地盤変位, 津波解析
Keywords: boundary integration, plate boundary, seabed displacement, tsunami simulation

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HDS27-22

会場:A04

時間:5 月 27 日 17:15-17:30

詳細な地形データを使った確率論的な津波浸水ハザード評価
Probabilistic tsunami inundation hazard assessment using detailed surface model齊藤 龍 1∗ ; 村嶋 陽一 1 ; 村田 泰洋 1 ; 井上 拓也 1 ; 高山 淳平 1 ; 秋山 伸一 2 ; 松山 尚典 3 ; 平田 賢治 4 ;藤原 広行 4
SAITO, Ryu1∗ ; MURASHIMA, Yoichi1 ; MURATA, Yasuhiro1 ; INOUE, Takuya1 ; TAKAYAMA, Jymnpei1 ;AKIYAMA, Shinichi2 ; MATSUYAMA, Hisanori3 ; HIRATA, Kenji4 ; FUJIWARA, Hiroyuki41

国際航業株式会社, 2 伊藤忠テクノソリューションズ株式会社, 3 応用地質株式会社, 4 防災科学技術研究所
KOKUSAI KOGYO CO., LTD., 2 CTC (ITOCHU Techno-Solutions Corporation), 3 OYO Corporation, 4 NIED (National Research Institute for Earth Science and Disaster Prevention)

1

防災科研による日本周辺海域における津波ハザード評価の取り組みの一環として、地域詳細版の確率論的な津波浸水
ハザード評価を検討した。津波遡上による浸水深のハザードを地域全域で詳細に定量化することで、地域の防災計画やリスク評価などへの利活用に貢献することを目的としている。
これまで、全国を概観した確率論的津波ハザード評価では、津波波源となる可能性のある全ての震源を想定することで、日本全国の沿岸津波水位を確率論的に予測・評価することを試みている [平田・他、2014、連合大会]。陸域の最小計
算格子サイズを 50m で設定しているため、海岸や河川などの微地形や構造物などは正確に表現されない。地域の詳細な
津波浸水ハザードを評価するためには、より正確で精微な地形データを用いて津波の遡上計算を行うことが必要である。
構造物を含む詳細な地形データで求める津波浸水ハザードと、構造物の無い場合の潜在的な津波浸水ハザードとを比較し評価することで、構造物の有無による浸水深のハザードの違いを定量化することができ、堤防などの有効性を示せる。
そこで本研究では、評価地域を限定したうえで、最小 10m 格子の地形データを使い津波伝播・遡上計算を多数の震源モデルで実施し、計算で得られる浸水深を使い地域の確率論的な津波浸水ハザード評価を試みた。ケーススタディとして陸前高田市市街地を対象地域とし、対象地域における、➀構造物を除いた震災前の地形における潜在的な津波浸水ハ
ザードと、➁構造物を考慮した震災前の津波浸水ハザードとを比較し、構造物の有無による津波浸水ハザードを定量化した。想定した地震は、長期評価などに基づき設定した全国概観版の確率論的津波ハザード評価用の日本海溝の震源モデル
1890 シナリオ [遠山・他、2014、連合大会] である。陸域の地形を、東北地方太平洋沖地震以前に取得した航空レーザー
測量データに基づき 10m 格子で作成した。また、堤防などの天端高を地形データへ組み込んだ。計算領域の格子幅を、外洋の最大 2430m、浅海域と陸域の最小 10m で設定し領域接続した。堤防などの越流破壊や構造物の破壊は、まず、構造物の破壊されない最小な浸水ハザードを、構造物の無い潜在的な浸水ハザードと比較するため、考慮しない。確率論
的な津波浸水ハザード評価は、多数の震源モデルを使って求めた浸水深の頻度や浸水面積を、構造物の有無毎で定量化し検討した。その結果、詳細な地形データを使うことで、地域の津波浸水ハザードを 10m 格子毎に評価でき、低地や河川周辺など地域の詳細な特徴を反映した浸水深のハザード情報や堤防などの有効性を定量化することができた。
詳細な地形データを使った多数の震源モデルによる確率論的な浸水深計算は、不確実性を考慮した浸水深の予測検討[阿部・他、2014、連合大会] や、堤防より低い津波に不確実性を与えた場合の浸水深の予測検討などにも活用でき、より確からしい堤防などの有効性や費用対効果などの議論に貢献できると期待される。
キーワード: 津波, 浸水深, ハザード評価, 確率
Keywords: Tsunami, Inundation, Hazard assessment, Probability

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HDS27-23

会場:A04

時間:5 月 27 日 17:30-17:45

確率論的津波ハザード評価における評価結果の統合方法の検討
Integration of hazard curves in Probabilitsic Tsunami Hazard Assessment in Japan阿部 雄太 1∗ ; 是永 眞理子 1 ; 秋山 伸一 1 ; 松山 尚典 2 ; 村嶋 陽一 3 ; 藤原 広行 4
ABE, Yuta1∗ ; KORENAGA, Mariko1 ; AKIYAMA, Shinichi1 ; MATSUYAMA, Hisanori2 ; MURASHIMA, Yoichi3 ;FUJIWARA, Hiroyuki41

伊藤忠テクノソリューションズ, 2 応用地質株式会社, 3 国際航業株式会社, 4 防災科学技術研究所
ITOCHU Techno-Solutions Corporation, 2 OYO Corporation, 3 KOKUSAI KOGYO CO., LTD., 4 National Research Institutefor Earth Science and Disaster Prevention1

確率論的津波ハザード評価では、様々な種類の地震によって生じる津波の危険性を評価するため、複数の波源モデル
群を構築して数値シミュレーションにより津波水位を推定している。各波源モデルには、長期評価や過去の地震活動のデータを基にして発生確率を与え、これにより超過確率分布（以下、ハザードカーブ）が算定される。最後に全波源モデルのハザードカーブ群を統合することで、全ての想定しうる地震による評価結果が得られる。本研究では、「全国を対象とした津波ハザード評価」におけるハザードカーブ群の統合の考え方と「東北地方太平洋沖型の地震」を対象としたハザードカーブ算定の実施例について紹介し、各波源モデルに与える「重み」設定の妥当性について議論する。
「全国を対象とした津波ハザード評価」では、東北地方太平洋沖型の地震についての長期評価結果を基にし、地震のマ
グニチュードや、震源域の位置、すべり不均質性の不確実性を考慮して 106 個の波源モデルを設定している。ハザード
評価結果を統合する際には、波源モデル群に対して重みを設定して津波水位の確率密度分布を算出し、これに地震の発生確率をかけて超過確率を求める。ここで、得られる確率密度分布の形状は重みの設定方針に大きく依存しているため、重み設定の妥当性の検討が重要となる。
本研究では、まず重み設定の方針として、「マグニチュードの不確実性について、重みは b 値 0.9 の GR 則に従う」、「震源位置の不確実性について、重みは一様分布に従う」、「すべり不均質性について、重みは一様分布に従う」としたもの
を基本モデルとした。そして、日本海溝に面した沿岸一帯の確率密度分布を求め、その平均値および平均値+1 σの値と2011 年東北地方太平洋沖地震の津波痕跡値との比較を行った。その結果、津波痕跡値の多くは平均値+1 σよりも大きい
値となっており、基本モデルが過小評価となっていることが示唆された。次に、検討用モデルとして、「2011 年東北地方
太平洋沖地震と同等の Mw9.1 の地震にのみ重みを与える」としたモデル１、「海溝軸付近に平均の 4 倍のすべり量のある地震にのみ重みを与える」としたモデル２、モデル１と２の条件を共に満たすこととしたモデル３について、確率密度分布を求め津波痕跡値との比較を行った。その結果、モデル１〜３の平均値および平均値+1 σの値は基本モデルよりも大きくなり、多くの津波痕跡値を平均値+1 σの範囲内で説明できることが分かった。
本研究は、防災科研において進められている「全国を対象とした津波ハザード評価」の一環として実施された。

キーワード: 津波, ハザード評価, 確率
Keywords: tsunami, hazard assessment, probability

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HDS27-24

会場:A04

時間:5 月 27 日 17:45-18:00

巨大山体崩壊による津波発生リスクの検討―桜島崩壊シナリオにおける被害推計―
Risk assessment of a tsunami caused by a large-scale sector collapse - Damage estimationof the Sakura-jima collapse 柳澤 英明 1∗
YANAGISAWA, Hideaki1∗
1
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東北学院大学教養学部地域構想学科
Department of Regional Management, Faculty of Liberal Arts, Tohoku Gakuin University

火山活動によって山体が崩壊し海域に大量の土砂が流入すると、巨大な津波を発生させる場合がある。我が国では、江戸時代以降、少なくとも 3 回の山体崩壊による津波が発生しており、数百名以上の犠牲者がでている。そのうち最も大きな被害に至ったものは、寛政４年 (1792) に雲仙火山の眉山崩壊に伴って発生した津波である。この津波は、島原半島および、その対岸の熊本に達し、1 万 5000 人にも及ぶ犠牲者を出した。山体崩壊に伴う津波の発生頻度は地震性のものと比較すると少ないものの、一度発生すると巨大な災害に発展する。100 以上の活火山を有する我が国において、山体崩壊による津波発生のリスクは、決して無視できるものではない。そこで本研究では、我が国における活火山を対象に、津波発生リスクの検討を行うとともに、リスクの高い山体について、山体崩壊とそれに伴う津波のシミュレーションを実施し、詳細な被害推計を行った。
まず津波の発生する可能性のある活火山を抽出するため、日本の活火山に対して、山体が崩壊した場合の土砂到達範囲を簡易式より算定した。そして、土砂到達範囲を GIS でプロットし、海域データと重ねることで、崩壊土砂が海域にどの程度到達するかを検討した。さらに対象火山周辺の海岸における人口を検索することで、人的被害の発生しやす
い火山を抽出した。以上の崩壊土砂の到達範囲と周辺人口に、活火山の活動度を考慮し、津波被害リスクの順位づけを行った結果、鹿児島県桜島におけるリスクが最も高いことがわかった。そこで次に、桜島を対象に山体崩壊とそれに伴う津波のシミュレーションを行い、詳細な検討を実施した。
桜島山体崩壊のシミュレーションには、栁澤ら (2014) による地すべり・津波統合モデルを用いた。崩壊土砂量については、1640 年に北海道駒ヶ岳で発生した山体崩壊の土砂量を仮定した。シミュレーションの結果によると、桜島で山体崩壊が発生した場合、崩壊より 3 分後には、最悪 1,000 人以上が土砂に埋もれ、50m 以上の津波が鹿児島市沿岸部に到達すると予測された。また、その津波による浸水範囲には、約 16 万世帯、34 万人が含まれると試算された。現在、山体崩壊による津波の防災対策については、ほとんど検討されていないのが現状である。しかしながら、一度発生すると巨大な被害に至ることから、最悪のシナリオに備えた防災対策の検討も必要であるといえる。

キーワード: 津波, 山体崩壊, 地すべり, シミュレーション, 桜島, 被害推計
Keywords: Tsunami, Sector collapse, Landslide, Simulation, Sakura-jima, Damage estimation

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