自然災害科学 J. JSNDS 40 特別号 175 -189（2021 ）1 年間にわたる風速場を考慮した桜島大規模噴火に対する降灰ハ
ザードマップの作成
中谷 剛1・浅野 敏之1

Ash fall hazard maps for a large-scale eruption of Sakurajima
volcano considering daily wind ﬁelds over a one-year period
Tsuyoshi NAKATANI1 and Toshiyuki ASANO1
Abstract
This study presents ash-fall hazard maps for an eruption of Sakurajima volcano ofsimilar scale to the Taisho eruption based on tephra transport simulations accounting fordaily variations in wind ﬁelds over a 1-year period. Existing hazard maps indicate depositionof ash on the eastern side of Sakurajima by westerly winds, which reﬂects the mean annual
wind direction. This study analyzed ash deposition by implementing daily-base computations
with no prior statistical processing. The results reveal that the maximum-class deposits occur
around Kagoshima Chuo Station focused in August, when the wind direction is not annually
predominant one. The resultant hazard map based on the maximum thickness of the deposits
differs from existing maps and provides useful information for creating disaster evacuationplans. Further hazard maps are proposed based on the frequency of the ash-fall exceeding aparticular thickness and on a highest 1% deposit thickness, and we discuss suitable methods ofexpressing ways responding to the users class and object.
キーワード：降灰ハザードマップ，火砕物輸送シミュレーション，桜島，大正噴火，火山防災
Key words:

ash fall hazard map, tephra transport simulation, Sakurajima, taisho eruption, volcano disasterprevention

1 ．はじめに飛散し被害を与える。直径 2 -64 mm の粒子を火爆発的な噴火では，マグマは火道を上昇する過山レキ， 2 mm 以下を火山灰と呼ぶが，これらは程で粉砕され大小の粒子になり冷えて固まる。直風によって遠方まで流されながら地上に落下し，径64 mm 以上を火山岩塊といい，弾道を描いて市民生活や産業などに被害を及ぼす。また，火山1

鹿児島大学地震火山地域防災センター
Research and Education Center for Natural Hazards,
Kagoshima University

175

176

中谷・浅野： 1 年間にわたる風速場を考慮した桜島大規模噴火に対する降灰ハザードマップの作成

ガスと火砕物が混合した高温混相流が一団となっとから「ドリルマップ」との名称が使われている。

て地表面を流下する火砕流，溶けた岩石が高温状

富士山の降灰可能性マップは，現状では最も優れ態で地表面を流れる溶岩流，水・二酸化硫黄・硫た手法で作成されていると言える。

化水素・二酸化炭素などを成分とする高温の火山

ところで，桜島は日常的にも爆発的噴火を繰り

ガス，火山噴出物が水と混合して地表を流れる火返している活発な火山であるところが富士山とは

山泥流・土石流が火山噴火に伴う現象としてあり，相違する。概ね噴煙高度が1000 m を超える噴火

これまで数々の火山災害を引き起こしてきた。

だけでも年間に約800回程度（過去10年間の平均

これらの火山災害の中で最も影響範囲が広いの

値，気象庁）ある。また桜島からわずか 10 km 圏が降下火砕物（いわゆる降灰）による被害で，降内には人口60万人の鹿児島市の中心市街地がある

灰被害への備えには，以下の 2 つの難しさがあことも防災上の懸念となっている。2020年の 5 月る。第一に，大規模噴火が稀な自然現象であること 8 月の早朝の噴火によって，鹿児島空港では午と。国内で最も活発な火山である桜島の場合でも，前中の便を中心に多くの欠航が発生した。大規模

近年の大規模噴火は1914年のことである。そのた噴火に限らず，噴煙高度が5000 m 程度の噴火でめ災害に関する知見を学ぶ機会がない。また，こあっても地域社会や経済への影響が出ている。大の107年間に社会のあり方が大きく変容したため，

正噴火から100年以上が経ち，また観測されてい当時の貴重な被災経験の伝承や記録をそのまま生るマグマの蓄積量から地質学的時間スケールではかすことが難しい。いま大規模噴火が起きた場合，なく，社会学的時間スケールで次の大規模噴火をどのような被害が社会に及ぶのかは想像するしか視野に入れるべき3）との指摘もなされている。桜ない難しさがある。第二は，事前の被害想定が難島とその周辺地域の災害特性を考えると，桜島火

しいこと。例えば水害による浸水範囲は，土地の山防災への備えとして，社会の脆弱要因による災低い場所や河川の近くなど地形的要因が支配的な害リスクを可視化できる降灰ハザードマップの作ので，事前に想定される危険箇所を一定程度把握

成は重要である。桜島の大規模噴火に対するもできる。一方で降灰の影響範囲や降灰量はその時のとして，2007年に桜島火山防災検討委員会4）にの気象条件，特に風向・風速に左右されるため，よって作成された広域降灰予測マップが挙げられ

事前の被害想定が難しいことが挙げられる。こうる。そこでは桜島上空の風向風速を分析し，各方した火山防災の困難さを踏まえると，火山防災へ

向に火山灰が到達する可能性のある範囲の降灰の備えとして降灰ハザードマップの作成は重要で堆積厚が示されているが，堆積厚10〜30 cm，30あると考えられるが，降灰マップが作成されてい〜50 cm，50 cm 以上の 3 段階での表示であって，る火山は少ないのが現状となっている。富士山をまた堆積厚結果を包括的に表示したため桜島を中対象とした降灰ハザードマップは，「降灰可能性心とした同心円状の結果となり，どの地域がどのマップ」 として作成されている。これは，富士風の状況下で堆積厚が大きくなり危険な状態にな

山山頂で宝永噴火（1707年）規模の噴火が発生しるかが不明確であると考える。これ以外の火山灰

1）た場合を想定した月別降灰ドリルマップ から，堆積量のハザードマップのほとんどは， 1 年間で地点毎の年間最大堆積深を求め降灰分布図を作成

は平均的に西風が卓越するとして，桜島から鹿屋している。月別降灰ドリルマップは，予め宝永噴

市方面に降灰量の多い結果を示すマップとなって火や有珠山の噴火（1977年）による降灰分布を再

いる。

2）

現可能な 3 次元移流拡散モデルを構築し，過去45

本研究では，住民の避難行動の啓発を目的に降年間の平均的な気象場を月別に与えた数値シミュ

灰シミュレーションモデルを構築し，平均的な気レーション結果から求められた降灰予測分布図で象場ではなく日単位の風向・風速を入力条件としある。これらの予測分布図は，大規模噴火時の応た計算を 1 年間を通して行い，その最大降灰堆積

急対策等の検討に活用されるという性格があるこ深に基づく桜島の降灰ハザードマップを作成した

177

自然災害科学 J. JSNDS 40 特別号（2021 ）ので報告する。また，最大降灰堆積深に基づいたで換算したΦスケールで− 5 から 5 の11粒径（32

降灰ハザードマップの課題についても議論する。

mm 〜0.03125 mm）で階層分けし，標準偏差 σφ＝

2 ．降灰シミュレーションモデルの概要

形 d について対数正規分布）とした（Biass らの

2 ，平均値 μ＝− 1（2 mm）となる正規分布（粒降灰シミュレーションモデルは，火山灰が風の

設定値は σφ＝2.25，平均値 μ＝−1.28）。2 mm 以

影響を受けながら移流・拡散・沈降する過程を対上の粒径を軽石，それ以下を火山灰とした。降灰象とするモデルで，次式の 2 次元移流拡散方程式

シミュレーションでは，（ 1 ）式に対し 3 次元格

を基礎方程式5, 6）とした。鉛直方向の運動方程式子を配置して差分法で解いている。図 1 のモデルは考慮していないが，火砕物の降下速度を導入す

概要図に示すように，計算領域は鹿児島県本土全ることで 3 次元的な計算を可能にしている。

域を対象とした約150 km 四方で，大正噴火級の大噴火を扱えるように高度20000 m までを計算対象とした。また，図 2 ではソース項となる噴煙柱（1）内濃度ならびに初期粒径分布の鉛直分布，計算とともに火山灰濃度が鉛直方向に輸送される過程を概念的に示した。図 3 の計算領域と計算格子の配ここに，CL は粒径階 L の火砕物濃度，ws,L は降下

置図に示すように，水平方向には不等間隔格子を速度，Wx, Wy は水平 x, y 方向の風速，Kx, Ky は拡採用した。2015年以降から昭和火口からの噴火回

散係数，C＊L,source は単位時間あたりに放出される数は減少し，2019年からは 0 回（気象庁）となっ

粒径別火砕物濃度で，その鉛直分布は噴煙柱内火ていることから噴火口の位置は南岳山頂火口とし砕物の質量の離脱率を記述する以下の Suzuki 式7）た。重要な地域である桜島周辺の計算格子間隔は500 m とし，計算領域端付近では1330 m であで与える。

る。計算精度に影響が出ないように，間隔を徐々（2）に広げながら格子点総数を減らした。計算格子数
は169×169×38の約100万点に及ぶため，計算時間の短縮に配慮した。高度方向の計算格子間隔は

ここに，S0：規格化係数，H：噴煙柱高度，A, λ：

500 m としたが，高度 0 m 〜1500 m は 1 つの格

Suzuki 係数で本研究では標準値 A＝4，λ＝2を与子とした。この最下層の格子は物理的には地表面えた。C＊L,source は時間的にも変動するが，これは標高を下点とすべきであるが，本解析は（ 1 ）式

後述の（ 3 ）式で噴煙高度の時間変化を噴出量にに示した 2 次元移流拡散方程式を基礎式としてお反映した形で与える。降下速度 ws,L は，火砕物粒

り，地形の影響による上昇流・下降流といった 3子に働く重力と空気抵抗力のつり合いで決まる

次元的な風速場は考慮できない。噴煙柱周辺の上が，大気の密度や粘性が高度 z や気温の関数と昇流も当然表現できないので，火口周辺での輸送なり，抗力係数が粒径や降下速度で記述される計算を精度良く行うためには， 3 次元モデルによReynolds 数の関数となることで，こうした計算

る計算が必要となる。本計算では，最下層格子のを通じて求めることになる。粒径・高度をパラメ

下端標高を 0 m とし，地形は平坦と仮定している。

ターとした降下速度の計算結果は著者らの論文6）

ただし，スタッガード格子で変数を配置しているに示されている。また，噴煙中内の粒径分布の設ので，最下層の格子内の変数は中間点である高さ

定は，Todde ら8）による桜島大正噴火火砕物に対750 m の量で表されており，（ 1 ）式に示す火山する地層内堆積物の現地調査結果に基づいて，同灰の水平方向の移流効果，乱れによる拡散効果は，

じ研究グループの Biass ら9）が設定した値を参考

最下層格子でも表現されている。鉛直方向についとした。すなわち，粒径 d（mm）を φ ＝− log2dては降下速度 ws,L による火山灰質量の地上への堆178

中谷・浅野： 1 年間にわたる風速場を考慮した桜島大規模噴火に対する降灰ハザードマップの作成

図1

図2

降灰モデルの概要

火山灰輸送計算の概念図

179

自然災害科学 J. JSNDS 40 特別号（2021 ）

図3

計算領域と計算格子の配置（桜島の南岳山頂火口を中心に約75 km 四方，背景は OpenStreetMap）

積のみを表現している。こうした格子設定の工夫たことが，地質学的なデータから確認されていや 2 次元の運動に限定した結果として，低価格なる12）。このことから，桜島の大噴火は100〜300年

ワークステーションでも，48時間の現象を52時間に 1 回程度の頻度で起きていると考えられる。し程度で計算できるようになった。

たがって，記録にある 4 つの大噴火は，今後も社会学的時間スケール内で起こりうる規模と考えら

3 ．降灰ハザードマップの作成シナリオ
3. 1

想定する噴火規模

桜島は歴史時代に入ってからの記録として，天平宝字噴火（764年），文明噴火（1471年），安永噴

れ，降灰ハザードマップの外力としての想定にふさわしい。具体的には，特に記録が多数残されており，様々な研究の対象となっている大正噴火を降灰ハザードマップ作成の想定外力とした。

火（1779年），大正噴火（1914年）と 4 回の大規模

大正噴火は噴煙高度を変化させながら約39時間

10）

噴火を繰り返している 。これら 4 つの噴火は，継続している13）。大正噴火時の噴煙高度の時間変マグマ噴出物量に着目した火山爆発指数（VEI）

化は図 4 の曲線に示すようである。降灰シミュでは 5 となる 。本研究の大規模噴火はこの規模

レーションでは， 1 時間毎の噴煙高度は図 4 棒グを想定している。記録にはないが，天平宝字噴火

ラフのように一定として計算した。噴煙高度を Hから文明噴火の間の700年間に 2 回の噴火があっ（m），単位時間当たりの噴出量を ΔM（kg/s）とす

11）

180

中谷・浅野： 1 年間にわたる風速場を考慮した桜島大規模噴火に対する降灰ハザードマップの作成

風速（m/s），風向（度）が気象庁ホームページに公開されている。ジオポテンシャル高度とは，単位質量あたりの空気をある高度まで持ち上げるのに必要な仕事量（ジオポテンシャル）を重力加速度で割った高さのことである。空気の質量が気圧や気温等によって変わるので，いわゆる標高とは相違するが，降灰予測計算の対象とする高度20km までの範囲では ほぼ同じとして扱って良いことがわかっている17）。降灰シミュレーションでは，
高度方向500 m 毎に風向・風速データから東西風
図4

速成分と南北風速成分を求めて使用した。500 m

噴煙高度のモデル化13）の層内に複数の観測値があった場合は東西・南北
風速成分毎の平均値を，観測値がなかった場合はると両者の関係には以下の経験式が提案されていその前後層の風速成分毎の平均値をそれぞれの風る 。

速成分とした。また観測最高高度が20000 m 以下

14）

H(m)=320(ΔM)0.25(kg/s)（3）の場合は，観測が得られた最高高度の風速成分と同じ値を，そのまま20000 m まで延長する形で与大正噴火における軽石・火山灰の総噴出量は4.5

えた。風速場の観測データは鹿児島地方気象台地〜 6 億 m であることが報告されている。本

点以外では入手できないので，平面的には全計算

研 究 で は 総 噴 出 量 を 6 億 m3 と 設 定 し た。 こ の領域にわたって気象台地点の風速場が一様に分布

総量が図 4 に示した噴煙高度 H の時間経過にわすると仮定して計算を行った。

3

15, 16）たって噴出されるとし，（ 3 ）式で H から総噴出量を時間配分した ΔM を求める。ΔM を計算格

3. 3子の体積と粒径階に対応する粒子密度（粒形の大図 3 に示した計算領域を対象に，2020年 1 月 1

降灰ハザードマップの作成方法

きい軽石で700 kg/m3，粒径が小さくなると2100

日から12月31日までの366日間のケースについて，

kg/m3程度に上昇6））で除すると（ 2 ）式の噴出火

毎日午前 9 時に大正噴火級の噴火が起きたと想定

砕物濃度に相当するものが得られる。火砕物濃度し，ゾンデ観測に合わせて12時間毎に風速場を更の鉛直分布は（ 2 ）式右辺で与えられており，粒新しながら噴火から48時間後まで計算を継続し径分布は高度によらず φ についての正規分布をた。地点ごとに堆積深が366ケースの中で最大と仮定したことから，粒径別・高度別の噴煙柱内火なった値を記録し，その値を平面上にプロットす

砕物濃度が定まる。よって，時間 t，鉛直座標 z，

ることで最大降灰堆積深を基に降灰ハザードマッ

粒径階 L を独立変数とする C＊L,source が火口直上のプを作成した。

格子にソース項として与えられ，数値計算が実施されることになる。なお，（ 2 ）式の取り扱いについては参考文献（ 6 ）に詳細がある。

3. 4

最大降灰堆積深の計算結果

図 5 は， 1 年間の最大降灰堆積深に基づいた降灰ハザードマップの結果を示したものである。図

3. 2

風速場

より， 1 年間を通じての卓越風向である西風に

1 年を通した高度毎の風速場（風向・風速）には，

よって堆積深が桜島の東側に偏重するのではな

鹿児島地方気象台の2020年 1 月〜12月のゾンデ観

く，同心円状の結果となっている。1.1 m 以上の測結果を利用した。観測された高層大気の状態と大きな堆積深については，むしろ桜島の西方の鹿して，気圧（h Pa），ジオポテンシャル高度（m），

児島市中心部周辺に位置することがわかる。

181

自然災害科学 J. JSNDS 40 特別号（2021 ）図5

降灰ハザードマップ（単位：m）

降灰堆積深が0.1 m を超えると普通乗用車は走ることが挙げられる。また， 1 年間の最大堆積深

行ができないと言われている ので，この範囲は

は , 桜島から遠方になるほど特定の 1 日の強い風

自動車による避難ができない可能性が高い地域とで生起することが多く，そうした特異日の結果が言える。0.3 m を超える範囲では，一時的に河川反映されやすいマップとなる。2020年は 9 月 6 日の治水安全度が低下することが懸念されるために鹿児島地方に台風による強い風速場が形成され

18），台風や大雨などが重なると複合災害が生じるていた。図 5 の表示法は大規模火山噴火に対する可能性が高い。0.5 m を超えると古い木造住宅な

避難や防災対策に有用な知見を与える可能性をどが倒壊する危険性がある とされている。降灰持っているが，上記のような問題点も含まれていの密度は概ね 1 kg/m3と考えて良い。湿った雪の

る。

19）

20）

密度は約0.5 kg/m であるから，豪雪地域での建3物崩壊等の事例から類推すると，1.0 m を超える

4 ．考察

範囲では住宅が倒壊する可能性があるほか，最悪

ここでは年間を通した降灰シミュレーション結の場合は人的被害が生ずる可能性があると考えて果から見えてきた災害リスクと，最大降灰堆積深良い。

に基づくハザードマップの課題について検討す

図 5 に示された堆積厚等値コンターは多葉状とる。

なっているが，その 1 つの要因は前述のように鹿児島地方気象台の上空で観測された風速場が全領

4. 1

リスクの可視化域にわたって一様な分布をするとして計算してい鹿児島県内の主要な 4 地点の最大降灰堆積深を

182

中谷・浅野： 1 年間にわたる風速場を考慮した桜島大規模噴火に対する降灰ハザードマップの作成

表 1 に示した。また，降灰堆積深の生起確率（日

拡散されにくく，桜島近郊ほど降灰堆積深が大き

数 / 年間）を図 6 に示した。図 7 と図 8 は，縦軸

くなりやすいと考えられる。なお，2020年の風向に高度をとり，1981〜2010年の30年間の風向（北風速の状況は，偏西風の影響が弱まる 8 月は風速

が 0 ）と風速の観測値の平均値を平年値としてが小さい傾向にあり，このため風向が平年値に比それぞれ表示したものである。図中には，2020年

較してばらつきがあるように思われるが，年間を度の月別平均値もあわせてプロットされている。

通しては平年値と大きな差はなく，2020年が特殊

鹿児島県の上空では，偏西風の影響で概ね西風がな気象場ではないと考える。図 9 に鹿児島中央駅

吹いているが，季節変動があり夏季に弱まる。 8付近の最大降灰堆積深の時間変化を，軽石成分と月頃に最も風速が小さくなる傾向があり，この時火山灰成分に分けて表示した。噴火から 6 時間

期に東風（鹿児島市方面）が吹きやすい。表 1 に後には堆積深10 cm に達し，12時間後には堆積深示したように鹿児島中央駅付近の降灰堆積深の 9

50 cm に達する。堆積深が10 cm では自動車など

位までが 8 月に集中しているのはこのためと思わでの移動ができない。また堆積深が50 cm では木れる。また，弱まった上空の偏西風のため降灰が造住宅の倒壊が懸念される。このように大規模噴

表1

主要な 4 地点の最大降灰堆積深

183

自然災害科学 J. JSNDS 40 特別号（2021 ）火時は避難のための猶予時間は短く , 降灰堆積のとなっている。また平均的には西風により大隅半

時間進行が早いと言える。風速が小さいと降灰は島側に降灰することが多く，住民は降灰の影響を拡散されにくいため，桜島に近いほど降灰量が多

風向の頻度から想定する傾向がある。鹿児島市がくなる傾向が考えられる。降下速度が大きい軽石

降灰の影響を受ける風向を北北東〜南南東とする成分が堆積の約80％を占めることも，弱い風速のと，半旬ごとの最大風速の風向が該当する頻度影響が推察される。桜島は2020年も432回噴火し（2020年）は約20％となるが，図 6 では桜島の東ており，地域住民にとっては，降灰は日常のもの側に位置する鹿児島中央駅で，風下側となる頻度の大きい垂水市役所より大きな降灰堆積深の生じる確率が高くなっており，風向の頻度とは関わらないことがわかる。一方で 偏西風の影響を受けやすい垂水市役所付近では，上空の風速が大きい
ので降灰が拡散される。その影響で最大堆積深は
鹿児島中央駅付近より小さくなると推測できる。
しかし，後述の図11で示されるように，偏西風の影響を受ける期間は長いので，堆積深が 10 cm程度となる日数は，鹿児島市中央駅付近と比較す
ると長くなる結果が得られている。
4. 2

降灰ハザードマップの課題（1）風速場
降灰ハザードマップを作成する場合，降灰計算に利用する風向・風速として，事前に統計処理や
図6

降灰堆積深の生起確率（日数／年間）

図7平均化などを行って利用することがある21）。鹿児

月別の風向の高度分布184

中谷・浅野： 1 年間にわたる風速場を考慮した桜島大規模噴火に対する降灰ハザードマップの作成

図8

月別の風速の高度分布

まり始め， 8 月には高度に関わらず風速が最も弱
まると同時に，風向のばらつきが大きくなる。11月になると再び偏西風の影響が大きくなる。こうした傾向は平年値からもわかるが，日毎の風向・風速にはかなりのばらつきがあることもわかる。
今回の降灰シミュレーション結果から，鹿児島市
中央駅付近の 9 位までの降灰堆積深が 8 月に集中
図9

堆積深の時間変化（地点：鹿児島中央駅付近）

していることがわかる。これらの上位の降灰堆積
深は，卓越した風速場の条件下で起きているのではないことから，降灰計算に使用する風向・風速

島県の場合も，風向の平年値（図 7 ）はほぼ西風

は事前に統計処理などを行わない方が良いと考えが卓越しているため，何らかの統計処理を事前にられる。

行うと，東風の影響を受ける鹿児島市方面への影
響を過小評価してしまう可能性がある。

（2）最大降灰堆積深

図10に鹿児島地方気象台上空で観測された季節

洪水ハザードマップでは，想定される最大規模毎の高度別風向・風速を示した。高度1500 m はの降雨を外力とし，現況河道特性に基づく氾濫解

降灰計算の最下層の高度で，桜島（標高1117 m）

析によって浸水の程度や範囲を算出する。最終的直上付近である。高度 5000 m は2020年に発生しな浸水深や浸水の範囲は，外力と地盤高が支配的た鹿児島空港の欠航事例の噴煙高度付近の高さ，な要素となっている。地盤高はその経年変化が小

高度12000 m は最も風速が大きくなる高度，そしさくほぼ変化がないと考えて良い。そのため，土て高度18000 m は大正噴火級の最高噴煙高度を代地の低い場所では，降雨によって頻繁に浸水する

表する高さである。動径方向は風速（m/s）を表ことになると同時に，豪雨時には大きな浸水深としている。 2 月は偏西風の影響が最も強く，上空なる。また，想定する外力が変化しなければ，浸での風速も大きいが， 5 月から偏西風の影響が弱

水深や浸水範囲は変わらない。一方，降灰ハザー

185

自然災害科学 J. JSNDS 40 特別号（2021 ）

図10

季節毎の高度別風向・風速（北は 0 ）ドマップでは，外力として大正噴火級の総噴煙量

で 1 年間の解析結果を整理すると，確率的な性格を想定し，年間を通した風速場による降灰計算かを持つ表示法となる。図11は10 cm 以上となる日ら最大堆積深を求めた。最終的な降灰の範囲と堆数分布で表示したハザードマップで，降灰の頻度

積深は，外力と風向・風速に依存している。洪水に関係し，洪水の場合の「土地の低い場所」のよを対象とする場合との相違は，外力が同じであっうな情報を提供している。

ても風向・風速によって最大降灰堆積深が変化しまた，前述したように 1 年間の最大降灰堆積深てしまうことにある。最大堆積深を表示した図 5で整理すると，当該年の解析期間中に偶然来襲しは計算対象範囲の個々の地点において噴火が 1 年た台風等による強風によって発生した特異な堆積間の最悪の気象条件下で起こる場合の堆積深，す深を採用する恐れがある。最大値ではなく母集団

なわち，最大のリスクを表示した意義を有していの中の上位特定割合の値を抽出すると，年ごとのるが，併せて上述したような問題性もあることが特異性の少ない結果が抽出できると考えられる。

わかる。ハザードマップの利用者層や利用目的に

図12は，上位 1 ％すなわち366日の中の第 4 位のよっては別の表示法によるハザードマップが有用

堆積深に基づく降灰ハザードマップを示したもの

であることが考えられ，以下に考察する。

である。上位 1 ％未満（ 3 日間）の降灰堆積深を地点ごとに堆積深が一定の深さ以上となる日数除外したことで，特異な風向・風速の影響が取り

186

中谷・浅野： 1 年間にわたる風速場を考慮した桜島大規模噴火に対する降灰ハザードマップの作成

図11

図12

堆積深が10 cm 以上となる日数分布

上位 1 ％の堆積深に基づく降灰ハザードマップ（単位：m）

187

自然災害科学 J. JSNDS 40 特別号（2021 ）

除かれたハザードマップになっている。図11と図マップを提示した。これまでの桜島を対象とした12を比較すると，両者の平面分布の形状はよく似

降灰ハザードマップは年間の平均的な卓越風であた結果を示しており，図 5 の同心円的な堆積深分る西風を対象としているのに対し，本研究結果は，布より降灰の程度と発生頻度をうまく表している

1 日ごとに変化する風速場を 1 年間にわたって考ようにみえる。

慮した数値解析結果に基づいてハザードマップを

大正噴火級の桜島大規模噴火が発生すれば，そ提示しており，研究の新規性を有していると考えの影響は道路・電気・上下水道・情報通信・医療る。

など広範な分野に大きな影響を与える。本研究で2 ）鹿児島市中央駅付近の上位の降灰堆積深が，提起した最大降灰堆積深に基づくハザードマップ

卓越的な風速場ではない 8 月に集中していることは，それぞれの地点で最悪の風速場の条件で想定から，降灰計算に使用する風向・風速を事前に統される降灰堆積深である。国や県，自衛隊，警計処理などを行なうと，最大降灰堆積深などを適察，消防，病院などの防災活動機関が，発災時の切に把握できない場合があることがわかった。 1

救援救命活動や発災後の道路啓開や機能回復を想年間にわたる 1 日単位の降灰計算に基づき最大堆定して，車両等の機材・施設・人的資源などが最積深を解析したことで，平均的な風速場では把握

大どの程度必要か，それらの配置や連携はどうあ

できない特徴的な結果を抽出することができた。

るべきか等の防災計画を立案する上で有用と思わ3 ）最大堆積深が発生する日単位風向は，年間をれる。ただし， 1 年間の最大堆積深を対象として

通じて頻度が高い風向とは一致しないことが判明

整理すると，台風など当該年に発生した特異な風

したが，一方で，風向の頻度に関連付けて降灰量

速場の結果も含まれると考えられ，本研究では上の頻度で評価することも有用な表示法であるた

位 1 ％の降灰堆積深に基づく結果も併せて示し

め，堆積深が一定の深さ以上となる日数で表示した。一方，堆積深が一定の深さ以上となる日数でた第 2 のハザードマップを提案した。また，最大表示した場合には，風向・風速の頻度の情報が包降灰堆積深で整理すると，当該年の特異な気象条

含されることになり，年間の卓越風向の下で大隅件で発生した堆積深を採用する恐れがあり，母集

半島側へ災害対策の重点が移る結果となる。一般

団の中の上位 1 ％の降灰堆積深に基づく新たなハにハザードマップは，平常時の地域住民の防災啓

ザードマップを示した。これらのハザードマップ

発のために利用される。地域住民には日常的な危間での適正度は，その利用者や目的に応じて変化

機感覚に近く，その情報は災害時に有用である。

すると考えられる。今後も国・自治体や様々な機

前述した防災活動に必要な機材や施設，人的資源

関との協議を行い，大規模火山噴火時の降灰ハが有限であることを踏まえると，国・県などの防ザードマップの実効性を高める検討を続ける必要

災担当者にとっても，頻度情報が含まれたハザーがある。

ドマップは，地域への資源の最適な配置を考える
うえで重要となる。どのような考え方で大規模火

参考文献

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住民に至るどのスケールを対象とするのかによって，最適となるハザードマップは異なってくると考えられる。

5 ．おわりに
1 ）大正噴火級の噴火を想定し， 1 年間を通した気象場を考慮した降灰シミュレーションを行い，最大降灰堆積深に基づいた桜島の降灰ハザード188

中谷・浅野： 1 年間にわたる風速場を考慮した桜島大規模噴火に対する降灰ハザードマップの作成

月30日．
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年 6 月30日（投 稿 受 理：令和 3 年 4 月 2 日
訂正稿受理：令和 3 年 7 月 2 日）

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自然災害科学 J. JSNDS 40 特別号（2021 ）要

旨

本研究は，大正噴火級の噴火を想定し 1 年間を通した風速場を考慮した降灰シミュレーショ
ンを行い，桜島の降灰ハザードマップを提示したものである。風速場を平均化して考えると偏西風によって桜島の東側に堆積する結果となるが，本研究では降灰計算に使用する風向・風速を事前に統計処理せず， 1 日単位で 1 年間の降灰堆積深の分布を求めた結果，年間の卓越的な風向場でない 8 月に集中して鹿児島市中央駅付近に上位の降灰堆積深が発生することがわかった。年間の最大堆積深に基づくハザードマップは，既存のものと異なる特徴を持ち，避難対策を考えるうえで有用な結果を得た。また，堆積深が一定値を超える頻度や上位 1 ％の堆積深に基づくハザードマップを提示し，利用者や利用目的に応じて最適な結果の整理方法について考察した。