津波被害の大きかった宮城県を中心に、330件の火災が発生した。そのうち、出火原因の159件(約40%)が津波火災、約30%が電気火災であった。また、停電下の避難中に灯りとして使用していた蠟燭などからの火災による死者も
報告されている。他に、数日から数週間後に堆積していたがれきがバクテリアなどによる発酵で加熱して発火した事例や、海水に浸水した車両の電装部が劣化して発火した事例も報告されている。大津波によって倒壊した建造物や車両ががれきとなって内陸部に押し込まれ、浸水域の端や地形や風の影響で堆積(集積)した箇所では、がれきが内在している暖房用石油燃料(灯油・重油)タンク、ガスボンベ、自動車用燃料タンクから
漏出した可燃物質に何らかの火花が原因となって発火した。特に、切れ目なく積み重なったがれきは市街地から山林へと延焼を拡大させた。また、延焼しているがれきが海上を漂流し、対岸や離れた場所にも拡大した。住民や消防関係者への
聞き取り調査を行った結果からは、津波火災現場では消防水利確保や移動手段の確保が困難で、津波や延焼に巻き込まれる二次被害から逃れるため、消火作業を中止し現場を放棄せざるを得ない状況が生じ、火災が急速に拡大していった。

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