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  1. 地震・津波の知識
  2. コラム
  3. 南海トラフ連動性研究2


 文部科学省では、再来が危惧されている南海トラフ巨大地震、具体的には東海、東南海ならびに南海地震の同時発生を含めた連動発生を評価する目的で「東海・東南海・南海地震の連動性評価研究」プロジェクトを平成20年度より5か年計画で進めています。本研究プロジェクトは、「調査観測研究課題」および「巨大地震の再来予測の高度化研究課題」
からなる理学的研究を主としたサブプロジェクト1と、地震・津波の被害想定の高精度化や避難・復旧復興対策への貢献を目的とした防災減災に直結した理学、工学、社会科学的アプローチからなるサブプロジェクト2で構成されています。
 ここでは、これまで得られたシミュレーション研究成果と防災減災研究分野であるサブプロジェクト2の成果について紹介します。
 南海トラフ巨大地震発生システムを理解し、再来する巨大地震の予測精度向上を行うためにはシミュレーション研究が必要不可欠です。また、シミュレーション研究の推進とともに過去の地震津波履歴ならびに地殻変動データの収集・解析も非常に重要です。津波履歴研究成果に関しては、すでに前回紹介しましたが、大分県佐伯市の龍神池での津波堆積物や徳島県田井ノ浜の池や蒲生田の池および三重県尾鷲市須賀の利大池での厚い津波堆積物の発見等が高知大学の研究成果として報告されています(図1)。津波堆積物評価結果からは、繰り返し発生する南海トラフ巨大地震にはその規模・発生様式に多様性があり、時に大津波を引き起こしたことを示唆しています。
また、過去およそ120年に遡さかのぼった地殻変動データを調べることで、少なくとも1944年東南海、1946年南海地震の前後も含め、どのような地殻変動が発生していたかを評価することができます(名古屋大学)。
 この地殻変動評価(図2)と、1944/1946年東南海地震、南海地震モデルから想定される結果との比較等により、今後の再来が危惧される南海トラフ巨大地震の前後で予測される地殻変動の評価や発生予測シミュレーション精度の向上が期待できます。一方、シミュレーション研究進展には、シミュレーションモデルそのものの高度化や高速化が必要です。京都大学では、シミュレーションモデルの高速な行列解法プログラムの取り込みや粘弾性媒質モデルの検討により、シミュレーション開発の効率化や地震発生シミュレーションモデルの高度化を図っています(図3)。さらに、シミュレーションの結果の信頼性を高める取り組みとして、観測データとシミュレーションで予測された結果とのチューニング手法、つまりデータ同化手法の開発が喫緊の課題です。例えば、巨大地震連動発生前後で、地殻変動が発現するとすれば、地殻変動データを用いたデータ同化が有効となります。図4は、いくつかの時間差連動シミュレーション結果をもとにデータ同化の数値実験結果です。東南海地震後5.1日後に南海地震が発生する想定の地殻変動シミュレーションに、DONET データノイズを加えた地殻変動データを用いた結果では、東南海地震発生後約4 日後に想定した5.1日の時間差連動の評価が行えた結果です。これはあくまで数値実験の結果ですが、連動時間差が大きな場合では、十分な精度は得られていません。このためデータ同化手法の精度向上が必要不可欠ですが、同時に、今後5年、10年規模で蓄積される地殻変動データを用いたデータ同化の実用化を図っていきます。特に海域における地殻変動データは、すでに構築が終了した紀伊半島熊野灘の海底観測網(DONET)の水圧計データ等を活用することを予定しています。
 図5には東北地方太平洋沖地震の教訓として、沖合のすべりと日向灘までの破壊域の拡大を示す巨大地震再来シミュレーション結果です。今後は先述のデータ同化手法により、さらに南海トラフ巨大地震再来シミュレーションの信頼性向上を図ります。
 次に本プロジェクトのサブテーマ2の防災減災課題の成果を紹介します。
 地震動評価課題では地震波だけでなく津波も含めたシミュレーションを実施しており、サブテーマ1の津波堆積物調査や地殻変動、そして、地下構造調査の成果を取り入れて、宝永地震の震源域が日向灘にのびていた可能性を示しました。
また、地震被害評価課題では、構造物への入力地震動を評するため、名古屋圏における地盤データベースの構築を進めています。津波被害課題は、まさに東北地方太平洋沖地震の教訓として上記の新しい宝永地震のモデルを用いて、津波の伝播だけでなく、高知市をモデル化した高密度空間での津波浸水シミュレーションを行いました(図6)。今後はさらに津波シミュレーションの高度化を目指します。
 また、本プロジェクトの成果を行政やライフライン企業の防災減災計画立案に活用する目的で、名古屋、大阪、高知の地域研究会ならびに紀州分科会を立ち上げ議論を進めています。この課題は研究成果の普及広報の役割も担っています。
 本プロジェクトでは各課題での進捗と並行して課題間、サブテーマ間の連携を図り、理学・工学ならびに社会学の統合研究として減災への貢献を目指します。
   


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