2007年新潟県中越沖地震津波の伝播特性Characteristics of Tsunami Propagation on the(2007)Niigataken Chuetsu-oki Earthquake
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(2) 362. 海 表‑1. 岸. 工. 学. 論. 文. 集. 第55巻(2008). 各 研究 機関 の断層 モデル. Maximumtsunamiheight(m) (a) GSI-1. (a) GSI-1. (b) GSI-2. Maximum tsunamiheight(m) (b) GSI-2. (c) JMA 図‑2. (d) N1ED. 各 モ デル にお け る津 波 の初期 波源. (コ ンタ ー間隔:0.05m,実. 線 隆起,破 線:沈 降) Maximumtsunamiheight(m). (2) 津 波 波 源 の 断 層 モ デ ル. (c) JMA. 本 研 究 で 用 い た 断 層 モ デ ル と して,気 象 庁(参 照2008‑ 5‑20b),国. 土 地 理 院(参 照2008‑5‑20b),防. 災科 学技 術研. 究 所(参 照2008‑5‑20)の 南 東 傾 斜 モ デ ル を 用 い た.ま. た,. 地 震 前 後 の 地 殻 変 動 と調 和 的 な断 層 モ デ ル が 国 土 地 理 院 に よ り公 表 さ れ て い る.国 土 地 理 院 の モ デ ル につ い て は 北 西 傾 斜,南. 東 傾 斜 の2枚 の 断 層 面 で 構 成 さ れ る モ デ ル. (以 下,GSI‑1),240枚 下,GSI‑2)を. の 小 断 層 面 に 分 割 した モ デ ル(以. 用 い た(西 村 ら,2008).各. メ ー タ を 表‑1に 示 す.表 NIEDは. 中,JMAは. 機 関の断層パ ラ. 防 災 科 学 技 術 研 究 所 の モ デ ル を示 す.Lは. さ,Wは. 断 層 幅,Dは. L,Wは24時. 滑 り量 を 示 す.JMAの. 間 余 震 分 布 か ら決 定 した.Uは. (d) NIED. 断層長. 断 層 面 の上 端 深 さ,Strikeは 走 向,. Dipは 傾 斜 角,Slipは 滑 り角,Uは. Maximumtsunamiheight(m). 気 象 庁 の モ デ ル,. 各 機関 か ら. 図‑3. 各 モデル にお け る津 波最大 波高 分布 の 時間推 移. した.GSI‑2以. 外 は表‑1に 示 さ れ る 断 層 パ ラ メ ー タ を基. に,Mansinha. and Smylieの 理 論(1971)に. よ り求 め た .. 公 表 さ れ て い る地 震 モ ー メ ン トM0よ り,次 式(佐 藤 ら,. GSI‑2に つ い て は 西 村 ら(2008)の 地 殻 変 動 量 に関 す る解. 1989)を 用 い て 評 価 した.. 析 値 を 津 波 の初 期 波 源 と した.各 モ デ ル の 初 期 波 源 を図 ‑2に 示 す .各 モ デ ル と も に波 源 長 軸 は波 源 に 直 面 した海. (1) こ こで,μ. は剛 性 率 で あ り,国 土 地 理 院 に 従 い33GPaと. 岸 線 と平 行 に近 い.ま ベ て,GSI‑1,GSI‑2は. た,JMAやNIEDの. 初 期 波 源 と比. 柏 崎 周 辺 で の沈 降 現 象 を再 現 で き.
(3) 363. 2007年 新 潟県 中越 沖地震 津波 の伝 播特 性. Surface elevation(m). Sufface elevation(m) (a) GSI-2 図‑4. (b) JMA 沿岸部 にお け る津波 高分 布 の連続 的 な時間推 移. て い る こ とが 特 徴 で あ る.. 津,新. 3. 本 地 震 津 波 の 伝 播 特 性. か ら,各 モ デ ル と も に,各 時 刻 にお け る最 大 水. 位 分 布 は お お む ね 同 じ傾 向 に あ る こ とが 判 る.た だ し, GSIに よ るモ デ ル はJMAやNIEDの. 田,秋 田 の 周 辺 で重 複 波 が 生 じて い る こ と. い て エ ッジ波 が 励 起 され,さ. 図‑3に 各 モ デ ル に よ る津 波 最 大 波 高 分 布 の 時 間 推 移 を 示 す.図. 潟,酒. が 確 認 で き る.こ れ らの 計 算 結 果 か ら,本 地 震 津 波 に お. モ デ ル に比 べ て 津 波 高. らに,地 形 の影 響 に よ り反. 射 波 が 生 じ,波 源 か ら遠 方 の地 域 に お いて 津 波 高 が 増 幅 さ れ た と推 測 さ れ る. 図‑5に 各 地 域 沿 岸 部 で の検 潮 記 録 と計 算 波 形 の 比 較 を 示 す.津. 波 の 最 大 波 につ い て,GSI‑2で. は波 源 に 近 い小. は大 きい 傾 向 に あ る.各 モ デ ル と も に小 木 に強 い 指 向 性. 木 で は観 測 に比 べ て 過 大 評 価,直. 江津 では同程度か過小. を有 して お り,こ れ は主 に海 底 地 形 の 影 響 と波 源 の 短 軸. 評 価 の傾 向 に あ る.一 方,JMAで. は直 江 津 で 過 小 評 価 の. 方 向 に 小 木 が 位 置 して い る た め と考 え られ る.地 震 発 生. 傾 向 に あ る.し か し,両 モ デ ル と も に波 源 か ら遠 方 に あ. か ら5時 間 後 を み る と,新 潟 県 上 越 市 鳥 ヶ首 岬 周 辺 か ら. る酒 田 や秋 田 の 最 大 波 は お お む ね 一 致 す る.こ れ は,震. 秋 田 県 男 鹿 半 島南 部 の 間 の 沿 岸 部 に 津 波 が 分 布 して い る. 源 か らの距 離 が 波 源 ス ケ ー ル に比 べ て大 きい ため に,初. こ とが 判 る.こ れ は各 モ デ ル の波 源 中 心 が ほ ぼ 同 位 置 で. 期 波 源 の影 響 が 小 さ くな った た め と考 え られ る.た だ し,. あ るため に津 波 が 陸 棚 に捕 捉 さ れ,秋. 波 源 に含 ま れ る柏 崎 で の津 波 高 はJMAで. 周 辺,鳥. 田県 男 鹿 半 島 南 部. ヶ首 岬 周 辺 の地 形 条 件 に よ り津 波 が 反 射 さ れ た. は説 明 で きな い. こ と を確 認 して い る.両 モ デ ル と もに,秋 田,酒. 田の最. ため と考 え られ る.こ れ以 降,即 時 性 の あ る断 層 モ デ ル. 大 波 高 は地 震 発 生 か ら数 時 間 後 に生 じ,長 時 間 に渡 り振. と してJMA,地. 動 して い る こ とが 判 る.秋 田 で の津 波 周 期 につ い て,検. 震 前 後 の地 殻 変 動 と調 和 的 な 断 層 モ デ ル. と してGSI‑2を 代 表 と して 比 較 検 討 して い く.沿 岸 部 に. 潮 記 録 と計 算 値 の位 相 は若 干 ず れ るが 各 モ デ ル と も に整. お け る津 波 高 分 布 の連 続 的 な 時 間 推 移 を 図‑4に 示 す.図. 合 性 は良 く,観 測,計. 中 の 横 軸 は 本 震 発 生 か らの 経 過 時 間,縦 軸 は緯 度 を示 し,. に一 致 し,35.7minで. 北 端 は男 鹿 半 島 南 部 周 辺,南. 津 波 の 周 期 が 著 し く異 な り,観 測 で は28.6minで あ るが,. 端 は鳥 ヶ首 岬 周 辺 で あ る.. 算 津 波 波 形 の第1卓 越 周 期 は と も あ った.し. か し,酒. 図 か ら,津 波 は地 震 発 生 後 に波 源 中心 か ら南 北 方 向 に 伝. JMAで20.4min,GSI‑2で13.3minと. 播 し男 鹿 半 島 南 部 と鳥 ヶ首 岬 周 辺 で反 射 し,そ の繰 り返. 潮 所 が 最 上 川 河 口 の 入 り組 ん だ箇 所 に位 置 し,本 計 算 に. しに よ り,各 地 域 で津 波 高 が 増 幅 さ れ た こ とが 判 る.鳥. 用 い た 空 間 格 子 間 隔 で は地 形 が再 現 で き な い た め と考 え. ヶ首 岬 周 辺 で の反 射 に つ い て は岬 に 直 面 した海 底 地 形 が. られ る.. 大 き く影 響 して い る と考 え られ る.ま. た,波 源 か ら離 れ. る に 従 って 津 波 の最 大 波 は遅 れ て生 じて お り,特 に直 江. な る.こ. 田にお いて は. れ は酒 田験. 各 験 潮 所 周 辺 の 地 形 効 果 を 除 い た比 較 を行 う た め に, NOWPHASに. よ る沖 域 で の観 測 波 形 と計 算 波 形 の 比 較 を.
(4) 364. 海. 岸. 工. 学. 論. 文. 集. 第55巻(2008). (a) GSI-2. (b) JMA 図‑5. 各地 域沿 岸部 で の検潮記 録 と計算 波形 の比 較. (a) GSI-2 図‑6 行 った.図‑6に. 各 地 域 で のNOWPHASに. 計 算 波 形 の比 較 を 示 す.図. (b) JMA 各地 域 でのNOWPHASに よ る観 測 波 形 と. か ら,両 モ デ ル と も に観 測 と. よ る観 察 波形 と計算 波形 の比 較 津 波 波 源 につ い て は,波 源 遠 方 に お け る津 波 を 説 明 す る気 象 庁 の モ デ ル を 用 い た.波. 源 中 心 と汀 線 間 の距 離d. 計 算 値 の 整 合 性 は良 い こ とが 判 る.津 波 の卓 越 周 期 に つ. ≠0の 場 合 に お け る,藤 間 らの評 価 式 群 を 式(2),(3),(4),. い て,秋. (5)に示 す.. 田 沖 で のNOWPHAS観. 沖 で は37.3min,直. 測 点 で は38 .3min,酒. 田. 江 津 沖 で は35.3minで あ り,計 算 値 に. お け る第1次 の卓 越 周 期 は両 モ デ ル と も に35.7min,35.7 min,34.5minで. (2). あ っ た.本 研 究 で 取 り扱 っ た観 測 地 点 に. お け る第2次 ま で 含 め た 観 測 波 形 と計 算 波 形 に お け る卓 越 周 期 の 相 関 係 数 はJMAで0.84,GSI‑2で0.52と. (3). な る.以. 上 よ り,津 波 高 や そ の 卓 越 周 期 に 関 す る比 較 か ら,波 源 遠 方 に お け る津 波 を説 明 す る波 源 と して は気 象 庁 の 断 層 モ デ ル が 優 れ て い る とい え る.. (4). 4. 簡 易 手 法 を 用 い た エ ッ ジ 波 波 高 の 予 測 藤 間 らは 直 線 海 岸 に お け る線 形 長 波 に 基 づ い た エ ッ ジ. (5) こ こで,ηmaxは 津 波 高,ηMXは. 沿 岸 域 で の 最 大 津 波 高,. 波 の 理 論 解 析 を 行 い,大 陸 棚 で 発 生 した 津 波 最 大 波 高 の. θ は波 源 の 方 向,yは. 評 価 式 を提 案 して い る.そ. は 最 大 津 波 高 が 生 じ る 波 源 か ら 汀 線 に 沿 っ た 距 離,. こで,数 値 解 析 結 果 と検 潮 記. 録 の 比 較 か ら,最 大 津 波 高 の 評 価 式 の適 用 性 を検 討 す る.. 波 源 か らの 汀 線 に沿 っ た距 離,yG. η0maxは 波 源 の 最 大 水 位,a,bは. 波 源 の 短 軸,長. 軸方向.
(5) 2007年 新 潟県 中越 沖地 震津 波 の伝 播特 性. 365. よ る反 射 波 や 入 り込 ん だ海 岸 線 の 影 響 に よ り津 波 高 が 増 幅 した と考 え られ る. 3. 本 計 算 条 件 で は,波 源 か ら遠 方 の 津 波 高 と そ の 卓 越 周 期 を良 く説 明 す る波 源 と して は気 象 庁 の モ デ ル が 優 れ て い る と い え る. 4. 藤 間 らの エ ッ ジ波 波 高 評 価 式 の適 用 性 を検 討 した. 波 源 か ら遠 方 に お い て,地 形 条 件 に よ り反 射 波 が 生 じな い場 合 で は計 算 値 との 整 合 は良 い.一 方 で,地 Distance. 図‑7. from source center(km). 形 条 件 に よ り反 射 波 が生 じ る よ うな場 合 で は過 小 評 津 波最 大波 高 の計 算結 果,検 潮 記録,評 価 式 の比較. 長 さ の2分 の1,a50,b50は. η0max/2に お け る短 軸,長 軸 方 向. 長 さ の2分 の1で あ る.詳. 細 に つ い て は 文 献(藤 間 ら,. 1999)を 参 照 さ れ た い.本 研 究 で の波 源 は完 全 な楕 円 体. 価 と な る こ とを 示 した. 今 後 の 課 題 と して,海 岸 線 の 複 雑 さ(海 岸 線 の フ ラ ク タ ル次 元 な ど)を 考 慮 した エ ッ ジ波 波 高 評 価 式 の 検 討 を 行 う こ と が実 用 的 な津 波 防災 を 考 え る上 で 重 要 で あ る.. で は な い た め,走 向 方 向 に長 軸 を 持 っ 楕 円体 に 近 似 し, 汀 線 の 表 現 につ い て は,男 鹿 半 島 南 部 と鳥 ヶ首 岬 間 を直. 謝 辞:本 研 究 遂 行 に あ た り,産 業 技 術 総 合 研 究 所 特 別 研. 線 で結 び,波 源 に 直 面 した汀 線 に 平 行 移 動 す る こ と に よ. 究員. り直 線 近 似 した.. 主任研究官. 図‑7は 沿 岸 部 に お け る津 波 最 大 波 高 の計 算 結 果,検 潮 記 録,評. 価 式 の比 較 で あ る.図 か ら,計 算 値 と検 潮 記 録. 行 谷 佑 一 氏 に は多 くの 意 見 を賜 った.国 土 地 理 院 西 村 卓 也 氏 に は地 殻 変 動 量 デ ー タ の提 供 を. 受 け た.港 湾 空 港 技 術 研 究 所(NOWPHAS),国. 土交通 省. 東 北 地 方 整 備 局 秋 田港 湾事 務 所,同 酒 田 港 湾 事 務 所,国. の整 合 は大 局 的 に 見 る と良 い.一 方 で,計 算 値 と評 価 式. 土 地 理 院,新 潟 県 上 越 地 域 振 興 局 直 江 津 港 湾 事 務 所 か ら. に よ る津 波 高 の整 合 は悪 い.こ れ は評 価 式 が線 形 長 波 理. 貴 重 な検 潮 記 録 の提 供 を受 け た.こ. 論 に 基 づ き,直 線 的 な 汀 線 を仮 定 して い る た め,津 波 の. を表 しま す.. こに 記 して 感 謝 の 意. 浅 水 変 形 効 果 や複 雑 な 地 形 効 果 の 影 響 を考 慮 で き な い た め と考 え られ る.波 源 か ら北 部 遠 方 で は実 際 の 汀 線 形 状 が 直 線 に近 い た め か,男 鹿 半 島 に よ る反 射 の 影 響 が 大 き くな る以 前(図 中,T=180min)で. は 計 算 値 と評 価 式 に よ. る津 波 高 の整 合 は良 い.し か し,男 鹿 半 島 か らの 反 射 の 影 響 が 顕 著 に な る と,計 算 値 は評 価 式 に よ る津 波 高 の2 倍 以 上 と な る.以 上 か ら,波 源 か ら遠 方 で の 津 波 高 を藤 間 らの 評 価 式 で 予 測 す る場 合,津. 波 を反 射 し得 る入 り込. ん だ 海 岸 線 形 状 を 考 慮 しな い と藤 間 らの評 価 式 に よ る 津. 2007年 新 潟 県 中 越 沖 地 震 津 波 の伝 播 特 性 に つ い て,各 研 究 機 関 に よ る断 層 モ デ ル を 用 い た津 波 の 数 値 解 析 を 行 い,そ の伝 播 形 態 を検 討 した.沿 岸 部 の検 潮 記 録 や沖 で の 観 測 波 形 との 比 較 か ら波 源 遠 方 の津 波 を 説 明 す る波 源 らに,藤 間 らの 評 価 式 を利 用 した. エ ッ ジ波 波 高 に関 す る簡 易 予 測 手 法 の 適 用 性 を検 討 した.. 文. 献. 7_07_1 6_chuetu-oki/chuetsu-oki-saigai.pdf, 参 照2008‑5‑20. 気 象 庁(オ ン ラ イ ンb): http://www.seisvol.kishou.go.jp/eq/me c-h/cmt/fig/cmt20070716101322.html, 参 照2008‑5‑20. 国 土 地 理 院(オ. ン ライ ンa):. http://www.gsi.go.jp/WNEW/PRE参 照2008‑5‑20.. SS-RELEASE/2007/0726.htm,. 後 藤 智 明 ・小 川 由 信(1982):. 5. お わ り に. http://cais.gsi.go.jp/Research/ Leap‑frog法. を用 い た津 波 の 数. 値 計 算 法, 東 北 大 学 土 木 工 学 科, 52p. 佐 藤 良 輔 ・岡 田 義 光 ・鈴 木 保 典 ・阿 部 勝 征 ・島 崎 邦 彦(1989): 日 本 の 地 震 断 層 パ ラ メ タ ー ・ハ ン ドブ ッ ク, 鹿 島 出 版 会, p.17. 西 村 卓 也 ・村 上 亮 ・飛 田 幹 男 ・金 沢 敏 彦 ・篠 原 雅 尚(2008): 地 殻 変 動 と 余 震 デ ー タ に 基 づ く新 潟 県 中 越 沖 地 震 の 震 源 断 層 モ デ ル,. 日 本 地 球 惑 星 科 学 連 合2008年. ッ ジ波. を生 じて い た こ とが 数 値 解 析 に よ り確 認 さ れ た. ヶ首 岬 周 辺. の 間 で 広 範 囲 に分 布 し,そ れ ら半 島 や 地 形 の影 響 に. 大 会,. CD‑. ROM. 藤 間 功 司 ・正 村 憲 文 ・堂 薗 良 一 ・重 村 利 幸 ・後 藤 智 明(1999): 集,. 1. 本 地 震 に よ る津 波 は大 陸 棚 に捕 捉 さ れ,エ. top. 参 照2008‑5‑20.. 陸 棚 で 発 生 した 津 波 に 関 す る基 礎 的 研 究,. 以 下 に主 な 結 論 を述 べ る.. 2. 本 地 震 に よ る津 波 は男 鹿 半 島 南 部,鳥. 考. 国 土 地 理 院(オ ン ラ イ ンb): i-cs/topic080111/index.html,. 波 高 分 布 は過 小 評 価 と な る こ とが 判 る.. モ デ ル を推 定 した.さ. 参. 河 田恵 昭 ・奥 村 与 志 弘 ・越 村 俊 一 ・藤 間 功 司 ・永 井 紀 彦 (2004): エ ッジ波 の発生 を考 慮 した津波 予警 報 の改 良 に 関 す る研 究, 海岸 工学論 文集, 第51巻, pp.261‑265. 気 象 庁(オ ン ラ イ ンa): http://www.seisvol.kishou.go.jp/eq/200-. No.621/II‑47,. 土木 学 会論 文. pp.141)151.. 防災科 学技 術研 究所(オ ンライ ン): http://www.k-net.bosai.gojp/k-net/topics/chuetsuoki20070716/inversion/,. 参 照2008‑5‑20.. Mansinha. L. and D. L. Smylie(1971): The displacement fields of inclined faults, Bulletin of the Seismological Society of America. Vol.61, No. 5, pp.1433-1440..
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