風速 ^2 ((m/s)^2) 気圧 (hpa) 観測項目の経時変化 図 2 に各観測項目の時系列を示した. なお, 風速の縦軸は風速の 2 乗 ( 風速 ^2) であり, 項目名末尾のアルファベットは各地点 ( 三宅島 : M, 大島 :

- 1 - 周 期 時 系 列 の 統 計 解 析 (9) 重 回 帰 モ デ ル に よ る 高 潮 の 解 析 nino 2018 年 11 月 23 日 前 報 で 紹 介 し た 潮 位 偏 差 の 重 回 帰 モ デ ル を 台 風 襲 来 時 の 高 潮 の 観 測 値 に 適 用 し ， 観 測 地 点 の 違 い に よ る 高 潮 の 特 徴 を 調 べ た ． ま た ， 重 回 帰 モ デ ル の 妥 当 性 や 留 意 点 に つ い て も 検 討 し た ． 使 用 デ ー タ と 観 測 地 点 解 析 対 象 の 台 風 は ， 2017年 10月 に 関 東 地 方 に 高 潮 被 害 を も た ら し た 台 風 第 21号 で あ る ． 台 風 第 21号 は 23日 3時 頃 に 静 岡 県 御 前 崎 市 付 近 に 上 陸 後 ，東 海 地 方 か ら 関 東 地 方 を 北 東 に 進 み ， 同 日 6時 に 埼 玉 県 に 到 達 し て ， 9時 に は 福 島 県 沖 に 抜 け た （ 参 考 文 献 １ ）． 使 用 デ ー タ は 潮 位 偏 差 ，海 面 気 圧 お よ び 風 向 風 速 の １ 時 間 値 で ，期 間 は 10月 21日 1時 か ら 同 24日 24時 ま で の ４ 日 間 で あ る （ 参 考 文 献 ２ ， ３ ）． 潮 位 観 測 地 点 は ， 三 宅 島 （ 三 宅 村 坪 田 船 戸 ）， 大 島 （ 大 島 町 岡 田 ） お よ び 東 京 （ 中 央 区 晴 海 ５ 丁 目 ） の ３ 地 点 （ 図 １ ） で あ る （ 参 考 文 献 ４ ， ５ ）． な お ， 位 置 情 報 の 緯 度 経 度 は 分 単 位 （ 約 1.5～ 1.85km） で あ る た め ， 図 中 に 詳 細 な 観 測 地 点 を 記 載 で き な か っ た ． 図 １ （ １ ） 三 宅 島 （ ２ ） 大 島 （ ３ ） 東 京 三 宅 島 と 大 島 の 観 測 地 点 は と も に 直 接 太 平 洋 に 面 し て お り ， 前 者 は 島 の 南 部 に そ し て 後 者 は 島 の 北 部 に 位 置 し て い る ．三 宅 島 は 少 し 複 雑 な 形 状 の ２ つ の 防 波 堤 に 囲 ま れ て お り ， 南 東 方 向 に 開 口 し て い る ．大 島 は 北 西 方 向 に 開 口 し て お り ，防 波 堤 が ２ つ あ る ．東 京 の 潮 位 観 測 地 点 は ，奥 行 が 深 く 水 深 が 浅 い 東 京 湾 の 隅 田 川（ 荒 川 水 系 ）の 河 口 に 位 置 し ，そ の 開 口 方 向 は 東 京 湾 と 同 じ 南 西 で あ る ． 海 面 気 圧 と 風 向 風 速 の 観 測 地 点 は ， 潮 位 観 測 地 点 に 近 い 地 点 を 選 択 し た （ 参 考 文 献 ３ ）． 海 面 気 圧 観 測 地 点 ： 東 京 (千 代 田 区 北 の 丸 公 園 )，大 島 (大 島 町 元 町 字 家 の 上 )，三 宅 島 (三 宅 村 神 着 )． 風 向 風 速 観 測 地 点：東 京 (江 戸 川 臨 海 )，大 島 (大 島 町 元 町 字 北 の 山 )，三 宅 島 (三 宅 村 坪 田 )．

- 2 - 観 測 項 目 の 経 時 変 化 図 ２ に 各 観 測 項 目 の 時 系 列 を 示 し た ．な お ，風 速 の 縦 軸 は 風 速 の ２ 乗（ 風 速 ^2）で あ り ， 項 目 名 末 尾 の ア ル フ ァ ベ ッ ト は 各 地 点 （ 三 宅 島 ： M， 大 島 ： O， 東 京 ： T） を 示 す ． 図 ２ 気 圧 は ３ 地 点 と も ほ ぼ 同 じ 変 化 パ タ ー ン を 示 し た ．最 低 気 圧 は 低 い 順 に 大 島 965.1hPa，東 京 968.2hPa，三 宅 島 971.8hPaで あ っ た ．最 低 気 圧 を 示 し た 時 間 は 台 風 の 影 響 を 早 く 受 け る 三 宅 島 で 23日 3時 ， 次 い で 大 島 4時 ， 東 京 5時 の 順 で あ っ た ． 風 速 ^2 の 最 大 値 は 三 宅 島 で 1218(m/s)2_{と 最 も 大 き く ， 次 い で 大 島 488(m/s)}2_{， 東 京 279} (m/s)2_{の 順 で あ り ，沿 岸 よ り も 外 洋 で 大 き か っ た ．最 大 風 速 ^2を 示 し た 時 間 は 三 宅 島 と 大} 島 で は 最 低 気 圧 と 同 じ 時 間 で あ っ た が ， 東 京 で は 最 低 気 圧 よ り 1時 間 ほ ど 早 か っ た ． 潮 位 偏 差 は 三 宅 島 と 大 島 で は 気 圧 と 逆 比 例 の 変 化 パ タ ー ン を 示 し ， ピ ー ク は １ つ で あ る が ，東 京 は 最 大 ピ ー ク の 後 に や や 小 さ い ２ 番 目 の ピ ー ク も 認 め ら れ た ．一 方 ，潮 位 偏 差 の 最 大 値 は ，大 き い 順 に 三 宅 島 114cm，東 京 99cm，大 島 52cmで あ っ た ．最 大 潮 位 偏 差 を 示 し た 時 間 は 三 宅 島 と 大 島 で は 最 低 気 圧 お よ び 最 大 風 速 の 時 間 と 同 じ で あ っ た が ， 東 京 は 最 低 気 圧 の 時 間 よ り 1時 間 遅 く ，最 大 風 速 の 出 現 時 間 よ り 2時 間 遅 か っ た ．こ の よ う に ，東 京 の 潮 位 偏 差 は 三 宅 島 や 大 島 と は 異 な る 変 化 を 示 し た ． 960 970 980 990 1000 1010 1020 1030 21 . 1 21 . 3 21 . 5 21 . 7 21 . 9 21 . 1 1 21 . 1 3 21 . 1 5 21 . 1 7 21 . 1 9 21 . 2 1 21 . 2 3 22 . 1 22 . 3 22 . 5 22 . 7 22 . 9 22 . 1 1 22 . 1 3 22 . 1 5 22 . 1 7 22 . 1 9 22 . 2 1 22 . 2 3 23 . 1 23 . 3 23 . 5 23 . 7 23 . 9 23 . 1 1 23 . 1 3 23 . 1 5 23 . 1 7 23 . 1 9 23 . 2 1 23 . 2 3 24 . 1 24 . 3 24 . 5 24 . 7 24 . 9 24 . 1 1 24 . 1 3 24 . 1 5 24 . 1 7 24 . 1 9 24 . 2 1 24 . 2 3 気圧 (hP a) 日.時 気圧M 気圧O 気圧T 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 21 . 1 21 . 3 21 . 5 21 . 7 21 . 9 21 . 1 1 21 . 1 3 21 . 1 5 21 . 1 7 21 . 1 9 21 . 2 1 21 . 2 3 22 . 1 22 . 3 22 . 5 22 . 7 22 . 9 22 . 1 1 22 . 1 3 22 . 1 5 22 . 1 7 22 . 1 9 22 . 2 1 22 . 2 3 23 . 1 23 . 3 23 . 5 23 . 7 23 . 9 23 . 1 1 23 . 1 3 23 . 1 5 23 . 1 7 23 . 1 9 23 . 2 1 23 . 2 3 24 . 1 24 . 3 24 . 5 24 . 7 24 . 9 24 . 1 1 24 . 1 3 24 . 1 5 24 . 1 7 24 . 1 9 24 . 2 1 24 . 2 3 風速 ^2 (( m / ｓ )^ 2) 日.時 (風速)＾2M (風速)＾2O (風速)＾2T -20 0 20 40 60 80 100 120 21 . 1 21 . 3 21 . 5 21 . 7 21 . 9 21 . 1 1 21 . 1 3 21 . 1 5 21 . 1 7 21 . 1 9 21 . 2 1 21 . 2 3 22 . 1 22 . 3 22 . 5 22 . 7 22 . 9 22 . 1 1 22 . 1 3 22 . 1 5 22 . 1 7 22 . 1 9 22 . 2 1 22 . 2 3 23 . 1 23 . 3 23 . 5 23 . 7 23 . 9 23 . 1 1 23 . 1 3 23 . 1 5 23 . 1 7 23 . 1 9 23 . 2 1 23 . 2 3 24 . 1 24 . 3 24 . 5 24 . 7 24 . 9 24 . 1 1 24 . 1 3 24 . 1 5 24 . 1 7 24 . 1 9 24 . 2 1 24 . 2 3 潮位偏差 (cm ) 日.時 潮位偏差M 潮位偏差O 潮位偏差T

- 3 - 風 向 風 速 の ベ ク ト ル 図 風 向 風 速 に つ い て は ， ベ ク ト ル 図 （ 図 ３ ） を 用 い て 少 し 詳 し く 検 討 し た （ 参 考 文 献 ６ ）． 図 中 で ， 風 向 は 矢 印 方 向 へ の 風 を 表 し ， 太 矢 印 は 最 大 潮 位 偏 差 時 の 風 向 で あ る ． 図 ３ ３ 地 点 と も 台 風 の 影 響 の 大 き い 時 間 帯 に 南 寄 り の 風 が 強 ま っ た ． 三 宅 島 で は ，北 寄 り の 弱 風 が 続 い た 後 ，22日 24時 か ら 23日 2時 ま で 南 寄 り の 風 が 連 吹 し ，23日 3時 に 南 南 西 の 風 が 最 大 風 速 を 示 し た ．大 島 は ，三 宅 島 と ほ ぼ 同 じ 傾 向 を 示 す が ，最 大 風 速 は 三 宅 島 よ り 1 時 間 遅 れ の 4時 の 南 風 の 時 で あ っ た ．東 京 で は ，23日 2時 か ら 南 寄 り の 風 が 強 く な り ，23日 4時 の 南 南 東 の 風 の 時 に 最 大 風 速 を 示 し た 後 ， 6時 に な る と 急 速 に 弱 ま っ て 西 風 に 変 化 し た ． 最 大 潮 位 偏 差 を 示 し た 時 間 は 三 宅 島 と 大 島 で は 南 寄 り の 最 大 風 速 の 時 間 と 一 致 し た が ， 東 京 は 弱 い 西 風 の 時 で あ っ た ． 最 適 な 重 回 帰 モ デ ル 前 報 で 示 し た 次 の 潮 位 偏 差 の 重 回 帰 モ デ ル を 観 測 値 に 適 用 し 検 討 し た ． Hi = APi+ Bk(i )Wi2 + C+ εi (1) こ こ で ， Hi Pi  Wi2 ，εiは そ れ ぞ れ 時 点i に お け る 潮 位 偏 差 ， 気 圧 ， 風 速 の ２ 乗 ， 誤 差 で あ る ．Aは 気 圧 の 係 数 で あ り ，負 数 の 時 に 海 面 の 上 昇 効 果 を 表 わ す ．Bk(i)は 時 点i に お け る 風 の 係数Bmで あ り ， 表 １ に 示 し た 16方 位 の 風 向 に 対 応 し て い る ． Cは 定 数 項 で あ る ． な お ， ４ 日 間 (96時 間 )程 度 の 比 較 的 短 い 期 間 で は ， 16方 位 の う ち 幾 つ か の 風 向 の 出 現 頻 度 が 0と な る の で ， そ れ ら の 風 向 の 列 を 削 除 し て 重 回 帰 分 析 を 行 う ．

- 4 - 表 高潮は数 時間遅 れの気 象観測値 と相関 が高 く なること などが 指摘さ れている ことか ら（参 考 文献７ ），複 数 の 重 回 帰 モ デ ル か ら 最 適 な モ デ ル を 選 択 し た ．具 体 的 に は ，遅 れ の 時 間 は 気 圧 で 0～ 1時 間 ， 風 向 風 速 で 0～ 2時 間 と し ， そ れ ら を 組 合 せ た 重 回 帰 モ デ ル Model 1～ Model 6の 自 由 度 調 整 済 み 重 相 関 係 数 （ 参 考 文 献 ６ ） を 求 め た （ 表 ２ ）． 表 ２ 表 ２ か ら ， 重 相 関 係 数 が 最 も 大 き か っ た の は ， ３ 地 点 と も Model 4(風 の 1時 間 遅 れ )で あ っ た ． 東 京 に つ い て は 前 述 し た 課 題 が あ る が ， ３ 地 点 と も Model 4が 最 適 な 重 回 帰 モ デ ル で あ る と し て 検 討 す る ． 図 ４ に ， 各 地 点 に お け る 潮 位 偏 差 と Model 4の 推 定 値 の 時 系 列 を 示 し た ． 図 ４

風向 N NNE NE ENE E ESE SE SSE S SSW SW WSW W WNW NW NNW

係数 B0 B1 B2 B3 B4 B5 B6 B7 B8 B9 B10 B11 B12 B13 B14 B15 -20 0 20 40 60 80 100 120 21 . 1 21 . 3 21 . 5 21 . 7 21 . 9 21 . 1 1 21 . 1 3 21 . 1 5 21 . 1 7 21 . 1 9 21 . 2 1 21 . 2 3 22 . 1 22 . 3 22 . 5 22 . 7 22 . 9 22 . 1 1 22 . 1 3 22 . 1 5 22 . 1 7 22 . 1 9 22 . 2 1 22 . 2 3 23 . 1 23 . 3 23 . 5 23 . 7 23 . 9 23 . 1 1 23 . 1 3 23 . 1 5 23 . 1 7 23 . 1 9 23 . 2 1 23 . 2 3 24 . 1 24 . 3 24 . 5 24 . 7 24 . 9 24 . 1 1 24 . 1 3 24 . 1 5 24 . 1 7 24 . 1 9 24 . 2 1 24 . 2 3 潮位偏差 (cm ) 日.時 潮位偏差M 推定値M -20 0 20 40 60 80 100 120 21 . 1 21 . 3 21 . 5 21 . 7 21 . 9 21 . 1 1 21 . 1 3 21 . 1 5 21 . 1 7 21 . 1 9 21 . 2 1 21 . 2 3 22 . 1 22 . 3 22 . 5 22 . 7 22 . 9 22 . 1 1 22 . 1 3 22 . 1 5 22 . 1 7 22 . 1 9 22 . 2 1 22 . 2 3 23 . 1 23 . 3 23 . 5 23 . 7 23 . 9 23 . 1 1 23 . 1 3 23 . 1 5 23 . 1 7 23 . 1 9 23 . 2 1 23 . 2 3 24 . 1 24 . 3 24 . 5 24 . 7 24 . 9 24 . 1 1 24 . 1 3 24 . 1 5 24 . 1 7 24 . 1 9 24 . 2 1 24 . 2 3 潮位偏差 (cm ) 日.時 潮位偏差O 推定値O -20 0 20 40 60 80 100 120 21 . 1 21 . 3 21 . 5 21 . 7 21 . 9 21 . 1 1 21 . 1 3 21 . 1 5 21 . 1 7 21 . 1 9 21 . 2 1 21 . 2 3 22 . 1 22 . 3 22 . 5 22 . 7 22 . 9 22 . 1 1 22 . 1 3 22 . 1 5 22 . 1 7 22 . 1 9 22 . 2 1 22 . 2 3 23 . 1 23 . 3 23 . 5 23 . 7 23 . 9 23 . 1 1 23 . 1 3 23 . 1 5 23 . 1 7 23 . 1 9 23 . 2 1 23 . 2 3 24 . 1 24 . 3 24 . 5 24 . 7 24 . 9 24 . 1 1 24 . 1 3 24 . 1 5 24 . 1 7 24 . 1 9 24 . 2 1 24 . 2 3 潮位偏差 (cm ) 日.時 潮位偏差T 推定値T 重回帰モデル 時間遅れの組合せ 三宅 大島 東京 Model 1 なし 0.963 0.965 0.931 Model 2 気圧：1hr 0.964 0.957 0.932 Model 3 風：1hr 0.971 0.965 0.935 Model 4 気圧：1hr、風：1hr 0.971 0.954 0.935 Model 5 風：2hr 0.967 0.965 0.932 Model 6 気圧：1hr、風：2hr 0.964 0.955 0.931

- 5 - 図 ４ に よ る と ， 三 宅 島 と 大 島 の 推 定 値 は そ れ ぞ れ の 潮 位 偏 差 と 類 似 し た 変 化 を 示 し ， 推 定 値 の 最 大 は 潮 位 偏 差 の そ れ と ほ ぼ 一 致 し た ．一 方 ，東 京 に つ い て は ，推 定 値 の １ 番 目 の ピ ー ク は 潮 位 偏 差 の ピ ー ク と 良 く 一 致 し て い る が ， ２ 番 目 の ピ ー ク は 良 く な か っ た ． ２ 番 目 の ピ ー ク は 台 風 の 降 雨 に よ る 隅 田 川 の 水 位 上 昇 が 影 響 し て い る と 予 想 さ れ る ． 隅 田 川 の 水 位 上 昇 の 影 響 隅 田 川 の 水 位 上 昇 に よ る 東 京 の 潮 位 偏 差 へ の 影 響 を 調 べ た ． 隅 田 川 は 上 流 域 ま で 感 潮 域 で あ る た め ， 感 潮 域 を 避 け ， 東 京 の 観 測 地 点 か ら 約 80km上 流 に 位 置 す る 荒 川 水 系 の 熊 谷 地 点 の 水 位 変 化 （ 参 考 文 献 ８ ） を ， 東 京 の 潮 位 偏 差 と と も に ， 図 ５ に 示 し た ． 図 ５ 図 ５ に よ る と ， 熊 谷 の 水 位 は ２ つ の ピ ー ク が あ り ， １ 番 目 の ピ ー ク よ り も ２ 番 目 の ピ ー ク の ほ う が 高 か っ た ．最 大 水 位 を 示 し た 時 間 は ，１ 番 目 の ピ ー ク が 22日 18～ 19時 ，２ 番 目 の ピ ー ク が 23日 7時 で あ っ た ．一 方 ，潮 位 偏 差 の ２ 番 目 の ピ ー ク の 最 大 値 は 23日 12～ 13時 に あ り ，熊 谷 の 水 位 の ２ 番 目 の ピ ー ク よ り も 5～ 6時 間 遅 か っ た ．ま た ，潮 位 偏 差 の 1番 目 の ピ ー ク は や や 左 肩 広 が り と な っ て い る ． そ の 部 分 は 熊 谷 の 水 位 の １ 番 目 ピ ー ク の 影 響 が あ る た め と 推 察 さ れ る ．２ 番 目 の ピ ー ク の 流 下 時 間（ 5～ 6時 間 ）を 当 て は め る と ，熊 谷 の 水 位 の １ 番 目 の ピ ー ク が 潮 位 偏 差 に 影 響 を 及 ぼ す の は 22日 23時 ～ 23日 1時 に な り ，ほ ぼ 妥 当 な 結 果 が 得 ら れ た ．こ の よ う に ，東 京 の 潮 位 偏 差 を 解 析 す る に あ た っ て は ，隅 田 川 の 水 位 上 昇 の 影 響 を 考 慮 す る 必 要 が あ る ． な お ， 潮 位 偏 差 の ２ 番 目 の ピ ー ク 形 は 熊 谷 の 水 位 の そ れ よ り も 鋭 く な っ て い る ． 隅 田 川 で は 洪 水 対 策 の た め 水 位 操 作 が 行 わ れ て い る た め（ 参 考 文 献 ９ ），潮 位 偏 差 の 変 化 パ タ ー ン が 隅 田 川 水 位 の そ れ と は 異 な る も の に な っ た と 考 え ら れ た ． 重 回 帰 分 析 の 結 果 Model 4の 重 回 帰 モ デ ル の 分 析 結 果 （ 偏 回 帰 係 数 ） を 表 ２ に 示 し た ． ま た ， 表 に は 風 の 変 数 Bmに 対 応 し た 風 向 お よ び 風 向 の 出 現 頻 度 を あ わ せ て 示 し た ． 変 数 の 上 付 け ＊ 印 は 5%の 危 険 率 で 有 意 で あ る こ と を 示 す ．

気 圧 の 係 数 Aは ， 三 宅 島 で 最 も 小 さ く 1.3cm/hPa， 次 い で 大 島 で —0.93cm/hPa， 東 京 で -0.75cm/hPaの 順 で あ っ た ．気圧が１hPa低 下す ると海面 は約１cm上昇 するとい われて い るが， 東 京 に 比 べ て 外 洋 の 三 宅 島 や 大 島 の ほ う が 気 圧 に 対 す る 海 面 上 昇 の 割 合 は 高 く な る 傾 向 が 認められ た． -30 0 30 60 90 120 0 100 200 300 400 500 21 . 1 21 . 3 21 . 5 21 . 7 21 . 9 21 . 1 1 21 . 1 3 21 . 1 5 21 . 1 7 21 . 1 9 21 . 2 1 21 . 2 3 22 . 1 22 . 3 22 . 5 22 . 7 22 . 9 22 . 1 1 22 . 1 3 22 . 1 5 22 . 1 7 22 . 1 9 22 . 2 1 22 . 2 3 23 . 1 23 . 3 23 . 5 23 . 7 23 . 9 23 . 1 1 23 . 1 3 23 . 1 5 23 . 1 7 23 . 1 9 23 . 2 1 23 . 2 3 24 . 1 24 . 3 24 . 5 24 . 7 24 . 9 24 . 1 1 24 . 1 3 24 . 1 5 24 . 1 7 24 . 1 9 24 . 2 1 24 . 2 3 潮位偏差 （ cm ） 水位 （cm ） 日時 熊谷：水位 潮位編差T

- 6 - 表 ４ (1) 三 宅 島 (2) 大 島 (3)東 京 定 数 項 Cは ，大 き い 順 に 三 宅 島 1338cm，大 島 938cm，東 京 762cmと な り ，外 洋 の ほ う が 高 い 傾 向 を 示 し た ．定 数 項 Cは 気 圧 の 係 数 Aの 小 さ い 順 と 一 致 し て い る ．こ れ は ，定 数 項 Cに は ， 前 報 で 述 べ た よ う に ， 係 数 Aと 基 準 気 圧 PSの 積 APSが 含 ま れ て い る た め と 考 え ら れ た ． 風 の 係 数 Bmは ，主 と し て ５ ％ 危 険 率 で 有 意 な 偏 回 帰 係 数 に つ い て 地 点 別 に 調 べ た ．な お ， 係 数 Bmが 正 数 の 時 は 海 面 の 上 昇 効 果 を ， 負 数 の 時 は 低 下 効 果 を 表 わ す ． ま ず ，三 宅 島 で は ，風 向 は NWを 除 く 15方 位 で 出 現 し て お り ，NNE，NE，ENEの ３ 風 向 の 頻 度 が 約 60％ を 占 め ， そ れ ら 以 外 の 風 向 は 1～ 5回 と 少 な か っ た ． 偏 回 帰 係 数 は 風 向 が NNEと S ～ SSWの 時 に 正 数 を 示 し た ．三 宅 島 の 観 測 地 点 は 南 東 方 向 に 開 口 し て い る た め ，南 寄 り の 風（ S～ SSW）が 海 面 の 上 昇 を 引 き 起 こ し た と 考 え ら れ た ．こ れ ら の 風 向 に お け る 偏 回 帰 係 数 は 0.029～ 0.042(cm／ (m/s)2_{)で あ り ，風 速 の ２ 乗 100(m/s)}2_{（ 風 速 と し て ，10m/s）に 対} し て 海 面 を 2.9～ 4.2cm上 昇 さ せ る 効 果 が あ る と 考 え ら れ た ．し か し ，NNEの 風 は 海 面 を 低 下 さ せ る と 考 え た ほ う が 妥 当 で あ り ，矛 盾 す る ．一 方 ，風 向 が 西 寄 り の 風（ WSW～ W）の 時 に 偏 回 帰 係 数 は 負 数 を 示 し た ． こ の 理 由 の 一 つ と し て ， 観 測 地 点 が 防 波 堤 に 囲 ま れ た 港 の 西 に 位 置 し て い る こ と が 考 え ら れ る（ 図 １ ）．こ れ は ，先 の NNEの 風 が 潮 位 偏 差 を 上 昇 さ せ て い る こ と と 一 致 す る が ， 観 測 地 点 が 特 定 で き な い の で ， 今 後 の 検 討 課 題 で あ る ． 次 に ，大 島 に お い て は ，出 現 し た 風 向 は 10方 位 の み で ，NNE，NE，ENEの ３ 風 向 の 出 現 頻 度 が 84回（ 約 88％ ）と ほ と ん ど を 占 め ，そ の 他 の 風 向 は 1～ 2回 と 極 端 に 少 な か っ た ．一 方 ， W～ NNWの 風 向 は ほ と ん ど 出 現 し な か っ た ． こ の こ と は ， 開 口 方 向 が 北 西 で あ る 大 島 で は 風 が 海 面 上 昇 に ほ と ん ど 寄 与 し な い こ と を 示 し て お り ， 三 宅 島 や 東 京 に 比 べ て 大 島 の 潮 位 偏 差 が 小 さ い こ と と の 関 連 が 示 唆 さ れ た （ 図 ２ ）． NNE～ SWの 偏 回 帰 係 数 は ほ と ん ど 正 数 を 示 し た ． 東 寄 り や 南 寄 り の 風 も 海 面 を 上 昇 さ せ て い る こ と に な る が ， こ の 理 由 は わ か ら な か っ た ．NNE～ NEお よ び SSEの 偏 回 帰 係 数 は 0.025～ 0.031(cm／ (m/s)2_{)の 範 囲 に あ り ，}

係数 風向 偏回帰係数 頻度 A＊ -1.30 B0 N 0.014 3 B1 ＊ NNE 0.079 19 B2 NE 0.004 23 B3 ENE -0.032 16 B4 E 0.031 2 B5 ESE -0.009 5 B6 SE -0.024 5 B7 SSE -0.031 2 B8 ＊ S 0.042 3 B9 ＊ SSW 0.029 3 B10 SW -0.026 1 B11 ＊ WSW -0.070 5 B12 ＊ W -0.109 4 B13 WNW -0.078 2 B15 NNW -0.007 3 C 1338 係数 風向 偏回帰係数 頻度 A＊ -0.927 B0 N -0.226 1 B1 ＊ NNE 0.030 40 B2 ＊ NE 0.025 33 B3 ENE 0.011 11 B5 ESE 0.099 1 B7 ＊ SSE 0.031 2 B8 S 0.015 2 B9 SSW 0.016 1 B10 SW 0.021 4 B11 WSW -0.273 1 C 938 係数 風向 偏回帰係数 頻度 A＊ -0.730 B0 N -0.194 27 B1 NNE 0.021 10 B2 NE 0.180 11 B3 ＊ ENE 0.452 7 B5 ＊ SE 0.267 1 B7 ＊ SSE 0.231 2 B8 ＊ S 0.279 1 B10 SW 0.188 2 B12 ＊ W 0.939 1 B13 ＊ WNW 0.278 7 B14 ＊ NW -0.299 6 B15 NNW -0.091 21 C 736

- 7 - 三 宅 島 と ほ ぼ 同 じ レ ベ ル で あ っ た ．Nと WSWの 偏 回 帰 係 数 は 負 数 を 示 し ，か つ ，他 の 風 向 の 場 合 よ り も １ 桁 高 か っ た ． こ の 理 由 に つ い て は ， 次 節 で 述 べ る ． 最 後 に ，東 京 に お い て ，出 現 し た 風 向 は 12方 位 で あ り ，偏 回 帰 係 数 が 正 数 を 示 し た の は ， 風 向 が ENE～ Sと W～ WNWの 時 で あ っ た ． 風 向 が ENEや WNWの 場 合 を 除 き ， 風 に よ る 海 面 上 昇 効 果 は 東 京 湾 と 観 測 地 点 の 開 口 方 向 が 南 西 あ る こ と と ほ ぼ 合 致 し た ．ENEの 偏 回 帰 係 数 が 正 数 と な っ た 理 由 は わ か ら な か っ た ．WNWに つ い て は ，出 現 頻 度 は 7回 で あ り ，そ の う ち 6 回 は 潮 位 偏 差 の ２ 番 目 の ピ ー ク を 中 心 に 6時 間 連 続 し て WNWの 風 が 吹 い て い た（ 図 ２ ，３ ）． そ の た め ， WNWの 偏 回 帰 係 数 が 主 に 潮 位 偏 差 の ２ 番 目 の ピ ー ク に 反 応 し た と 考 え ら れ る ． こ の よ う に ， 河 川 水 位 の 上 昇 に よ る 潮 位 偏 差 の ピ ー ク を 風 効 果 と し て 取 り 込 む こ と が あ る の で ，注 意 す る 必 要 が あ る ．ま た ，Wの 偏 回 帰 係 数 が 他 の 風 向 に 比 べ て 大 き な 値 を 示 し て い る が ，こ の 出 現 頻 度 は １ 回 あ っ た ．こ の 理 由 は 大 島 の 場 合 と 同 様 に 後 述 す る ． ENEと WNWお よ び Wの 風 向 を 除 い た 場 合 ，そ れ ら の 偏 回 帰 係 数 は 0.231～ 0.279(cm／ (m/s)2_{)の 範 囲} に あ っ た ． し た が っ て ， 風 速 の ２ 乗 100(m/s)2_{に 対 し て 海 面 を 23.1～ 27.9cm上 昇 さ せ る 効} 果 が あ る と 考 え ら れ た ．こ れ は ，三 宅 島 や 大 島 の 場 合 よ り も １ 桁 高 か っ た ．こ の 原 因 と し て ， 東 京 で は 湾 口 か ら 湾 奥 の 観 測 地 点 ま で の 距 離 が 長 い こ と な ど が 挙 げ ら れ る （ 参 考 文 献 10）． 一 方 ， 偏 回 帰 係 数 が 負 数 を 示 し た の は ， NW～ Nの 北 寄 り の 風 の 場 合 で あ っ た ． 成 分 ご と の 経 時 変 化 の 特 徴 こ れ ま で の 考 察 結 果 を 参 考 に ， 重 回 帰 モ デ ル の 成 分 ご と の 経 時 変 化 の 特 徴 に つ い て 調 べ た ．た だ し ，気 圧 の 場 合 は ，潮 位 偏 差 に 影 響 を 与 え る の は 気 圧 の 基 準 気 圧 か ら の 降 下 量 で あ る か ら ， 気 圧 成 分 は 式 (1)に お け る APiに基 準気圧を 含む定 数 項Cを 加 え た APi+ C]と し た ． 図 ６ に 気 圧 成 分APi+ C]， 風 成 分 [Bk(i)Wi2 ]お よ び 残 差 成 分 の 時 系 列 を 示 し た ． ま ず ， 気 圧 成 分 は ３ 地 点 と も ほ ぼ 同 じ 変 化 パ タ ー ン を 示 し た ． 最 大 値 は 三 宅 島 で 最 も 大 き く 70cm， 次 い で 大 島 44cm， 東 京 30cmと な り ， 定 数 項 が 大 き い 順 と 一 致 し た（ 表 ４ ）．基 準 気 圧 の 地 域 差 な ど に よ る た め と 考 え ら れ た ． 最 大 値 を 示 す 時 間 は 早 い 順 に 三 宅 島 ， 大 島 ， 東 京 と な り ， 気 圧 の 場 合 （ 図 ３ ） と 同 順 で あ っ た ． 次 に ， 風 成 分 を み る と は ， ３ 地 点 は そ れ ぞ れ 異 な る 変 化 パ タ ー ン を 示 し た ． 三 宅 島 に つ い て は ，風 成 分 の 最 大 値 は 41cmを 示 し ，気 圧 成 分 の そ れ の 約 60％ で あ っ た ．海 面 の 上 昇 効 果 は 気 圧 成 分 よ り 風 成 分 の ほ う が 小 さ か っ た ． 大 島 の 風 成 分 は 期 間 を 通 し て 低 く 推 移 し て お り ，最 大 値 は 9.5cm（ 気 圧 成 分 の 約 23％ ）で 三 宅 島 に 比 べ て 低 か っ た ．こ れ は ，風 速 が 三 宅 島 よ り も 大 島 の ほ う が 小 さ く ，開 口 方 向 と は 反 対 の 南 寄 り の 風 が 主 体 で あ っ た こ と な ど が 影 響 し て い る た め と 考 え ら れ た ． 東 京 の 風 成 分 に つ い て は ， 大 小 ２ つ の 風 成 分 の ピ ー ク が 認 め ら れ た ． １ 番 目 の ピ ー ク は 三 宅 島 よ り も 30cmほ ど 高 い 71cm，２ 番 目 の ピ ー ク は の こ ぎ り 状 で 17～ 25cmを 示 し た ．前 者 は ，東 京 湾 内 に お け る 風 の 効 果 と と も に ，隅 田 川 の １ 番 目 の 水 位 上 昇（ 図 ５ ）に よ る 影 響 も あ っ た た め と 考 え ら れ た ．後 者 は ，隅 田 川 の ２ 番 目 の ピ ー ク に た ま た ま WNWの 風 の 効 果

- 8 - 図 ６ と し て 現 れ た も の で あ り（ 表 ４ ），図 ２ の 潮 位 偏 差 の ピ ー ク と は 良 く 対 応 し て い な い ．隅 田 川 の 水 位 が 及 ぼ す 潮 位 偏 差 へ の 寄 与 を よ り 正 確 に 把 握 す る た め に は ， 河 川 水 位 の デ ー タ を 新 た に 説 明 変 数 に 加 え て 重 回 帰 分 析 す る 方 法 が 考 え ら れ る ． し か し ， 潮 位 偏 差 と 熊 谷 の 水 位 の 変 化 パ タ ー ン が 異 な っ て い る の で（ 図 ５ ），熊 谷 の 水 位 デ ー タ を 説 明 変 数 に 加 え る に は 無 理 が あ る ．こ の よ う に ，観 測 地 点 が 河 口 域 に あ る 場 合 は ，特 に ，河 川 水 位 の 上 昇 の 影 響 が 高 潮 の ピ ー ク に 重 な る よ う な 場 合 は 注 意 し て 解 析 す る 必 要 が あ る ． 最 後 に ，残 差 成 分 は ，台 風 の 襲 来 前 後 の 時 間 帯 に 注 目 す る と ，東 京 だ け が ２ 回 ほ ど や や 高 い 値 を 示 し た ．本 来 は ，潮 位 偏 差 の ２ 番 目 の ピ ー ク は ，隅 田 川 の 水 位 上 昇 に よ る も の で あ る か ら ，残 差 成 分 と し て 明 確 に 現 れ る は ず で あ る が ，そ う な ら な か っ た の は ，前 述 し た と お り で あ る ．一 方 ，前 節 で 述 べ た よ う に ，大 島 に お け る 偏 回 帰 係 数 は 出 現 頻 度 が １ 回 の N と WSWの 風 向 で は 他 の 風 向 よ り も 1桁 高 い 値 を 示 し た ． そ れ ら の 時 間 は 23日 11時 と 同 13時 で あ り ，少 し わ か り に く い か も し れ な い が ，図 ６ に よ る と ，残 差 成 分 は い ず れ も 0で あ っ た ．こ の よ う に 風 向 の 出 現 頻 度 が 1回（ そ の 時 間 を iと す る ）の 場 合 は ，時 点 iに お け る 一 次 式 の み に よ っ て 風 の 偏 回 回 帰 係 数 Bk(i)は 決 定 さ れ る ．す な わ ち ，そ の 偏 回 帰 係 数 は「 平 均 値 」 で は な く ， 式 (1)の 時 間 iの 式 に お い て 残 差 ( εi） ＝ 0の 場 合 の 「 確 定 値 」 で あ る こ と を 意 味 し て い る ．例 え ば ，風 向 が Nの 場 合 は ，23日 11時（i＝ 58時 間 目 ）で あ る の で ，観 測 デ ー タ ： H58 = cm， P58＝hPa，W582＝13(m/s)2， そ し て ， 係 数 ： A＝-0.927cm／hPa， C＝ 938cmを 式 (1)の i＝ 58時 間 目 の 式 に 代 入 す る と ， 風 の 係 数 Bk(58)は ， B0(58 )＝ (H58 − AP58− C) ／W582 ＝ －0.23 となり ，重回 帰結果 と 一致する ．風 向 が WSWの 場 合 も 同 様 で あ る ．ま た ，東 京 に お け る Wの -40 -20 0 20 40 60 80 21 . 1 21 . 3 21 . 5 21 . 7 21 . 9 21 . 1 1 21 . 1 3 21 . 1 5 21 . 1 7 21 . 1 9 21 . 2 1 21 . 2 3 22 . 1 22 . 3 22 . 5 22 . 7 22 . 9 22 . 1 1 22 . 1 3 22 . 1 5 22 . 1 7 22 . 1 9 22 . 2 1 22 . 2 3 23 . 1 23 . 3 23 . 5 23 . 7 23 . 9 23 . 1 1 23 . 1 3 23 . 1 5 23 . 1 7 23 . 1 9 23 . 2 1 23 . 2 3 24 . 1 24 . 3 24 . 5 24 . 7 24 . 9 24 . 1 1 24 . 1 3 24 . 1 5 24 . 1 7 24 . 1 9 24 . 2 1 24 . 2 3 潮位偏差 (cm ) 日.時 気圧成分M 気圧成分O 気圧成分T -40 -20 0 20 40 60 80 21 . 1 21 . 3 21 . 5 21 . 7 21 . 9 21 . 1 1 21 . 1 3 21 . 1 5 21 . 1 7 21 . 1 9 21 . 2 1 21 . 2 3 22 . 1 22 . 3 22 . 5 22 . 7 22 . 9 22 . 1 1 22 . 1 3 22 . 1 5 22 . 1 7 22 . 1 9 22 . 2 1 22 . 2 3 23 . 1 23 . 3 23 . 5 23 . 7 23 . 9 23 . 1 1 23 . 1 3 23 . 1 5 23 . 1 7 23 . 1 9 23 . 2 1 23 . 2 3 24 . 1 24 . 3 24 . 5 24 . 7 24 . 9 24 . 1 1 24 . 1 3 24 . 1 5 24 . 1 7 24 . 1 9 24 . 2 1 24 . 2 3 潮位偏差 (cm ) 日.時 風成分M 風成分O 風成分T -40 -30 -20 -10 0 10 20 30 21 . 1 21 . 3 21 . 5 21 . 7 21 . 9 21 . 1 1 21 . 1 3 21 . 1 5 21 . 1 7 21 . 1 9 21 . 2 1 21 . 2 3 22 . 1 22 . 3 22 . 5 22 . 7 22 . 9 22 . 1 1 22 . 1 3 22 . 1 5 22 . 1 7 22 . 1 9 22 . 2 1 22 . 2 3 23 . 1 23 . 3 23 . 5 23 . 7 23 . 9 23 . 1 1 23 . 1 3 23 . 1 5 23 . 1 7 23 . 1 9 23 . 2 1 23 . 2 3 24 . 1 24 . 3 24 . 5 24 . 7 24 . 9 24 . 1 1 24 . 1 3 24 . 1 5 24 . 1 7 24 . 1 9 24 . 2 1 24 . 2 3 潮位偏差 (cm ) 日.時 残差成分M 残差成分O 残差成分T

- 9 - 偏 回 帰 係 数 が 他 の 風 向 に 比 べ て 大 き な 負 数 を 示 し た の も 同 じ 理 由 で あ る ．このことは，重 回帰モデ ルから 当然に 予想され ること であり ，出現頻度が 1回の風の偏 回 帰 係 数 を そ の ま ま 評 価 す る こ と は 避 け る べ き で あ る ．さ ら に ，風 向 の 出 現 頻 度 が 数 回 程 度 の 場 合 も ，注 意 し て 解 析 す る 必 要 が あ る ． ま と め 今 回 の 潮 位 偏 差 の 重 回 帰 モ デ ル を 用 い た 要 因 解 析 は ， 当 初 予 定 し て い な か っ た テ ー マ で あ っ た が ，近 年 高 潮 の 発 生 や 被 害 が 目 立 つ こ と か ら ，チ ャ レ ン ジ し て み た ．デ ー タ は 公 表 デ ー タ を か き 集 め た た め ， 十 分 に 満 足 で き る も の で は な い が ， 重 回 帰 モ デ ル を 用 い て 比 較 的 簡 単 に 高 潮 を 予 測 で き た ．し か し ，い く つ か 課 題 が あ っ た ．そ の 一 つ と し て ，台 風 襲 来 時 の み 南 寄 り の 風 が 優 勢 と な り ， そ れ ら の 風 向 の 出 現 頻 度 が 少 な か っ た こ と が 挙 げ ら れ る ．今 回 用 い た 観 測 値 は 1時 間 間 隔 で あ る た め ，時 間 間 隔 の 短 い 例 え ば 10分 間 隔 の デ ー タ に つ い て 検 討 し て み る こ と も 有 用 か も し れ な い ．ま た ，風 に つ い て は ，同 一 風 向 で 連 続 し て 吹 く と ，そ の 効 果 が 潮 位 偏 差 に 累 積 す る ．さ ら に 推 定 精 度 を 良 く す る た め に ，こ れ ら の こ と も 含 め て ， 重 回 帰 モ デ ル を 改 良 す る 余 地 が あ り そ う で あ る ． 参 考 文 献 １．東京 管区気 象台， 平成29年 台風第21号に 関する東 京都気 象速報 https://www.jma-net.go.jp/tokyo/sub_index/bosai/disaster/ty1721/ty1721_kanku.pdf ２．気象 庁，潮 汐観測 資料 http://www.data.jma.go.jp/kaiyou/db/tide/genbo/index.php ３．気象 庁，過 去の気 象データ 検索 http://www.data.jma.go.jp/obd/stats/etrn/index.php ４．気 象 庁 ； 潮 位 観 測 情 報 ： 掲 載 地 点 一 覧 表 http://www.jma.go.jp/jp/choi/list1.html ５．国土 地理院 https://maps.gsi.go.jp/ ６．Excelアドイ ン工房 http://www7b.biglobe.ne.jp/~hayakari/ ７．気象 観測値 を利用 したリア ルタイ ム高潮 予測 柚 上 悟志 http://www7.civil.kyushu-u.ac.jp/engan/pdf/research/h22_sodegami_sotsu.pdf ８．国土 交通省 水文水 質データ ベース http://www1.river.go.jp/ ９．荒川 下流河 川事務 所 平成 ２５年 度 事業 概要 www.ktr.mlit.go.jp/ktr_content/content/000101340.pdf 10．高潮 におけ る気圧 と風の効 果の比 較 https://www.jstage.jst.go.jp/article/proce1955/13/0/13_0_248/_pdf