PowerPoint プレゼンテーション

(1)

南海トラフ巨大地震・大津波に備える

1

海洋研究開発機構

地震津波・防災研究プロジェクト

金田義行

鋼構造シンポジウム 2013.11.14

(2)

2

2011.03.11 東日本大震災

(3)

障害を起こしたり老朽化したコンポーネントについて適宜、交換・整備・アップグレード等の置換が可能なシステムデザイン基幹ケーブルシステムには、高信頼設計を基本とする商用海底通信技術を用いるとともに、必要に応じて、高信頼性コンポーネントの新規開発を実施。（給電岐路ケーブル、制御回路の高信頼性IC等）基幹ケーブルの両端を陸揚げし、それぞれの端から直流定電流給電をかけ、時計回り、反時計回りの2経路の伝送路を確保することにより冗長構成を実現。ノードや観測装置はそのインターフェースに水中着脱式コネクタを搭載することで海中で着脱を可能にする。 42 電圧システム： 3千V → 1万V ケーブル長： 300km → 1000km DONETタイプノード： 5式 → 10式中電圧システム (DONET1) さらに開発高電圧システム _(DONET2)

広域展開のためのシステム高度化

海洋調査船「かいよう」 海底で設置作業を行うROV

(29)

第二期（DONET2）計画展開案

43

DONET２

・平成２２年度以降、文部科学省の補助金事業として、当初は5年×2フェーズの計画（第Ⅱ期） >第1フェーズ：H22～H26 >第2フェーズ：H27～H31 ・平成24年度予算案において、前倒し予算が計上され、平成25年度末の試験運用開始に向け整備を加速

DONET１の運用・データ解析も合わせて実施

システム構想

（2フェーズ合計。カッコ内はDONET1）・基幹ケーブル長：約420km （約250km）・分岐装置： 7式（5式）・ノード： 7式（5式）・観測装置： 29式（20式）+2式 ※展開案、設置機器内容については、ルート設計のための事前調査による変更もある。

展開案

DONET1

DONET2

紀伊半島四国

○ 南海地震の備えとして、想定される震源域における展開を目指し、平成22年度より着手。

(30)

44

地震波即時検知能力の向上

秒

DONET観測点

気象庁防災科学技術研究所

赤色が濃い位置ほど、陸上観測点より早く信号をキャッチすることを示す

(31)

45

津波即時検知能力の向上

分分分分分分分

DONET観測点

12分 12分 12分 12分 0分 0分 0分 6分 6分 6分 6分

検潮所/験潮所

赤色が濃い位置ほど、陸上観測点より早く信号をキャッチすることを示す

(32)

DONET C9 尾鷲 GPS Buoy 尾鷲熊野浦神串本

DONET/GPSブイ/検潮記録の津波比較

 沿岸の検潮所より早く沖合津波波形を検知

 沿岸での津波波高＝

増幅率 ×DONET

データ

Owase GPS Buoy DONETC9 Kushimoto GPS Buoy DONETC9 Kumano GPS Buoy DONETC9 Uragami GPS Buoy DONETC9 0 30 60 90 120 150 180 210 0 30 60 90 120 150 180 210 0 100 -100 0 100 -100 Time [min.] P re ss ur e [ hPa ] o r W a v e h e ig ht [c m ]

Bandpass filtered between 100 – 10000 sec.

Bandpass filtered between 100 – 10000 sec. Bandpass filtered between 100 – 10000 sec. Bandpass filtered between 100 – 10000 sec.

尾鷲：約3.5倍熊野：約2.75倍浦神：約3.2倍串本：約2.5倍

津波増幅率は、津波の入射方向や震源距離、地域によって異なる

沖合津波波形と沿岸波高

46

2011年東北地震津波の例

津波予測の

精度向上に貢献

DONETデータの初動と

検潮所データの最大値と

の比は6～10倍

(33)

KMA02 14時50分00秒振り切れ P波 15時00分00秒水圧計振り切れ 18分

東北地方太平洋沖地震の記録

48 （横軸は3月11日14時30分を基準とした時間）水平動1 水平動2 上下動

DONETシステムの強震計

は約4000ガルまで計測可

KMA02観測点における各センサーの波形

強震計微差圧計水温計広帯域地震計東北地方太平洋沖地震最大3000ガル弱宮城県築館 K-NET観測点

(34)

KMB08 KMB06 KME18 KMD16 SMAH TT1OBS KHOH OWSH TT2OBS KMA02 KMA03 KME17 KMA04

既存の観測点

DONET 初期の4点

DONET 1月開始の4点

1時間

陸上では見えない微小地震

既存観測点 DONET ： 2010年 DONET ： 2011年追加 49

既存DONET観測点でも見えなかった地震活動

(35)

50

時間が経過するに従っ

て、観測された地震の数

が増加している（約1,500

個）

シミュレーション結果によ

れば、巨大地震発生直前

には、震源域の浅部周辺

域で微小地震が活発にな

ると予測されている。

DONET、DONET2、長期孔内観測システムで、微小地震の活動を長期に観測し、地震活動の変化を捉えることで「地震の巣」の状態を判断でると期待される。

微小地震の観測によって、

これまで把握できていな

かった地震活動を確認

ＤＯＮＥＴで観測された微小地震数の累計

微小地震の累計

グラフに対応する期間全体の震源分布図 HypoDDを用いて震源再決定したものに限る神谷眞一郎（海洋研究開発機構）

(36)

深部・浅部での低周波イベントの活動変化

51 約100年 後

形状：構造探査

の結果を適用

浅部：5.4 km 深部： 30 km 数値 モデル化

地震発生直前

固着期間

①固着期間(左図)・・・

海溝型巨大地震

震源域傍で

浅部

の低周波イベントが不活発

②地震発生直前(右図)・・・

浅部

でも活発化 →

深部

との類似性が高まる

★ 深部低周波イベントの理解 ⇒ 浅部低周波イベントへの応用が可能 ★ 浅部低周波イベントの観測 ⇒海溝型巨大地震に伴う前駆変化の検知ツール

不活発

活発

深部浅部 _深部 _浅部

(37)

期待される地殻変動観測データ

熊野灘では東南海地震の余効すべりが観測される。紀伊半島西沖では、東南海地震の余効すべり後の加速が観測できると期待される。 ① ② ③ ① ② ③ ① ② ③

東南海地震発生後から南海地震発生に至るまで

地殻変動の鉛直変位東南海地震南海地震南海地震南海地震 _地殻東南海地震変動の鉛直変位地殻変動の鉛直変位東南海地震 ① ② ③ ① ② ③ ① ② ③ 52

(38)

東南海地震後の日数 ↓：真の発生時点 ●：DONET2で観測が期待される余効すべりによる地殻変動

地震発生サイクル計算

（東南海後余効すべり）固着地震すべり速度地殻変動鉛直成分 [m] 各シナリオ計算結果のデータによる重み

東南海地震後5日時点

黒線：様々なシナリオ計算各シナリオでの発生間隔[day] データと同化した日数発生間隔推定結果 [da y] 真の発生時点

←

真の発生時点

DONETデータを用いたデータ同化概念図

53

(39)

54

DONETと「ちきゅう」により掘削した長期孔内計測点の接続により、

海底下でのリアルタイムモニタリングを実現する。

DONET

▲長期孔内計測点孔内計測点では、歪計や傾斜計によって、海底水圧計よりもさらに高感度で変動をとらえることが期待される傾斜計地震計歪計温度計アレイ間隙水圧付加体熊野海盆堆積層海底下深度約900-920m 980m 海底ケーブルでデータ収集 DONETに接続

孔内地震・地殻変動観測システムの接続

(40)

通常地震＆ゆっくり地震活動からプレート境界摩擦特性分布の推定広帯域海底地震計拡大想定震源域の震源モデルを拘束する観測データの取得トラフ軸付近の断層詳細マッピング＆南西諸島域の構造調査プレート境界深部（低周波微動域）の正確な構造把握

②海陸津波履歴研究

現場調査による地震発生域推定地震発生間隔地震時活動断層生物遺骸古文書津波堆積物陸上＆海底での津波痕跡調査と履歴解明 85

(47)

2011年3月末現在、地震調査研究推進本部調べ http://www.jishin.go.jp/main/kansoku/kansoku1103/index.htm 北海道釧路・十勝沖「海底地震総合観測システム」初島沖深海底総合観測ステーション地震・津波観測監視システム（DONET）高知県室戸岬沖「海底地震総合観測システム」地震・津波観測監視システム（DONET２）敷設予定エリア

海域における観測点は未だ少ない。

特に、地震発生が懸念されているのは南海トラフ。

防災科研が実施予定今後整備を進めるべき海域

今後の課題：リアルタイム観測網の整備

(48)

今後の課題：個々のシミュレーションモデルの高度化

87

分散津波シミュレーション

地盤解析

長周期地震動計算

津波漂流物予測シミュレーション

(49)

88

今後の課題：リアルタイムデータを活用した複合災害予測！

複合災害連成シミュレーション

観測データのリアルタイム解析

避難シミュレーション

津波シミュレーション

地震動被害

(50)

地域研究会の開催

調査観測研究、シミュレーション研究、そして防災研究の研究成果を各地域の防災対策に反映させるべく、また、各地域からの防災減災対策提案を受けて、各地域に特化した課題を議論する。

四国地域研究会

東海地域研究会

関西地域研究会

九州地域研究会

府省

今後の課題：防災機関への橋渡し

89

産

企業ライフライン等

避難

経路

広域

連携

_ライフ

ライン

BCP

データ

ベース

構造

計算

地盤

構造

長周

期地

震動

津波

液状化

学

大学独立行政法人等

民

住民 NPO法人等

官

地方自治体等

(51)

地域人材の育成

防災・減災教育

今後の課題：人材育成

減災教育の徹底

90

学校の総合学習（減災教育）として地球科学・

防災科学カリキュラムへの取り込み

(52)

まとめ

DONET

地球シミュレータ震源域のリアルタイムモニタリング震源域掘削プレート境界物質採取孔内計測スーパーコンピューターデータ同化予測モデルの高度化震源域（地震の巣）の解剖実験

PowerPoint プレゼンテーション

南海トラフ巨大地震・大津波に備える

海洋研究開発機構

地震津波・防災研究プロジェクト

金田義行

鋼構造シンポジウム 2013.11.14

2011.03.11 東日本大震災

目 次

 東日本大震災の実態

 南海トラフ地震発生帯研究成果

 ＤＯＮＥＴ１、ＤＯＮＥＴ２

 「京」シミュレーション

 今後の課題

日本周辺の地震活動

2012年5月9日より30日間の震央分布図

東北地方太平洋沖地震

南海トラフ巨大地震

首都圏直下地震

日本海域地震

「海溝型地震」のしくみ

南海トラフ巨大地震震源域

東北地方太平洋沖地震震源域

地震の大きさ ＝ 断層の広がり × ずれの量

東日本大震災の地震の大きさ

M8

M9

>500km

T=211秒

M8

100km

5m

M7

M4

1km

5cm

M3

マグニチュード（M）とは、『地震の大きさ』

巨大津波が襲来した女川町

およそ16ｍ～18ｍの高台の上の病院の１階の

天井近くまで津波の痕跡があった

横倒しのビル

津波の痕跡

高台の病院まで浸水

ＪＡＭＳＴＥＣ

による緊急調査

現場に戻ろう

SIte1

2011/8/1

SIte3

2011/8/3

SIte3 2006/6/8

SIte2

2011/8/10

震源域での海底で亀裂発見

- しんかい6500による潜航調査 -

海底の大きな亀裂は2006年に同じ地点を観察した時には確認できなかったことか

ら、3月11日の地震か、その後の余震による影響でできたと考えられます。

1m

震源

海底で起こった現象

[地殻変動]

海底で起こった現象[地殻変動]

日本海溝

日本海溝

目 次

 東日本大震災の実態

 南海トラフ地震発生帯研究成果

 ＤＯＮＥＴ１、ＤＯＮＥＴ２

 「京」シミュレーション

 今後の課題

南海トラフの海底地形と震源域

１００年から１５０年周期で繰り返しM8クラスの地震が発生している。

過去には、東海・東南海・南海地震が同時に発生したこともある。

 100年から150年周期で繰り返しM8クラス

の地震が発生している。

 1707年には、東海・東南海・南海地震が

同時に発生したこともある。

 次の地震がどのような発生パターンとなる

か、連動発生のタイミングを明らかにする

ことは、防災上の観点からも重要である。

目次

地震の大きさ＝断層の広がり × ずれの量

目次

_1万8716人

_M7.9

１：関谷断層

２：関東平野北西縁断層帯

３：立川断層帯

４：伊勢原断層

５：神縄・国府津－松田断層帯

６：三浦半島断層群

７：北伊豆断層帯

８：鴨川低地断層帯

９：荒川断層帯

１０：元荒川断層帯

１１：東京湾北縁断層