[H-DS06] 津波とその予測

[HDS06-14] 時間平均海底圧力データに基づく津波の即時予測手法の開発

*大石 健登¹、谷岡 勇市郎¹、山中 悠資¹ (1.北海道大学)

キーワード：津波の即時予測、S-net

日本は2011年の東北地方太平洋沖地震によって、壊滅的な津波被害を受けた。そこで、日本海溝沿いの地震や津波に対して、海底地震津波観測網（S-net）と呼ばれる高密度のケーブル式観測網が2016年に設置された。それ以降、S-netのデータを利用した津波予測手法の開発が精力的に行われている。特に、データ同化技術や津波の初期条件を得るための波形インバージョン技術が新たに開発された。しかし、S-netで観測される海底圧力データには、地震による海底加速度変化や海洋音響波、P波など、津波以外の成分が含まれている。そのため、これらの津波予測手法を適用する前に、海底圧力データ中の津波成分と非津波成分を分離する必要がある。
　本研究では、海底圧力データの時間平均を用いた新しい津波予測手法を開発した。そのため、元データから津波以外の成分を除去するための前処理は不要である。本手法を検証するために、まず、日本海溝沿いのプレート境界面に分布する様々な断層モデルからの津波に対して、線形理論に基づいた伝播計算を行った。そして、S-net観測点の海底圧力データの時間平均を、時間窓の長さを変えて計算した。次に、その海底圧力データの時間平均からS-net観測点以外の場所におけるデータを補間して、津波の初期波源（初期海面変動）を推定した。さらに、このようにして推定した初期波源から先述と同様の伝播計算を行い、予測津波を求めた。最後に、断層モデルから計算された津波と本手法によって予測された津波のそれぞれにおける沿岸での波形に対して、最大津波高およびVariance Reduction(VRC)を用いて比較した。
　その結果、この津波予測手法では、全般的には良好な結果を得たが、沿岸の津波高を若干過小評価することが分かった。特に、S-netの観測点密度が低い日本海溝沿いに初期波源を持つ津波に対しては、沿岸での最大津波高を半分程度に過小評価してしまい、VRCも40～60％程度であった。しかし、S-netによって稠密観測が可能な、海岸に近い地域に初期波源を持つ津波に対しては、沿岸での最大津波高を大幅に過小評価することはなく、またVRCも80％程度となり、沿岸での津波波形を概ね再現できた。
　故に、S-net観測点が少ない日本海溝沿いの地域で発生した津波に対しては手法の改善が必要であるが、S-net観測点が十分な密度で分布している地域の津波に対しては本手法を活用可能であることが分かった。そのため今後は、S-net観測点が疎らな地域で発生した津波に対する過小評価の修正を行い、日本海溝沿いも含めたより広域を対象とした津波即時予測手法の開発につなげる。