[H-DS09] 津波とその予測

[HDS09-06] 沖合津波波形の常時解析に基づく津波の自動検知手法の検討

*対馬 弘晃¹、近貞 直孝² (1.気象庁気象研究所、2.防災科学技術研究所)

キーワード：津波、非地震性津波、自動検知

地震以外の自然現象によって，大きな津波が発生することがある．たとえば，1998年パプアニューギニア地震では海底地すべりによって津波が増幅したと指摘されている．こうした非地震性津波が沖合で発生した場合は，津波をいち早く直接捉えられる沖合津波観測が有効と考えられる．日本周辺では，S-netやDONET等の稠密な沖合津波観測網が稼働しており，これらの海底水圧データに最適内挿法等を適用することで，地震発生の情報を必要とせず，津波波動場の現況を推定できることが示されている（たとえば，Maeda et al., 2015）．これらの手法では，逐次解析の過程で観測データの時間履歴が徐々に津波伝播モデルに反映される．他方，単一の解析に時系列データを直接用いて時間履歴の情報を陽に取り込めば，波動場がより強く拘束されて，津波の発生状況の把握能力を向上できる可能性がある．本研究では，津波波形（時系列データ）の簡便な常時解析によって，津波を自動検知する手法の検討を進めている．

手法の検討にあたっては，震源時，震源位置，モーメントテンソル（MT）解，マグニチュードを地震波形から自動推定する手法GRiD MT（Tsuruoka et al., 2009）の地震発生検知アルゴリズムを参考にした．まず，監視対象海域に海面要素波源を敷き詰めて，海底水圧計での津波波形グリーン関数を津波数値計算によって事前に求めておく．そして，「津波は1つの要素波源で発生した」と仮定して，複数観測点の観測津波波形から任意の要素波源での初期水位量を推定し，そのときの観測波形と理論波形の合致度Variance Reduction（VR）を算出する．これを全要素波源について行う．この一連の解析を一定時間おきに行ってVRの時空間分布をモニターし，VRの上昇に基づいて津波の発生時刻と位置を検知する．

日本海溝沿いの海域を対象にした数値実験により，手法のテストを行った．要素波源としてガウス分布（サイズはσ~10 km）を択捉島沖から房総半島沖にかけて配置した．初期水位推定に用いる水圧波形のデータ長は解析実施時刻から過去15分間で，真の震源時の15分前から15分後まで，1分おきに解析を行った．三陸沖の海溝付近に長さ50km, 幅25kmの断層モデルを仮定して，S-net水圧計における模擬的な津波観測データを生成し，提案手法を適用した．その結果，真の震源時と合致するタイミングにおいて，真の断層位置直近の要素波源でVRが最大になり（0.3程度），本提案手法で検知できる可能性が示された．今後，対象とする波源の違いや実際の観測ノイズが，同手法の性能に与える影響を検証していく．

謝辞：本研究はJSPS科研費 JP18K04674の助成を受けたものです．