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[HDS10-P03] 日本海南西部の海域活断層を対象とした確率論的津波ハザード評価の試算
キーワード：津波、確率論的津波ハザード評価、日本海、海域活断層
１.はじめに
日本海沿岸では、1983年日本海中部地震 (M7.7)、1993年北海道南西沖地震 (M7.8)、2024年能登半島地震 (M7.6) などの海域活断層を震源とする地震が繰り返し発生し、津波による被害が生じている。このような日本海の海域活断層で発生する地震による津波の確率論的なハザード評価を目指して、本研究では日本海南西部を対象に確率論的津波ハザード評価（PTHA）の試算を行なった。発表では、地震グループの設定、波源断層モデル群の構築、津波伝播遡上計算、地震発生確率の設定、ハザードカーブの計算、及び確率論的なハザードカーブの統合及びその結果について示す。
２.地震グループの設定
地震本部による『日本海南西部の海域活断層の長期評価（第一版）』（地震調査委員会，2022；以下、「長期評価」）で評価されている短い断層を含む海域活断層及び日本海南西部の領域に設定した震源不特定型の地震（Mw6.9）を今回のPTHAの対象とした。複数の区間からなる断層帯については、各区間単独の地震に加えて、隣接する区間が同時に活動する地震を考慮した。
３.波源断層モデル群の構築
各断層は区間ごとに1枚の矩形断層とし、断層パラメータは以下のとおり設定した。
・断層端点は、「長期評価」に示されている位置を使用した。震源不特定型の地震は緯度経度それぞれ0.2度間隔で配置した。
・断層の上端深さは、「長期評価」に基づき海底下0kmとした。
・長期評価された断層の傾斜角は、長期評価された断層の傾斜角は、「長期評価」の記載に応じて「ほぼ垂直」は90度、「高角」は70度、「中角」は45度とした。震源不特定型の地震の傾斜角は一律で90度とした。
・震源不特定型の地震の走向は、対応する領域に存在する短い断層を含む海域活断層の平均を使用した。
・すべり角は、「長期評価」で示された横ずれ／縦ずれ比の中央値（4.5）に相当する12.5度を設定した。
・断層幅は、まず地震発生層の厚さ及び断層の傾斜から求まる値を「基本値」として設定し、「基本値」+5kmを波源断層モデル群の断層幅として設定した。
・断層長さは、「長期評価」で長さが示されている活断層ではその値を波源断層モデルの断層長さとして設定した。震源不特定型の地震の断層長さは、地震規模Mw6.9の場合に入倉・三宅（2001）から求まる断層面積を傾斜角90度の時の断層幅の「基本値」で割った値を設定した。
・平均すべり量は、断層幅及び断層長さから求まる断層面積から入倉・三宅（2001）を用いて求まる地震規模に基づき設定した。
・すべり分布は、すべり不均質を考慮して平均すべり量の2倍のすべり量を持つ大すべり域を設定した。大すべり域の面積は海溝型のプレート間地震と同じく断層面積の30％と仮定し、大すべり域の長さ／幅の比は2:1とした。大すべり域の位置は、深さ方向には断層上端に接する浅部側のみに設定し、走向方向には中央および両端の3パターンを設定した。
４.津波伝播遡上計算
日本海側に最小50mメッシュの計算領域を設定し、津波伝播遡上計算を実施した。津波伝播遡上計算の結果では、断層が存在する領域の正面にあたる兵庫県以西で最大水位上昇量が高くなる傾向が見られたほか、若狭湾内においても最大水位上昇量が相対的に高い地点が見られた。
５.地震発生確率の設定
「長期評価」に示された海域活断層は、平均活動間隔の中央値により算出される地震発生確率に痕跡を認めにくい地震の発生確率を加えた値を地震発生確率として与えた。
震源不特定型の波源断層モデルの地震発生確率は、背景地震のG-R則＋ポアソン過程に基づいて与えた。背景地震のG-R則のa値及びb値は、全国地震動予測地図で検討中の「震源をあらかじめ特定しにくい地震」の規模別年頻度分布の値を使用した。
６.ハザードカーブの計算
太平洋側で実施してきたPTHA（例えば、村田ほか, 2024, 地震学会; 平田ほか, 2023, JpGU; 藤原ほか, 2020）では、ハザードカーブの計算に考慮する最大水位上昇量を1.0 m以上とした。一方で、日本海側に設定した波源断層モデル群による汀線での最大水位上昇量は太平洋側に比べると相対的に低いため、ハザードカーブの計算に考慮する最大水位上昇量を試験的に0.2 m以上としてハザードカーブの計算を行なった。
７.確率論的な統合
個々の波源断層モデルから求めた津波ハザードカーブに対して、計算誤差等による不確定性を確率モデルによって表現したうえで、各々を確率論的に統合した。確率論的な統合においては、村田ほか (2024, 地震学会)と基本的に同様の考え方で統合を行なった。
８.PTHAの試算結果
鳥取県～福岡県玄海灘沿岸及び壱岐・対馬の北部で相対的に30年超過確率が高い結果が得られた。兵庫県以東では津波が相対的に低かったため、30年超過確率は低くなった。
なお、本研究は日本海南西部海域の地震のみを対象としたPTHAであることに留意されたい。
本研究は防災科研の研究プロジェクト「自然災害のハザード・リスクに関する研究開発」の一環として実施した。
日本海沿岸では、1983年日本海中部地震 (M7.7)、1993年北海道南西沖地震 (M7.8)、2024年能登半島地震 (M7.6) などの海域活断層を震源とする地震が繰り返し発生し、津波による被害が生じている。このような日本海の海域活断層で発生する地震による津波の確率論的なハザード評価を目指して、本研究では日本海南西部を対象に確率論的津波ハザード評価（PTHA）の試算を行なった。発表では、地震グループの設定、波源断層モデル群の構築、津波伝播遡上計算、地震発生確率の設定、ハザードカーブの計算、及び確率論的なハザードカーブの統合及びその結果について示す。
２.地震グループの設定
地震本部による『日本海南西部の海域活断層の長期評価（第一版）』（地震調査委員会，2022；以下、「長期評価」）で評価されている短い断層を含む海域活断層及び日本海南西部の領域に設定した震源不特定型の地震（Mw6.9）を今回のPTHAの対象とした。複数の区間からなる断層帯については、各区間単独の地震に加えて、隣接する区間が同時に活動する地震を考慮した。
３.波源断層モデル群の構築
各断層は区間ごとに1枚の矩形断層とし、断層パラメータは以下のとおり設定した。
・断層端点は、「長期評価」に示されている位置を使用した。震源不特定型の地震は緯度経度それぞれ0.2度間隔で配置した。
・断層の上端深さは、「長期評価」に基づき海底下0kmとした。
・長期評価された断層の傾斜角は、長期評価された断層の傾斜角は、「長期評価」の記載に応じて「ほぼ垂直」は90度、「高角」は70度、「中角」は45度とした。震源不特定型の地震の傾斜角は一律で90度とした。
・震源不特定型の地震の走向は、対応する領域に存在する短い断層を含む海域活断層の平均を使用した。
・すべり角は、「長期評価」で示された横ずれ／縦ずれ比の中央値（4.5）に相当する12.5度を設定した。
・断層幅は、まず地震発生層の厚さ及び断層の傾斜から求まる値を「基本値」として設定し、「基本値」+5kmを波源断層モデル群の断層幅として設定した。
・断層長さは、「長期評価」で長さが示されている活断層ではその値を波源断層モデルの断層長さとして設定した。震源不特定型の地震の断層長さは、地震規模Mw6.9の場合に入倉・三宅（2001）から求まる断層面積を傾斜角90度の時の断層幅の「基本値」で割った値を設定した。
・平均すべり量は、断層幅及び断層長さから求まる断層面積から入倉・三宅（2001）を用いて求まる地震規模に基づき設定した。
・すべり分布は、すべり不均質を考慮して平均すべり量の2倍のすべり量を持つ大すべり域を設定した。大すべり域の面積は海溝型のプレート間地震と同じく断層面積の30％と仮定し、大すべり域の長さ／幅の比は2:1とした。大すべり域の位置は、深さ方向には断層上端に接する浅部側のみに設定し、走向方向には中央および両端の3パターンを設定した。
４.津波伝播遡上計算
日本海側に最小50mメッシュの計算領域を設定し、津波伝播遡上計算を実施した。津波伝播遡上計算の結果では、断層が存在する領域の正面にあたる兵庫県以西で最大水位上昇量が高くなる傾向が見られたほか、若狭湾内においても最大水位上昇量が相対的に高い地点が見られた。
５.地震発生確率の設定
「長期評価」に示された海域活断層は、平均活動間隔の中央値により算出される地震発生確率に痕跡を認めにくい地震の発生確率を加えた値を地震発生確率として与えた。
震源不特定型の波源断層モデルの地震発生確率は、背景地震のG-R則＋ポアソン過程に基づいて与えた。背景地震のG-R則のa値及びb値は、全国地震動予測地図で検討中の「震源をあらかじめ特定しにくい地震」の規模別年頻度分布の値を使用した。
６.ハザードカーブの計算
太平洋側で実施してきたPTHA（例えば、村田ほか, 2024, 地震学会; 平田ほか, 2023, JpGU; 藤原ほか, 2020）では、ハザードカーブの計算に考慮する最大水位上昇量を1.0 m以上とした。一方で、日本海側に設定した波源断層モデル群による汀線での最大水位上昇量は太平洋側に比べると相対的に低いため、ハザードカーブの計算に考慮する最大水位上昇量を試験的に0.2 m以上としてハザードカーブの計算を行なった。
７.確率論的な統合
個々の波源断層モデルから求めた津波ハザードカーブに対して、計算誤差等による不確定性を確率モデルによって表現したうえで、各々を確率論的に統合した。確率論的な統合においては、村田ほか (2024, 地震学会)と基本的に同様の考え方で統合を行なった。
８.PTHAの試算結果
鳥取県～福岡県玄海灘沿岸及び壱岐・対馬の北部で相対的に30年超過確率が高い結果が得られた。兵庫県以東では津波が相対的に低かったため、30年超過確率は低くなった。
なお、本研究は日本海南西部海域の地震のみを対象としたPTHAであることに留意されたい。
本研究は防災科研の研究プロジェクト「自然災害のハザード・リスクに関する研究開発」の一環として実施した。