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Prediction of the maximum subsequent wave of a tsunami using an adjoint model

Research Project

Project/Area Number 23K23018
Project/Area Number (Other) 22H01750 (2022-2023)
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

Allocation TypeMulti-year Fund (2024)
Single-year Grants (2022-2023)
Section一般
Review Section Basic Section 25030:Disaster prevention engineering-related
Research InstitutionNational Institute of Maritime, Port and Aviation Technology

Principal Investigator

高川 智博  国立研究開発法人海上・港湾・航空技術研究所, 港湾空港技術研究所, グループ長 (30451785)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 対馬 弘晃  気象庁気象研究所, 地震津波研究部, 主任研究官 (00589864)
齊藤 竜彦  国立研究開発法人防災科学技術研究所, 巨大地変災害研究領域地震津波発生基礎研究部門, 主任研究員 (30550933)
近貞 直孝  国立研究開発法人防災科学技術研究所, 巨大地変災害研究領域地震津波発生基礎研究部門, 主任研究員 (90318197)
馬場 俊孝  徳島大学, 大学院社会産業理工学研究部(理工学域), 教授 (90359191)
前田 拓人  弘前大学, 理工学研究科, 教授 (90435579)
大石 裕介  富士通株式会社(富士通研究所), 人工知能研究所, リサーチディレクター (90816240)
Project Period (FY) 2024-04-01 – 2026-03-31
Project Status Granted (Fiscal Year 2024)
Budget Amount *help
¥17,030,000 (Direct Cost: ¥13,100,000、Indirect Cost: ¥3,930,000)
Fiscal Year 2025: ¥3,640,000 (Direct Cost: ¥2,800,000、Indirect Cost: ¥840,000)
Fiscal Year 2024: ¥3,640,000 (Direct Cost: ¥2,800,000、Indirect Cost: ¥840,000)
Fiscal Year 2023: ¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
Fiscal Year 2022: ¥5,070,000 (Direct Cost: ¥3,900,000、Indirect Cost: ¥1,170,000)
Keywords津波 / アジョイント / 逐次モンテカルロ法 / 能登半島地震 / 理論誤差 / 津波痕跡高 / 陸上浸水予測 / 予測 / 最大波 / 津波予測 / 波形インバージョン / アジョイントモデル
Outline of Research at the Start

2011年東北地方太平洋沖地震津波による甚大な津波災害を受け、海域の津波観測網が大幅に拡充されている。そして新しい観測網に対応した津波波源推定や津波波形予測手法が開発され、津波の第一波の到達時間や高さについてはかなりの精度で予測できるようになってきた。一方、実際に生じた過去の津波では、第2波以降が最大波となるケースが度々報告されているが、こうした後続波の予測精度には依然として課題がある。本研究では、最新の高精度な津波モデルに基づきながら、多様な波源モデルを高解像度で解析することができるアジョイント型の津波モデルを新たに開発し、後続最大波を含めた津波波形予測の精度を飛躍的に高めることを目指す。

Outline of Annual Research Achievements

これまでに開発した遠地津波を対象とするアジョイントシミュレーションコードと逐次モンテカルロ法を組み合わせた断層幾何形状・すべり分布の同時推定手法の成果を国際学術誌Journal of Geophysical Research (Solid Earth)に発表した。また、この手法を2024年1月1日に発生した能登半島地震津波に応用し、理論誤差を陽に取り込んだ新たなアジョイントインバージョン手法を開発した。その結果、推定された津波波源は沖合の観測波形のみを用いて推定したにもかかわらず、陸上の津波痕跡高も高精度で再現することが可能となり、沖合観測データを利用した陸上浸水予測の精度向上に向けた重要な検証結果を得た。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

1: Research has progressed more than it was originally planned.

Reason

当初計画には含まれていなかった能登地震津波を対象とした解析を実施したことで、アジョイント解析の新たな応用分野を開拓できた。さらに、これまでよりも沿岸に近く、比較的理論誤差が大きい実観測データを用いたことが、理論誤差を同時推定する新しいインバージョン手法の開発につながったため。

Strategy for Future Research Activity

アジョイント合成の枠組みをネスティング格子に対応させるとともに、時間変化する外力にも適用可能とし、複雑な津波の発生や台風に伴う高潮など、幅広い現象に対して応用性の高い手法へと拡張する。

Report

(3 results)
  • 2024 Research-status Report
  • 2023 Annual Research Report
  • 2022 Annual Research Report
  • Research Products

    (10 results)

All 2024 2022 Other

All Int'l Joint Research (2 results) Journal Article (2 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 1 results,  Open Access: 1 results) Presentation (4 results) Remarks (2 results)

  • [Int'l Joint Research] オーストラリア国立大学(オーストラリア)

    • Related Report
      2024 Research-status Report
  • [Int'l Joint Research] オーストラリア国立大学(オーストラリア)

    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Journal Article] Adjoint Synthesis for Trans‐Oceanic Tsunami Waveforms and Simultaneous Inversion of Fault Geometry and Slip Distribution2024

    • Author(s)
      Takagawa Tomohiro, Allgeyer Sebastien, Cummins Phil
    • Journal Title

      Journal of Geophysical Research: Solid Earth

      Volume: 129 Issue: 6 Pages: 1-31

    • DOI

      10.1029/2024jb028750

    • Related Report
      2024 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] アンサンブル津波予測2022

    • Author(s)
      高川智博
    • Journal Title

      月刊地球

      Volume: 44 (8) Pages: 389-397

    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] アジョイント波形合成を用いた2024年能登半島地震津波の波源解析2024

    • Author(s)
      髙川智博・千田優・藤木峻・川口浩二
    • Organizer
      第71回海岸工学講演会
    • Related Report
      2024 Research-status Report
  • [Presentation] アジョイント津波波形合成および断層幾何とすべり分布の同時インバージョン手法の開発2024

    • Author(s)
      髙川智博・Allgeyer Sebastien・Cummins Phil
    • Organizer
      日本地震学会秋季大会
    • Related Report
      2024 Research-status Report
  • [Presentation] アジョイント津波波形合成および断層幾何とすべり分布の同時インバージョン手法の開発2024

    • Author(s)
      髙川智博・Allgeyer Sebastien・Cummins Phil
    • Organizer
      第14回巨大津波災害に関する合同研究集会
    • Related Report
      2024 Research-status Report
  • [Presentation] アジョイント合成を用いた2024年能登半島地震津波の波源解析2024

    • Author(s)
      髙川智博・千田優・藤木峻・川口浩二
    • Organizer
      海岸工学講演会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Remarks] Tsunami Adjoint simulator TANDEM

    • URL

      https://github.com/tomographyyy/tandem

    • Related Report
      2024 Research-status Report
  • [Remarks] TANDEM - Tsunami Adjoint simulator for Nonpoint...

    • URL

      https://github.com/tomographyyy/tandem

    • Related Report
      2023 Annual Research Report

URL: 

Published: 2022-04-19   Modified: 2025-12-26  

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