| Project/Area Number |
24K01139
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 25030:Disaster prevention engineering-related
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| Research Institution | Japan Agency for Marine-Earth Science and Technology |
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Principal Investigator |
西川 悠 国立研究開発法人海洋研究開発機構, 付加価値情報創生部門(地球情報科学技術センター), 副主任研究員 (10625396)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
黒木 聖夫 国立研究開発法人海洋研究開発機構, 付加価値情報創生部門(地球情報科学技術センター), 准研究副主任 (40512843)
桑谷 立 国立研究開発法人海洋研究開発機構, 海域地震火山部門(火山・地球内部研究センター), グループリーダー (60646785)
山辺 真幸 一橋大学, 大学院ソーシャル・データサイエンス研究科, 特任講師 (70990860)
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| Project Period (FY) |
2024-04-01 – 2027-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2024)
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| Budget Amount *help |
¥18,460,000 (Direct Cost: ¥14,200,000、Indirect Cost: ¥4,260,000)
Fiscal Year 2026: ¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000)
Fiscal Year 2025: ¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
Fiscal Year 2024: ¥9,360,000 (Direct Cost: ¥7,200,000、Indirect Cost: ¥2,160,000)
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| Keywords | 漂流軽石 / ハザードマップ / 軽石 / 海底火山 / 粒子追跡シミュレーション |
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| Outline of Research at the Start |
変動の激しい黒潮が流れ、台風などの影響を強く受ける日本沿岸において、現実に即した軽石の漂流・漂着シミュレーションを実現するにはどうしたら良いか、シミュレーション結果を市民が有効に活用し、防災・減災に役立てる方策は何かという問いに答えるため、軽石漂流シミュレーションの高度化、黒潮流路変動を考慮した軽石漂流の経験的リアルタイム予測法の確立、ステークホルダーや市民が自ら操作・描画可能なインタラクティブハザードマップの作成を行う。
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、海底火山由来の漂流軽石が漁業・海上交通・観光業等の支障となった事例を受けて、海洋における複雑な軽石の挙動を再現可能な高解像度の海洋モデル開発し、黒潮の流路変動を考慮した信頼性の高い軽石漂流シミュレーションを行うとともに、この結果を真に軽石漂流に対する防災・減災に資するものとするため、ステークホルダーが自ら操作できるインタラクティブなハザードマップを作成することを目的とする。具体的な研究項目は、①軽石漂流シミュレーションの高度化、②黒潮流路変動を考慮した軽石漂流の経験的リアルタイム予測法の確立、③①と②の結果を元にした、ステークホルダーや市民が自ら操作・描画可能なインタラクティブハザードマップの作成である。今年度は各項目について一通り研究を行い、ハザードマップのプロトタイプを作成した。研究の進捗状況の詳細は次の項目に記載する。
本研究は海洋学・情報地質学・ソーシャルサイエンスの専門家による共同研究であるが、軽石の噴出や漂着状況について研究している火山学や市民団体との意見交換も本研究の目的達成のためには必須であると考え、関係者との交流を積極的に行った。具体的には、令和6年度 東北大学「即戦力となる火山人材育成プログラム」に「現世海岸や堆積物中に存在する漂着軽石の分布・産状の把握（研究代表者：石村）」の分担者として応募した課題が採択され、沖縄での漂着軽石の現況を視察した。現地では軽石の漂流調査を行っているNPOの案内により巡検を行い、軽石漂着による被害が話題となった2021年徳岡ノ場噴火に由来する軽石のみならず、直近の2022-23年硫黄島噴火に由来する軽石も多く漂着していることを確認した。また想定より大きな直径20cm以上の軽石も漂着しており、今後の漂流シミュレーションや感覚に訴えるリアルなハザードマップの作成にあたって有用な知見を得ることができた。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
①軽石漂流シミュレーションの高度化：2024年度は空間解像度10kmと2kmの海洋モデルを用いて漂流シミュレーションを行い、高解像度化による結果の差異について検討した。また、軽石の上陸過程に海底地形を反映させる改良を行なった。シミュレーション結果はJSST 2024 and AsiaSim 2024の招待公演において発表した（Yamabe, 2024）。
②黒潮流路変動を考慮した軽石漂流の経験的リアルタイム予測法の確立：太平洋側の火山からの軽石漂流状況は黒潮の流路に大きく依存し、黒潮流路は不安定で予測が難しい。しかし過去数十年に遡ればある程度の分類は可能であることから、過去のデータから効率的な類似度検索によって現在の黒潮流路に最も近い時期を探し、その時期の軽石漂流シミュレーションを用いて噴火直後に時間を置かずに漂流予測を可能にする技術を開発した（Kuwatani et al., 2025）。
③インタラクティブハザードマップの作成：①の結果を可視化し、web上で公開した。可視化方法については沖縄巡見で得た知見などを元に、来年度以降も改良を重ねる予定である。漂流軽石には海運の障害になるなどの負の面がある一方で、軽石を利用して生物が拡散し、火山島で独自の生態系を築くことが知られている。本研究の成果に付着生物の専門家が興味を持ち、軽石に高頻度で付着するカルエボシを使った漂流経路推定の共同研究に発展させることができた。この成果は日本地球惑星科学連合2024年大会で発表するとともに、論文にまとめて投稿した（Watanabe et al., 2024）。ハザードマップを公開することで、本来の防災以外にも有用な科学的知見が得られる可能性が示唆された。
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| Strategy for Future Research Activity |
引き続き軽石漂流シミュレーションの高度化及びステークホルダーや市民が自ら操作・描画可能なインタラクティブハザードマップの作成を行う。2024年度までに漂流シミュレーションに使う海洋モデルを空間解像度2kmまで高解像度化し、現在500mにネスティングしての計算を実行中であるため、2025年度以降は500mモデルの結果も用いたシミュレーションを行う。また沖縄での巡見を通じてどの海底火山から流出した軽石はどの海岸に集まりやすいかや、漂着軽石のサイズ分布に関する知見が集まったため、この結果に整合的になるよう、風による輸送や軽石が砕破して沈む効果をチューニングして、シミュレーションの改良を行う。火山の専門家とも引き続き連携し、軽石放出に関する専門知識の反映、シミュレーション結果の提供などを通じてより現実的なシミュレーションを目指す。
ハザードマップはプロトタイプ版においてユーザーが自分で海域を指定してシミュレーション結果を解析する際に動作が遅くなるという問題点が判明したため、計算を可能な限り省力化し操作性を向上させる方策について検討する。また想定ユーザーに海運関係者が含まれることから、日本近海の船舶自動識別装置の航路データを購入して、特に船舶密度が高い海域で漂流軽石が予測された場合に警報するシステムの構築を行う予定である。その他、表示すると良い情報、望ましい見せ方に関してユーザーとして想定している地方自治体などへ聞き取り調査を行い、ハザードマップを改良する。
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