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沖合津波観測による津波即時予測技術の共進化を可能にする標準評価法の創出

研究課題

研究課題/領域番号 19H02409
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 小区分25030:防災工学関連
研究機関徳島大学

研究代表者

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)

研究分担者 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)
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)
齊藤 竜彦  国立研究開発法人防災科学技術研究所, 地震津波防災研究部門, 主任研究員 (30550933)
久保田 達矢  国立研究開発法人防災科学技術研究所, 地震津波火山ネットワークセンター, 特別研究員 (70808071)
近貞 直孝  国立研究開発法人防災科学技術研究所, 地震津波火山ネットワークセンター, 主任研究員 (90318197)
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), その他部局等, 研究員 (90816240)
研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
17,550千円 (直接経費: 13,500千円、間接経費: 4,050千円)
2021年度: 5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円)
2020年度: 5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円)
2019年度: 7,410千円 (直接経費: 5,700千円、間接経費: 1,710千円)
キーワード津波 / 即時予測 / 海底水圧観測 / 動圧効果 / 3次元シミュレーション / 3次元シミュレーション / 津波即時予測 / ベンチマークテスト / 津波観測網
研究開始時の研究の概要

本研究課題は,急速に発展してきた超稠密津波観測網記録を用いた種々の津波即時予測手法に対して,その特性を相互に比較可能なプラットフォームを構築し,予測結果の定量比較を通じて津波即時予測技術の共進化を行うものである.そのために,海底圧力計観測網による津波記録を利用する際に直面している観測記録の複雑性に正面から立ち向かう.津波発生の最新理論を用いて,これまで作成が困難であった震源直上における地殻変動や海水中の動圧効果までを含んだ仮想津波記録の合成を実現する.仮想津波記録を用いた複数の手法による津波即時予測実験を通じて予測技術の標準評価法を確立する.

研究成果の概要

本研究では地震動・地殻変動・津波が混在する海水中の圧力変動場の理論を確立するとともに,数値計算モデルに実装した.地震の断層破壊モデルを本手法に最適化することにより,すべての効果を含む地震発生時の現実的な海底水圧記録の合成にはじめて成功した.地震を起源としない津波も研究対象とし,移動する気圧変化による津波の発生とそのときに観測できる物理量を理論的に解明した.また,海底水圧計が観測する複雑な記録から地震動と津波成分を分離する手法を開発した.過去の津波イベントで観測された海底水圧記録に対して事後解析を実施し,本研究で確立した新しい津波理論や解析手法の妥当性を確認した.

研究成果の学術的意義や社会的意義

沖合の海底水圧計で津波観測を行う場合,津波記録に地震動と地殻変動がノイズとして混入し,津波警報を難しくしている.本研究の成果を利用することで,地震直後の津波の予測の精度の向上が期待される.また,海底水圧計という新しい観測態勢に対応するためには津波の発生と伝播の理論の再構築が重要である.本研究で到達した流体力学に弾性体力学を加えた新しい津波理論をレビュー論文としても報告した.津波研究分野のさらなる発展に貢献する成果である.

報告書

(4件)
  • 2021 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実績報告書
  • 2019 実績報告書
  • 研究成果

    (38件)

すべて 2021 2020 2019 その他

すべて 雑誌論文 (15件) (うち国際共著 4件、 査読あり 15件、 オープンアクセス 12件) 学会発表 (22件) (うち国際学会 13件、 招待講演 2件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Frequency dispersion amplifies tsunamis caused by outer-rise normal faults2021

    • 著者名/発表者名
      Baba, T., Chikasada, N., Imai, K., Tanioka, Y., & Kodaira, S
    • 雑誌名

      Scientific reports

      巻: 11 号: 1 ページ: 20064-20064

    • DOI

      10.1038/s41598-021-99536-x

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Earthquake Rupture and Tsunami Generation of the 2015 Mw 5.9 Bonin Event Revealed by In Situ Pressure Gauge Array Observations and Integrated Seismic and Tsunami Wave Simulation2021

    • 著者名/発表者名
      Kubota Tatsuya、Saito Tatsuhiko、Fukao Yoshio、Sugioka Hiroko、Ito Aki、Tonegawa Takashi、Shiobara Hajime、Yamashita Mikiya
    • 雑誌名

      Geophysical Research Letters

      巻: 48 号: 22

    • DOI

      10.1029/2021gl095915

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Extracting near-field seismograms from ocean-bottom pressure gauge inside the focal area: application to the 2011 Mw 9.1 Tohoku-Oki earthquake2021

    • 著者名/発表者名
      Kubota, T., Saito, T., Tsushima, H., Hino, R., Ohta, Y., Suzuki S, & Inazu D.
    • 雑誌名

      Geophysical Research Letters

      巻: 48 号: 7

    • DOI

      10.1029/2020gl091664

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書 2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Improving the Constraint on the Mw 7.1 2016 Off‐Fukushima Shallow Normal‐Faulting Earthquake With the High Azimuthal Coverage Tsunami Data From the S‐Net Wide and Dense Network: Implication for the Stress Regime in the Tohoku Overriding Plate2021

    • 著者名/発表者名
      Kubota Tatsuya, Kubo Hisahiko, Yoshida Keisuke, Chikasada Naotaka Y., Suzuki Wataru, Nakamura Takeshi, Tsushima Hiroaki
    • 雑誌名

      Journal of Geophysical Research: Solid Earth

      巻: 126 号: 10

    • DOI

      10.1029/2021jb022223

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Meteorological tsunami generation due to sea-surface pressure change: Three-dimensional theory and synthetics of ocean-bottom pressure change2021

    • 著者名/発表者名
      Saito, T., Kubota, T., Chikasada N. Y, Tanaka, Y., & Sandanbata, O.
    • 雑誌名

      Journal of Geophysical Research: Oceans

      巻: 126 号: 5

    • DOI

      10.1029/2020jc017011

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Meteotsunami Observed by the Deep‐Ocean Seafloor Pressure Gauge Network Off Northeastern Japan2021

    • 著者名/発表者名
      Kubota Tatsuya、Saito Tatsuhiko、Chikasada Naotaka Y.、Sandanbata Osamu
    • 雑誌名

      Geophysical Research Letters

      巻: 48 号: 21

    • DOI

      10.1029/2021gl094255

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Review on Recent Progress in Near-Field Tsunami Forecasting Using Offshore Tsunami Measurements: Source Inversion and Data Assimilation2021

    • 著者名/発表者名
      Wang Y.、Tsushima H.、Satake K.、Navarrete P.
    • 雑誌名

      Pure and Applied Geophysics

      巻: 178 号: 12 ページ: 5109-5128

    • DOI

      10.1007/s00024-021-02910-z

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] 南海トラフ巨大地震の 3 次元津波伝播シミュレーション2020

    • 著者名/発表者名
      大石 裕介, 新出 孝政, 山崎 崇史, 牧野嶋 文泰, 馬場 俊孝, 前田 拓人, 近貞 直孝, 対馬 弘晃, 高川 智博
    • 雑誌名

      土木学会論文集 B2 (海岸工学)

      巻: 76

    • NAID

      130007935840

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A Method of Real-Time Tsunami Detection Using Ensemble Empirical Mode Decomposition2020

    • 著者名/発表者名
      Wang Yuchen、Satake Kenji、Maeda Takuto、Shinohara Masanao、Sakai Shin’ichi
    • 雑誌名

      Seismological Research Letters

      巻: 91 号: 5 ページ: 2851-2861

    • DOI

      10.1785/0220200115

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Deep Investigations of Outer‐Rise Tsunami Characteristics Using Well‐Mapped Normal Faults Along the Japan Trench2020

    • 著者名/発表者名
      Baba Toshitaka、Chikasada Naotaka、Nakamura Yasuyuki、Fujie Gou、Obana Koichiro、Miura Seiichi、Kodaira Shuichi
    • 雑誌名

      Journal of Geophysical Research: Solid Earth

      巻: 125 号: 10

    • DOI

      10.1029/2020jb020060

    • NAID

      120007183278

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Tsunami Modeling for the Deep Sea and Inside Focal Areas2019

    • 著者名/発表者名
      Saito, T., T. Kubota
    • 雑誌名

      Annual Review of Earth and Planetary Sciences

      巻: 48 号: 1 ページ: 121-145

    • DOI

      10.1146/annurev-earth-071719-054845

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Synthesizing sea surface height change including seismic waves and tsunami using a dynamic rupture scenario of anticipated Nankai trough earthquakes2019

    • 著者名/発表者名
      Tatsuhiko Saito, Toshitaka Baba, Daisuke Inazu, Shunsuke Takemura, Eiichi Fukuyama
    • 雑誌名

      Tectonophysics

      巻: 769 ページ: 228166-228166

    • DOI

      10.1016/j.tecto.2019.228166

    • NAID

      120007042448

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Tsunami Data Assimilation of Cabled Ocean Bottom Pressure Records for the 2015 Torishima Volcanic Tsunami Earthquake2019

    • 著者名/発表者名
      Wang Y.、Satake K.、Sandanbata O.、Maeda T.、Su H.
    • 雑誌名

      Journal of Geophysical Research: Solid Earth

      巻: 124 号: 10 ページ: 10413-10422

    • DOI

      10.1029/2019jb018056

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Tsunami Data Assimilation Without a Dense Observation Network2019

    • 著者名/発表者名
      Wang Y.、Maeda T.、Satake K.、Heidarzadeh M.、Su H.、Sheehan A. F.、Gusman A. R.
    • 雑誌名

      Geophysical Research Letters

      巻: 46 号: 4 ページ: 2045-2053

    • DOI

      10.1029/2018gl080930

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Modeling of a dispersive tsunami caused by a submarine landslide based on detailed bathymetry of the continental slope in the Nankai trough, southwest Japan2019

    • 著者名/発表者名
      Baba Toshitaka、Gon Yodai、Imai Kentaro、Yamashita Kei、Matsuno Tetsuo、Hayashi Mitsuru、Ichihara Hiroshi
    • 雑誌名

      Tectonophysics

      巻: 768 ページ: 228182-228182

    • DOI

      10.1016/j.tecto.2019.228182

    • NAID

      120007141577

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Amplifying pulling-dominant tsunamis due to dispersion: Case studies for outer-rise and submarine landslide tsunamis2021

    • 著者名/発表者名
      Baba, T., N. Chikasada, T. Saito, K. Imai, K. Yamashita
    • 学会等名
      30th International Tsunami Symposium
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 海底地すべり地形調査と非静水圧二層流モデルによる津波計算2021

    • 著者名/発表者名
      馬場俊孝
    • 学会等名
      地質学会第128年学術大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Extracting near-field in-situ ground motion waveforms with large displacements of the 2011 Tohoku-Oki earthquake from ocean bottom pressure change inside the focal area2021

    • 著者名/発表者名
      Kubota, T., Saito, T., Tsushima, H., Hino, R., Ohta, Y., Suzuki, S., & Inazu, D.
    • 学会等名
      AGU 2021 Fall Meeting
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Improving the constraint of the 2016 Off-Fukushima shallow normal-faulting earthquake with the high-coverage tsunami data from the S-net wide network: implication on the crustal stress in the overriding plate2021

    • 著者名/発表者名
      Kubota, T., Kubo, H., Chikasada, N. Y., Yoshida, K., Suzuki, W. & Nakamura, T.
    • 学会等名
      JpGU Meeting 2021
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 海底動的圧力変動成分記録から抽出した2011年東北沖地震の震源域内部の大振幅地震動波形2021

    • 著者名/発表者名
      久保田達矢・齊藤竜彦・対馬弘晃・日野亮太・太田雄策・鈴木秀市・稲津大祐
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合2021年大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] A three-dimensional theory for meteorological tsunami generation and propagation. 30th International Tsunami Symposium2021

    • 著者名/発表者名
      Saito, T., T. Kubota, N.Y. Chikasada, Y. Tanaka, and O. Sandanbata
    • 学会等名
      30th International Tsunami Symposium
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Operational use of tsunami source inversion in near-field tsunami warning by JMA2021

    • 著者名/発表者名
      Tsushima, H. and T. Yamamoto
    • 学会等名
      30th International Tsunami Symposium
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Evaluation of tsunami source and propagation modeling using dense offshore tsunami measurements: case study of 2016 Mw 6.9 off Fukushima earthquake, Japan2021

    • 著者名/発表者名
      Tsushima, H., Y. Hayashi, and T. Yamamoto
    • 学会等名
      AGU Fall Meeting 2021
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] S-net沖合海底圧力観測網が記録した2020年7月1日に発生した気象津波2020

    • 著者名/発表者名
      久保田達矢・齊藤竜彦・近貞直孝・三反畑修
    • 学会等名
      日本地震学会2020年度秋季大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Tsunami analysis using the S-net pressure gauge records during the Mw 7.0 Off-Fukushima earthquake on 22 Novemver 2016 to reduce the effects of tsunami-irrelevant pressure components2020

    • 著者名/発表者名
      Kubota, T., Chikasada, N. Y., Tsushima, H., Suzuki, W., Nakamura, T., & Kubo, H.
    • 学会等名
      JpGU-AGU Joint Meeting 2020
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Millimeter-scale tsunami of an M6 earthquake observed by the nearest-field pressure gauge array: a fault modeling and stress drop estimation2020

    • 著者名/発表者名
      Kubota, T., Saito, T., & Suzuki, W.
    • 学会等名
      JpGU-AGU Joint Meeting 2020
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Fault modeling and stress drop estimation based on millimeter-scale tsunami records of an M6 earthquake detected by the dense and wide pressure gauge array2020

    • 著者名/発表者名
      Kubota, T., Saito, T., & Suzuki, W.
    • 学会等名
      EGU General Assembly 2020
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] OpenSWPC + JAGURS: 巨大地震の全波動現象再現のための融合数値シミュレーション2020

    • 著者名/発表者名
      前田拓人・齊藤竜彦・馬場俊孝
    • 学会等名
      JpGU-AGU Joint Meeting 2020
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 津波即時予測実験のための現実的全波動数値シミュレーション2020

    • 著者名/発表者名
      前田拓人・齊藤竜彦・馬場俊孝
    • 学会等名
      東京大学地震研究所共同利用研究集会「固体地球の多様な波動現象へのアプローチ:多量データ解析と大規模計算を両輪に」
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Real-Time Tsunami Detection Based on Ensemble Empirical Mode Decomposition2020

    • 著者名/発表者名
      王宇晨・佐竹健治・前田拓人・篠原雅尚・酒井慎一
    • 学会等名
      JpGU-AGU Joint Meeting 2020
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Tsunami Simulations of the 1933 Showa-Sanriku Earthquake using Well-Mapped Normal Faults along the Japan Trench2020

    • 著者名/発表者名
      Toshitaka Baba, Naotaka Chikasada, Yasuyuki Nakamura, Gou Fujie, Koichiro Obana, Seiichi Miura, and Shuichi Kodaira
    • 学会等名
      AGU fall meeting 2020
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 海域調査から作成された断層モデルを用いた1933年昭和三陸地震津波のフォワード計算2020

    • 著者名/発表者名
      馬場俊孝・近貞直孝・中村恭之・藤江剛・尾鼻浩一郎・三浦誠一・小平秀一
    • 学会等名
      日本地震学会2020年度秋季大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 日本海溝におけるアウターライズ地震津波の数値計算2020

    • 著者名/発表者名
      馬場俊孝・近貞直孝・中村恭之・藤江剛・尾鼻浩一郎・三浦誠一・小平秀一
    • 学会等名
      JpGU-AGU Joint Meeting 2020
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Tsunami Data Assimilation of the 2015 Torishima Earthquake2019

    • 著者名/発表者名
      Sandanbata, O., Wang, Y., Satake, K., Maeda, T., and Su, H.
    • 学会等名
      AGU Fall Meeting 2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 2015年鳥島地震の津波データ同化2019

    • 著者名/発表者名
      王宇晨・佐竹健治・三反畑修・前田拓人
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合2019年大会(JpGU2019)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 津波堆積物に基づく津波規模評価の試み:南海トラフ地震の例2019

    • 著者名/発表者名
      菅原大助・今井健太郎・岡田真介・前田拓人
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合2019年大会(JpGU2019)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Dispersion effects on generation and propagation of tsunami caused by submarine landslide2019

    • 著者名/発表者名
      Baba, T., Imai, K., Yamashita, K.
    • 学会等名
      27thIUGG General Assembly
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [備考] 津波即時予測

    • URL

      https://toshitaka-baba.wixsite.com/index/early-tsunami-prediction

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書 2020 実績報告書 2019 実績報告書

URL: 

公開日: 2019-04-18   更新日: 2023-01-30  

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