ここからサイトの主なメニューです

三.計画の実施内容

1.地震・火山現象の解明のための研究

地震火山災害を軽減するためには,地震・火山現象の根本的な理解を深めることが重要である。長期間にわたる過去の地震や火山噴火の発生事例,地震・火山現象の物理・化学過程や,構造,応力場,変形場などに関する研究を進め,地震や火山噴火が発生する仕組みを解明する。特に,発生すると甚大な被害をもたらす低頻度大規模の地震・火山噴火現象に関しては,史料・考古・地質データ等の収集・拡充を進め,近代的な観測データとの比較研究を行うことで,その特徴や多様性を把握する。また,事例を増やすために,海外の大規模地震・火山噴火についても研究する。また,地震発生や火山噴火の予測に活用するために,地震発生現象,火山現象,地震発生及び火山活動を支配する場のモデル化を進める。

(1)地震・火山現象に関する史料,考古データ,地質データ等の収集と解析

地震・火山噴火現象に関係する過去の事象を理解し,現在の状況の把握,ならびに将来の活動推移の予測に資するために,史料,考古,地質の調査から得られた情報を活用する。現存する膨大な史料の中から,文献的に信頼できる地震・火山活動関連史料を抽出し,信頼性の高い史料データベースを構築する。考古情報については,これまでに公開されている10万冊以上に及ぶ考古遺跡の調査報告書から,地震・火山現象に関連する遺物や災害痕跡などの資料を収集し,データベース化を進める。
地質情報については,活断層の位置,形状に関する情報の取得とその過去の活動履歴・地震規模を解明し,データベースの整備を進める。また,地震に伴う地質学的な痕跡を調査し,データの収集,整理を行うとともに,津波堆積物等の識別手法の高度化と年代決定精度の向上をめざす。火山噴火に関しては,地形・地質調査により活動的火山の噴火堆積物および噴出物の基礎データを蓄積するとともに,海底火山や海洋底の調査を行い,地質・岩石学的データの収集・整理を行い,データベース化を進める。

ア.史料の収集とデータベース化

○大学は,既刊の地震・火山噴火関係史料集のテキストデータベースを構築する。データベース化にあたっては校訂作業をほどこして正確な情報を提供する。また史料中に現れる地名に位置情報を与えることによって,検索結果された史料を地図表示できるようにして,利便性をはかる。
○既刊の地震史料集に収録されていない地震・火山活動関係史料を収集する。特に,同一地点における有感地震記録の長期的な把握,および既刊史料集の採録対象外であり,かつ近代的な観測データのない明治初年の関係史料の発見に重点をおく。また地震・火山活動関係史料を単体ではなく,史料群としての性格も把握することによって,史料から適切な理解を導き出せるように努める。
○大学は,史料に記述された地震・火山活動にかかわる言語表現が,どのような自然現象をとらえたものであるのか,各種史料の比較検討によって確定し,地震・火山活動の規模や態様を推定するための指標として活用することをめざす。また,史料から検出できる家屋倒壊率を,震度を推定するための数値として適切に活用するにはどのような方法が必要か,各種の事例から検討する。
○大学は,近世・近代の村絵図,国絵図,地籍図やGISなどから得られる地理情報を分析して,地形の歴史的変遷を考察する。それによって,過去の地震災害の実態解明を進めるとともに,将来発生が懸念されている災害の被害軽減への活用をはかる。

イ.考古データの収集・集成と分析

○奈良文化財研究所は,災害痕跡考古資料の収集とデータベース作成・公開事業をさらに拡充し,全都道府県の既存データを網羅すると共に,今後,地質考古学的視点から,新規に実施される発掘調査で確認される災害痕跡考古資料を視野にいれた考古資料収集・データベースを構築するための体制を整備する。その上で,南海トラフ沿いの巨大地震などを念頭に,特定地域の災害考古資料の収集と災害履歴の再構築・解明をめざす。
○大学は,考古資料から得られた災害痕跡データベースと,文献史料から得られた地震・火山活動のデータベースを統合して検索することが可能とするシステムを構築し成果の活用をはかる。

ウ.地質データ等の収集・集成と分析

○大学は,津波堆積物の認定・対比手法の確立や,年代決定の高精度化を図り,津波をもたらした海溝型巨大地震の発生履歴とその規模の解明を進める。同時に,国内に加え海外での堆積物調査や,既存データの再検討を行う。
○産業技術総合研究所は,津波堆積物等の調査結果に基づき,津波による浸水履歴データベースの整備・更新を行う。また,地形・地質調査により,全国の活断層のセグメント区分の見直しや,活動性評価をすすめ,最新知見に基づく活断層データベースの整備・更新を行うと共に,連動型地震の発生頻度や地震規模をもとに,地震サイクルにおける古地震シナリオを構築する,
○大学は,火山噴火の規模・爆発性や推移・継続期間を評価する上で重要となる基礎データ,特に火山噴出物に対する岩石・鉱物学的解析によるマグマ溜まりの深度,温度,含水量等の情報を収集・整理する。
○産業技術総合研究所は,御嶽山など監視・観測体制の充実が必要な活火山を対象として火山地質図の整備を推進する。また,全国の火山を対象として,噴出物量や歴史記録を含めた噴火年代等の基礎的な地質情報を収集した火山データベースの整備・更新を行う。さらに,噴火年代を高分解能で得るための火山噴出物を対象とした年代測定手法を開発する。

(2)低頻度大規模地震・火山噴火現象の解明

史料,考古データ等と近代的な観測データを対比・統合することによって,近代的な観測開始以前の地震,津波,火山噴火の長期間にわたる発生履歴や,現象の規模・発生場所を明らかにする。特に,低頻度大規模地震については,海外で発生した事例も含め,近代的観測データを解析することで,その特長を抽出し発生機構を解明する。火山に関しては,カルデラ噴火を含む低頻度の大規模噴火も対象とし,活動的火山の噴火履歴およびマグマの発達過程を高い精度で明らかにする。また,噴火推移・履歴の時空間解像度を上げるため,地質学的解析手法,岩石鉱物の微細組織解析および年代学的手法の開発・改良を進める。
○大学は,文献史料,考古遺跡,地質調査のデータを統合して過去に発生した地震・火山活動を分析するとともに,近代以後の調査・観測データとの比較・検討を通じて,低頻度で大規模な地震・火山現象,およびそれによる災害の実態を解明する。特に南海トラフでの巨大地震・津波や西南日本内陸部など,過去に繰り返し大規模な地震が発生している地域については,海外所在の史料も含め,新資料の抽出に努める。津波痕跡については,堆積物の減衰過程を分析することによって,現存する堆積物から過去の現象の規模を推定する方法論を構築する。
○産業技術総合研究所は,日本列島の各海溝沿いで発生する低頻度大規模地震について,津波堆積物や海岸地形など地形地質学的調査により発生履歴や震源・波源などを解明する。
○大学は,絶対重力計と相対重力計による重力測定を実施し,平成23年東北地方太平洋沖地震後の重力変化を追跡することにより,地下で進行している物質移動や密度変化を明らかにする。
○大学は,伊豆大島や霧島火山等でのVEI=4~5クラス大規模噴火を対象として,地質調査,噴出物に対する物質科学的解析,一次元火道モデルや噴煙拡散等の数値モデル解析を行い,噴火に伴う諸現象とその推移,噴出量・噴出率などの噴火物理パラメータ,マグマ供給系の実体とその時間変化を解明する。また,近現代までの海外の大規模噴火について,古記録などをもとに噴火の先行現象,噴火推移,被害状況を整理する。
○大学は,洞爺・阿蘇などのカルデラ火山を対象としてウラン系列放射非平衡を用いた物質科学的解析を実施し,カルデラ噴火に至るマグマ蓄積プロセスや分化プロセスを解明する。また,鬼界カルデラなどの海底カルデラ火山を対象に,地震や地殻変動のモニタリングを行うと共に,地震波・電磁気探査などから巨大カルデラ火山におけるマグマ供給系の高解像度イメージングを行う。

(3)地震発生現象の解明とモデル化

スロー地震を含む地震活動の特徴やスロー地震と通常の地震との類似性・関連性を明らかにすることで,多様なプレート間すべりのモデル化を進める。また,地震時の動的破壊過程や,複雑な断層系における断層間の相互作用ダイナミクス,活断層沿いとプレート間沿いの連鎖破壊,地震活動の階層性等に関するデータ解析や理論研究を実施する。さらに,地球物理・地球化学的観測や野外観察,室内実験や数値シミュレーションなどの研究を通して,地震発生や下部地殻のレオロジー特性に与える地殻流体の効果や,断層面の摩擦特性,断層帯の微細構造・変形機構等に関する理解を深め,地震断層すべりの物理モデルを構築する。

ア.地震発生機構の解明

○大学は,日本周辺の海溝でのスロー地震を含む地震活動,ゆっくり滑りなどの地殻活動を,海域及び陸域における長期間の観測により明らかにし,多様なプレート間すべりをモデル化する。日本海溝沿いでは,平成23年東北地方太平洋沖地震発生後のプレート間の固着状態と,海陸プレート内の応力状態の時空間発展の詳細を明らかにすることにより,地震サイクルのうち地震発生から間震期へ遷移する過程を明らかにする。また,南海トラフ沿いでは,ゆっくり滑りのモニタリング手法の高度化と,想定されている巨大地震の震源域周辺の詳細な不均質構造を推定し,ゆっくり滑りの支配要因について理解を深める。
○大学は,東北地方の南部やニュージーランド等において地震・地殻変動観測を行い,地震活動や,ひずみ場,応力場を推定し,複雑な断層系における断層間の相互作用を解明する。また,複雑な断層系における断層間の相互作用ダイナミクスの理解,及び摩擦特性が不均一な断層における複雑な滑りダイナミクス及び地震サイクルの非線形動力学的理解を目指す。
○大学は,小規模から超巨大地震まで,個々の破壊プロセスが含む階層性と,複雑系の相互作用として出現する地震活動の階層性をデータ分析によって定量化を進めるとともに,世界各地の沈み込み帯を対象とした国際共同研究を推進し,テクトニクス環境依存性について検討する。
○大学は,鉱山で得られた掘削コアや孔井を地質学的・地球物理学的・地球化学的・地下水学的に精査し,掘削後の孔井を利用して震源ごく近傍での観測データの解析から,応力と地震活動の関係を解明する。
○大学は,実験や,数値シミュレーション,野外観察に基づいて,地震発生における地殻流体の役割や,下部地殻のレオロジーに与える流体の効果,高温高圧状態における地殻流体の存在形態などを明らかにする。
○大学は,断層破砕面に沿って上昇する深部流体から供給される地下水溶存ガスの組成とその時間変化を理解し,深部流体が内陸地震の発生に与える影響を解明する。また,注水実験により,断層破砕帯の透水性およびその微細構造を推定する。

イ.地震断層すべりのモデル化

○大学は,地球物理学的・地球化学的観測や室内実験,数値シミュレーション,野外観察,掘削コアなどから得られた情報を融合させて,地震断層すべり物理モデルの高度化を目指す。
○大学及び海洋研究開発機構は,国内外の沈み込み帯における海底下科学掘削により地震発生帯の構成物質の試料を採取し,その分析に基づき断層面の摩擦特性を明らかにする。
○大学は,断層すべりの数値シミュレーション,解析的考察によって,断層面上の不均質がモデルの予測能力に与える影響を明らかする。また,様々な外乱に対する断層すべりの応答を,実験・理論によって解明し,観測事実と比較する。
○産業技術総合研究所は,地下の断層の変形機構の空間的不均質が断層挙動に与える影響を評価するため,基礎データとなる断層岩の数10 km 程度の範囲の空間分布を,剥断層の地質調査に基づき提供する。また,各岩石の微細構造解析および高温高圧変形実験に基づき変形機構や断層強度の深さ依存性を明らかにする。さらに,脆性―塑性遷移領域における歪の集中過程を実験的に明らかにする。

(4)火山現象の解明とモデル化

噴火の推移や多様性を理解するためには,現象の発生源にできるだけ近づき,多項目観測を実施することが不可欠である。そのため,活火山周辺や火口近傍において地球物理学的観測や地球化学的観測,火山噴出物や火山ガスの分析からなる多項目同時観測・採取・解析を行う。観測データの解析や噴出物等の試料分析で得られた知見を文献調査や室内実験,数理モデルと比較し,多くの火山に適用することを念頭に置く一般化された噴火機構のモデル化を進める。そもそも,火山現象はマグマの動きに支配されるものであるから,マグマの特性を理解することが不可欠であることに鑑み,マグマの流動・破砕・脱ガス・結晶化などの各素過程の物理・化学的な実験研究や,数理モデルによる理論解析を進め,噴火様式の分岐条件や噴煙形成の支配因子を定量化することを目指す。

ア.火山噴火機構のモデル化

○大学は,海域を含む国内外の活動的な火山および最近噴火した火山を対象に,火山周辺や火口近傍における多項目観測,リモートセンシング観測,噴出物の物質科学分析を行い,噴火前―噴火中-噴火後の推移やその多様性の理解を進める。そのために,新たな観測・分析手法の開発や既存の手法の高度化を行う。観測・分析データと素過程の理解を統合し,火山の活動機構のモデル化を行う。
○防災科学研究所は,基盤的火山観測網やリモートセンシング技術等による多項目の火山観測データを活用し,多様な火山現象のメカニズムの解明や火山災害過程を把握するための研究開発を進める。また,火山体周辺や火口近傍において火山観測網を補完する機動的な調査観測を行うほか,遠隔で火山ガスや火山灰等の分析を行うモニタリング技術を開発し,活動の変化を早期に捉える。
○産業技術総合研究所は,活動的な火山において火山ガスの観測を実施する。マグマ性の噴火を繰り返して大量な火山ガス放出を継続している火山においては,噴火活動推移の多様性をもたらす火山ガス放出過程のモデル化を行う。また,熱水の関与が見られる火山においては,熱水系とマグマ性ガスの相互作用を明らかにする。

イ.火山噴火の素過程

○大学および防災科学研究所は,マグマの流動・脱ガス・結晶化などの各素過程に対する物理・化学的な実験を行い,噴火様式を支配するマグマの物質科学的性質を明らかにする。また,地球物理観測や物質科学分析のデータや素過程の理解とモデル実験,数値シミュレーションを組み合わせ,噴火機構及び噴火推移の理解を深める。

(5)地震発生及び火山現象を支配する場の解明とモデル化

テクトニクス環境の違いに応じて,プレート境界域と海洋プレート内部,内陸地震を含む地殻内の地震発生域,火山地域に分けて,それぞれの場の特徴について研究を進める。プレート境界域において,プレート境界面の形状とプレート境界周辺の構造,応力場,並びにスロー地震も含めた地震活動の分布を観測により明らかにする。また,アウターライズ地震やスラブ内地震が起きる海洋プレート内部の構造や震源分布,応力場,流体分布を観測により明らかにする。内陸地震発生域においては,震源分布,ひずみ場,応力場,地震学的構造・比抵抗構造,地殻流体の挙動を明らかにし,実験・物質科学的知見に基づいてレオロジー構造モデルを構築する。加えて,震源断層への応力載荷過程についての理解を深める。海域から陸域までを包括した地震波速度・減衰構造,構造境界の分布の精緻化を進めるとともに,比抵抗構造,応力場,定常変形場などの情報を含めることにより,構造共通モデルをより一層発展させる。また,火山周辺地域における地球物理学的イメージングや,物質科学的研究,地殻活動のデータ解析により,熱水系の構造,火山体浅部からやや深部までの構造,マグマ供給系を明らかにする。地震活動と火山活動相互の誘発や抑制の可能性については,引き続き事例を蓄積するとともに,室内実験や理論モデルを通して地震と火山活動の相互作用に関する研究を実施する。

ア.プレート境界地震と海洋プレート内部の地震

○大学及び海上保安庁,産業技術総合研究所,海洋研究開発機構は,千島海溝から日本海溝,南海トラフから南西諸島海溝の国内の沈み込み帯,ニュージーランドなどの海外の沈み込み帯において,プレート境界面の形状とプレート境界周辺の地下構造,並びに通常の地震活動・スロー地震活動の分布とその周辺の地下構造や応力場を明らかにする。
○大学及び海洋研究開発機構は,長期孔内観測システムを含む地殻変動観測を推進する。また,ゆっくり滑りの発生に伴う多様な断層すべり運動の把握,地震学的・電磁気学的構造の変化,ゆっくり滑りの発生機構の理解を深める。
○大学及び海洋研究開発機構は,日本海溝アウターライズ域周辺の地震観測と構造探査を実施し,沈み込む前の海洋プレート内の地震発生域の地震学的構造や流体分布を推定する。
○大学は,日本海溝周辺や首都圏下などにおけるスラブ内地震震源域における不均質構造の空間分解能の向上を図る。さらに,室内実験により,スラブ中に存在する含水鉱物の脱水に伴う脆性変形過程やマントルを構成する主要な岩石の相転移に伴う断層形成機構を検証し,含水鉱物の脱水とマントル融解を考慮したスラブ内地震の発生機構の理解を深める。
○大学は,プレート境界周辺の地震断層に沿った流体変動のモニタリングを進める。

イ.内陸地震

○大学は,東北地方太平洋沖地震後のひずみ場,地震活動や応力場の時間変化を捉え,地震学的構造・比抵抗構造及び実験・物質科学的知見に基づくレオロジー構造モデルを構築する。レオロジー構造モデルに基づく東北地方太平洋沖地震前後の地殻応答シミュレーションを行い,観測結果や古地震学的知見との比較により内陸地震発生に至る応力載荷過程の解明を進めつつ,岩石実験データの解析から,東北地方太平洋沖地震後の応答(余効変動)を表現する遷移的な変形挙動を再現可能なレオロジー構造の高度化も進める。また,誘発地震発生域などでは,精密な震源分布に基づく地震活動の移動現象と,主に発震機構解に基づく応力・強度の時空間変化を推定し,内陸地震発生と地殻流体の関係について理解を深める。
○大学は,西南日本のひずみ集中帯などにおいて,高密度地震観測と電磁気観測などの実施と既存データの再解析により,内陸地震の断層周辺の不均質構造や変形場を捉え,断層への応力載荷過程を明らかにする。また,地震の発震機構解を用いて地殻流体の時間発展を解析し,内陸地震の発生に果たす断層強度の低下と応力場の変化の役割を定量的に分析し,内陸地震の発生モデルの構築を進める。
○大学は,島弧会合部などにおける広域的な構造や,震源分布,応力場,流体分布を推定し,流体と内陸地震発生の関係を検討する。
○大学は,断層破砕帯等における地球化学的観測と地震観測に基づいて,地殻流体のモニタリング手法を開発する。
○国土地理院は,ひずみ集中帯などにおいて,GNSS・SAR干渉解析・水準測量による高密度地殻変動観測を実施し,非地震時及び東北地方太平洋沖地震発生後の余効変動発生下における地殻変動を明らかにする。

ウ.構造共通モデルの構築

○大学及び防災科学技術研究所,産業技術総合研究所,海洋研究開発機構は,日本列島 及びその周辺域を対象とする海域から陸域までを包括した地震波速度・減衰構造の精緻化を進めるとともに,比抵抗,日本列島内陸の応力場,定常変形場などの情報を含めた構造共通モデル(地形・海溝軸モデル,プレート境界及びモホ面モデル,リソスフェア・アセノスフェア境界モデル,日本列島下の地震発生層の下限モデル,震源断層モデル,岩石・レオロジーモデル)の構築を行い,地殻活動データ解析,地震発生の数値シミュレーション,強震動の事前評価・即時予測手法などの高度化につなげる。
○大学は,陸域及び海域における地殻変動データに加えて,衛星重力データを用いた広域粘弾性モデルを開発し,列島規模の粘弾性変形の理解を深める。
○産業技術総合研究所は,微小地震の解析から内陸から沈み込み帯にかけて,高い空間分解能を有する地殻応力図を整備する。

エ.火山噴火を支配するマグマ供給系・熱水系の構造の解明

○大学は,現行計画中に熱水の関与する噴火を発生した御嶽山,阿蘇山,草津白根山などにおいて,熱水系の構造や熱流体供給モデルの高度化を行うとともに,噴火が長期間発生していない火山などについても,構造や内部状態を把握するための基礎的観測を行う。マグマの上昇・噴火機構の理解や中長期噴火ポテンシャルの評価のため,地震学・電磁気学的手法を用いて火山体浅部からやや深部までの構造を明らかにする。
○大学および海洋研究開発機構は,カルデラ噴火を引き起こす火山のマグマ供給系を明らかにするため,鬼界カルデラをテストフィールドとして地球物理学的イメージングと物質科学的研究を行う。

オ.地震発生と火山活動の相互作用の理解

○大学は,地震学的・電磁気学的構造解析,応力場解析,地球化学的解析,数値シミュレーションなどを組み合わせ,地域スケールと沈み込み帯スケールにおいて,地震発生場とマグマを含む流体の生成や蓄積を担う場との関係を明らかにする。
○大学は,地震活動と火山活動相互の誘発や抑制の可能性について,引き続き事例を蓄積するとともに,室内実験や理論モデルから相互作用の機構についての理解を深める。

2.地震・火山噴火の予測のための研究

地震・火山現象の科学的な理解に基づき,地震発生や火山噴火の予測研究を進める。地震発生予測では,海域のプレート境界の固着状況の空間的な広がりと地震の発生履歴に基づいて,観測データと数値シミュレーションとの対比によりプレート境界地震の長期予測手法を開発する。また,地殻変動データや地震活動データを活用することで,内陸地震の長期予測手法を新たに提案し,現行の長期評価との融合を図る。中・短期的な予測を目指すため,地殻活動のモニタリングデータと数値シミュレーションの比較や統計モデルに基づく地震活動評価手法を開発する。また,地震発生に先行した現象の統計的評価に基づき,大地震の発生確率を計算する手法を開発するとともに,その発現メカニズムの解明も進める。火山噴火予測では,幾つかの活動的な火山において,多項目の観測データのモニタリングを通じて,数年から数10年スケールの火山活動の特性を明らかにすることで中期的な活動推移に対する定量的評価手法の研究を行う。また,火山活動の推移モデルを構築し,事象の分岐条件をデータや理論に基づき明らかにすることにより噴火事象系統樹を高度化し,火山噴火の規模,推移,様式の予測精度の向上を目指す。

(1)地震発生の新たな長期予測 

史料・考古データ・地質データで得られる過去の巨大地震の履歴や,明治以降の測地データに基づいて,プレート境界でのすべりの時空間変化を定量的に把握することで,長期間のすべり遅れやモーメント蓄積量を推定する。また,物理モデルに立脚した長期予測に向け,プレート境界とプレート内部を統合されたシステムとして扱い,力学的アプローチから現在および過去の地震活動を説明することを目指す。測地データや近代観測開始以降の地震活動データ,数値シミュレーション等に基づく新たな長期評価手法を開発し,新予測手法と現行の活断層の活動履歴に基づく地震発生長期予測手法を組み合わせた評価手法を検討する。

ア.海溝型巨大地震の長期予測

○大学は,史料記述にある数百年間の有感地震の記録を活用して,大地震の発生前後の中・小規模の地震活動を解明する。また,史料から推定された有感地震記録と,近代的な機器観測による中・小地震データとの比較を通して,余震活動の特徴から地震の規模推定を試みる。
○大学は,日本列島を含む広範な領域を対象とした粘弾性三次元有限要素法モデルを構築し,観測された地殻変動・応力状態を最も良く説明するプレート境界での固着状況の時空間変化を推定する。
○海上保安庁及び大学は,海溝沿いの巨大地震想定震源域近傍のプレート境界域や海溝軸近傍において,GNSS-音響測距結合方式による海底地殻変動観測を行い,プレート境界の固着状態を推定する。
○防災科技研及び海洋研究開発機構は,室内実験および大規模シミュレーション等の成果に基づき,海溝型巨大地震の長期予測手法の高度化に資する地震発生モデルを構築する。
○大学及び海洋研究開発機構は,測地データや地震活動データ,数値シミュレーション等に基づく新たな長期評価手法を開発する。

イ.内陸地震の長期予測

○大学は,測地観測データに基づく新たな内陸地震の長期予測手法を検討し,日本列島を対象とした予測モデルを試作する。また,過去の観測データに基づいて複数のモデル・手法の評価を行い,最適な予測モデルの確立を目指す。
○大学は,これまでの活断層評価などで採用されてきた内陸地震発生モデルを,近年発生した内陸地震に伴う地表地震断層や断層破壊過程に基づき検証するとともに,近年の観測を取り入れた活断層の新たな地震発生モデルを提案し,内陸地震の長期予測の高度化を図る。
○大学は,推定されたプレート境界での固着状況に基づいて,内陸域の震源断層面上に作用するクーロン応力変化を計算し,地震発生の長期予測を試みる。
○大学は,大地震発生前に取得可能な情報(広域応力場や断層の幾何学的形状,古地震履歴,応力蓄積率など)を考慮した物理モデルを構築し,数値シミュレーションを実行することで,動的破壊過程を含む地震の規模,時期,そのばらつきを予測する手法の開発と,実データによる検証を行う。
○防災科技研・海洋研究開発機構は,室内実験および大規模シミュレーション等の成果に基づき,内陸地震の長期予測手法の高度化に資する地震発生モデルを構築する。

(2)火山噴火の中長期予測

数年から数10年スケールの中期的時間スケールで火山活動を予測するため,地表観測や衛星観測など様々な手法を駆使して火山性地震活動,地殻変動,地震波速度,地磁気,熱活動,火山ガス等のモニタリングを行う。また,新たなモニタリング技術および手法の開発も進める。火山活動の特性をモニタリングによって明らかにし,噴火に至る火山内部の準備状況を中期的な時間スケールで定量的に評価する手法を開発する。長期的な噴火ポテンシャルの評価については,火山に関するデータベースを活用して長期予測の基礎情報となる階段ダイアグラムを作成する。さらに,地球物理観測と物質科学的解析を組み合わせることで活火山下のマントルにおけるマグマの生成率の推定を目指し,長期的な噴火活動のポテンシャル評価に活かす。また,富士山を対象としたトレンチ調査を含む地質調査も実施する。

ア.モニタリングによる火山噴火の中期予測

○大学は,御嶽山,久重山,阿蘇山等の熱水系が卓越する火山を対象として,山頂や火口近傍域の浅部熱水系の構造や,地震活動・地殻変動・比抵抗・地磁気・重力・空中熱赤外観測等の観測に基づいて,浅部熱水系の時空間推移のモニタリングを行う。これらにより,噴火準備段階から噴火および静穏期に移行するまでの期間における地殻変動や火山性流体経路・移動のモデル化をすすめ,水蒸気噴火発生場の普遍的モデルを構築する。また,山頂域での連続多点地震観測やUAVやドローンなどの小型無人飛行体による多項目観測に加え,局所応力場解析に基づく火山活動モニタリング手法の研究等の新たな手法開発も行う。
○大学は,火山ガスによる火山活動モニタリング技術の高度化として,二酸化硫黄などの火山ガス放出量の測定に加え,ガス組成の測定を進め,火山内部の火山性流体挙動の解明を行う。また,火口周辺や山体におけるセンサー観測に加え,小型無人飛行体を用いる観測システム等の開発を進め,アプローチの難しい離島火山や遠隔地の火山にも展開可能な火山ガスモニタリング技術の開発を行う。
○大学は,伊豆大島や三宅島においてマグマ移動をとらえるために重力観測を実施する。
○大学は,アジア太平洋域の火山を対象に衛星画像によるリアルタイム火山観測システムの運用及び高度化のための開発を実施する。
○大学は,九州南方などにおいて研究船による海洋観測を実施し,海底地震や海底地すべりなど,海底に起因する災害発生ポテンシャルの定量的な評価および災害発生リスクの評価を行う。
○気象庁は,全国の常時監視火山を中心にGNSS・傾斜計・SAR観測等による地殻変動観測,全磁力観測,火山ガス・熱水観測を実施すると共に,過去の観測データの再解析を行う。これらにより,火山ガス放出のモデル化など火山体内の物理過程,火山活動の活発化や噴火に至るプロセスの解明を進め,観測データを用いた火山活動評価の高度化を図る。特に伊豆大島については,地殻変動観測に加え,重力観測,地表放熱量評価の観測を実施し,地下のマグマ・揮発性成分収支モデルを構築することで,火山活動評価手法の高度化を進める。
○産業技術総合研究所は,三宅島等のマグマ噴火を繰り返す火山を対象として,火山活動履歴に基づく活動推移の類型化を行う。また,桜島等を対象として,火山灰粒子の岩石・鉱物学的特徴の経時変化と,地球物理・地球化学的観測データを比較することで,爆発的・非爆発的噴火の分岐メカニズムの解明を行う。これと共に,噴火準備段階から噴火に至るまでのマグマ挙動の解明に向けて,噴火履歴に沿った噴出物の岩石・鉱物学的特徴の解明および高温高圧実験装置を用いた実験岩石学的研究を行う。特に,大規模カルデラ火山に対して,マグマ供給系の時間発達過程を解明することで,大規模噴火の準備過程や噴火トリガーに関する研究を行う。
○北海道立総合研究所は,雌阿寒岳や十勝岳等を対象として,地殻変動や重力観測,噴気や温泉に対する地球化学的モニタリングを行う。また,過去の観測データの再検討も含めて,火山体に発達する熱水系構造の検討を進め,地殻変動や地震活動に関係するメカニズムを総合的に検討する。

イ.火山噴火の長期予測

○火山に関する地質データベース等を活用しつつ,各噴火の様式,規模,噴出したマグマの種類を詳細に明らかにし,火山ごとの噴火の特徴を把握する。また,階段ダイアグラムの高精度化を目指す。さらに,地球物理学・物質科学・地球化学的解析を組み合わせることで活火山下のマントルにおけるマグマの生成率の推定を目指し,長期的な噴火活動のポテンシャル評価に活かす。
○富士山研究所では,富士山を対象としてトレンチ調査を含む地質調査等を実施し,噴火年代,噴火推移,噴出量等の詳細な噴火データを収集する。特に,溶岩噴出年代については古地磁気学的手法等を活用し,古記録に残される以前の噴火履歴の解明を進めることで,噴火事象系統樹の精緻化に取り組む。

(3)地殻活動モニタリングに基づく地震発生予測

海域及び陸域における地震・地殻変動等の観測データと,物理モデルに基づく数値シミュレーションや数理モデルとを比較することにより,プレート境界滑りの時空間変化を明らかにし,その予測に基づいて大地震の発生確率や地震発生可能性の相対的な高まりを評価する手法を構築する。また,地震活動データに基づく統計的モデルを用いて,地震活動の予測実験を行うとともに,その予測性能を統計的手法に基づいて評価する。さらに,過去の多様な地震活動や地殻変動の発生履歴を整理し,地震活動系統樹の作成を通して,地震活動の予測手法の高度化につなげる。

ア.プレート境界すべりの時空間変化の把握に基づく予測

○大学,気象庁,防災科学技術研究所,産業技術総合研究所及び海洋研究開発機構は,日本各地で発生する多様なスロー地震の活動を観測し,それらの時空間発展を明らかにすることで,すべり現象の多様性と相互作用の理解を深め,大地震発生との関連性について研究を進める。
○大学,気象庁,防災科学技術研究所,産業技術総合研究所及び海洋研究開発機構は,プレート境界すべり現象の時空間変化をモニタリングする手法を高度化し,すべりの特性や異なるすべり速度現象間の相互作用を明らかにする。そして,数値シミュレーション等に基づいて,プレート境界で発生する大地震発生可能性の相対的な変化を評価する手法を開発する。
○大学は,様々な時間帯域でのリアルタイム測地・地震活動データを複合的に用いたリアルタイムプレート間カプリングモニタシステムの技術を開発し,固着状態の時空間変化に基づく地震発生予手法の構築を目指す。
○大学は,データ同化スキームを地殻変動データに適用することで,ゆっくり滑り発生域におけるすべりの時間発展を予測する手法を開発する。
○気象庁,防災科学技術研究所,産業技術総合研究所及び海洋研究開発機構は,海陸の地震観測網等から得られるデータを逐次的に解析することで,プレート境界滑りの評価指標や監視技術を高度化する。また,シミュレーションを通じ,地震・地殻変動の変化と大地震発生との関係に関する評価手法の改善を図る。

イ.地震活動評価に基づく地震発生予測・検証実験

○大学は,地震活動の時空間発展を高精度,且つ,迅速に把握するための手法を開発する。迅速に更新された地震活動情報に対して地震活動の統計モデルを適用することで,短期間の地震発生確率の空間的な分布を評価する。
○地球規模の広域な地震活動や,世界の様々な地域の地震活動の予測・検証実験を行うために,国際的な地震活動予測可能性共同実験(Collaboratory for the Study of Earthquake Predictability:CSEP)に継続して参加する。世界標準の地震発生予測モデルや検証方法の改善,実験方法の改良にも貢献する。

ウ.地震活動事象系統樹の作成

○大学は,過去の多様な地震活動や地殻変動の発生履歴を整理し,地震活動系統樹を作成する。

(4)先行現象に基づく大地震発生確率の評価

中短期の地震先行現象の統計的評価に基づき,大地震の発生確率を計算する手法を開発する。また,統計的評価がなされていない地震先行現象については,事例を蓄積しつつ統計的評価に着手する。さらに,機械学習等のデータ駆動科学の最新手法を取り入れることで,新たな先行現象の抽出および統計的評価を行う。観測・実験等に基づいて,先行現象の発現メカニズムを解明するための研究も行う。
○大学は,従来から地震に先行する傾向があると示唆されている現象を用いて,過去のデータから客観的手法で予測を行い,過去のデータに対してその予測性能を評価する。また,物理的なメカニズムが推察される現象について理論と観察の比較を行い,そのメカニズムから期待される予測能力への貢献を評価する。
○大学は,各種先行現象候補による客観的な手法による予測マップの作製と予測能力の定量的評価,類似する時間空間スケールをもつ先行現象による予測の合致度合の調査を実施する。
○大学は,広域な大気中ラドン濃度変動解析を進めつつ,大気中ラドン濃度の異常変動発現メカニズムを解明する。また,機械学習等のデータ駆動手法を取り入れた中短期の地震の先行現象の統計的評価を試みる。
○大学は,微小地震記録を雛形として繰り返し前震活動が異常活動として認識されるかを明らかにする。また,室内の破壊実験等を活用して,繰り返し前震の発生様式,発生機構を明らかにする。これらを通じ,繰り返し前震活動が大地震の発生確率評価に利用できるかを明らかにする。
○大学は,先行時間が異なる複数の電磁気学的先行現象を組み合わせる事により,大地震の発生確率の評価手法を提案する。また,自前の観測データに加え他機関データも活用し外国研究者とも協力することで国際共同研究を推進する。さらに電磁気学的な先行現象の発現メカニズムについて,室内実験等で検証を試みる。

(5)火山活動推移モデルの構築による火山噴火予測

先行現象の発現,噴火の発生,噴火規模の拡大・様式の変化などの推移,終息までを一連の火山活動推移とするモデルを構築する。火山噴火は様々な事象に分岐し多様性を示すものであるから,物質科学的解析結果や観測データの比較検討,噴火先行現象の相違点や共通点の整理,数理モデルの高度化等により噴火ダイナミクスの支配要因を解明し,噴火の多様性の原因や分岐条件を明らかにする。推移モデルの構築にあたっては,地震数の増加や山体膨張等の先行現象にもかかわらず噴火に至らない噴火未遂や火山体から離れたやや広域の地殻活動変化にも着目し,過去の観測記録や文献調査等も活用する。噴火事象系統樹は火山で起こり得る事象をまとめたものであり火山活動の推移モデルの構築と火山噴火予測にとって不可欠であるから,作成を継続すると共に作成手法の高度化と標準化を進める。
○大学は,火山噴火に伴う地表現象を即時的に把握し,事象分岐判断に必要となる噴出量・噴出率などの噴火物理パラメータを迅速かつ高精度に推定するための手法開発を行う。また,地質・地球物理・地球化学観測値から噴火現象の分岐指標を整理すると共に,分岐判定に対する論理的評価方法を開発し,これを適用した噴火事象系統樹を作成する。特に霧島山・伊豆大島・浅間山においては,噴火現象の即時把握や噴出物データの迅速取得を可能とする機動的観測手法の検討やその体制整備も進め,実際の噴火発生の際には適用を試みる。
○大学は,水蒸気噴火に対し,浅部熱水系の時間発展に着目した数値シミュレーションと観測に基づく火山活動推移モデルの構築を行う。具体的には,有珠山・十勝岳・雌阿寒岳等を対象として,地震・地盤変動・比抵抗探査等を行うと共に,熱供給や水理環境を想定した熱水流動数値計算により,噴火準備過程から噴火終了後までの火山活動推移の類型化を行う。
○大学は,噴火頻度が高い南西島弧の火山(諏訪之瀬島や口永良部島等)を対象として,火口近傍での地球物理観測や火山ガス観測・火砕物調査等を行うとともに,気象レーダーを用いた噴出量推定手法等を開発する。これらにより,噴火現象に関連するマグマ蓄積・噴出過程の解明を行うと共に,火山活動推移モデルの構築および事象分岐条件の設定を行う。
○大学は,VEI=3以上の規模の大きな噴火が頻発しているインドネシアの火山(シナブン・メラピ山等)を対象とし,地震・地殻変動及び地質・地球化学観測に基づく活動推移モデルの構築を行う。
○大学は,桜島火山を対象として,火山活動推移モデルの構築による火山噴火予測のための総合的観測研究を実施する。この総合観測研究では,過去20年間の観測データの再解析および新たに取得する観測データを用いて,火山ガス・マグマなどの火山性流体の貫入・噴出の量や変化速度などに着目し,噴火先行現象,噴火発生,噴火規模・様式の変化など,先行現象?噴火終息までの一連の活動推移をモデル化する。また,過去の観測記録や文献調査や噴出物の岩石・鉱物学的解析を基に,大正噴火クラス(VEI=5)の大規模噴火の事象分岐条件を解明する。
○大学および研究機関は連携して研究集会を実施し,全国の主要な活火山を対象として,最新の調査結果および先行研究の成果を基に,火山・噴火活動に関する事象系統樹を作成すると共に,山体構造や周辺テクトニクスを考慮に入れた火山活動のモデル化を行う。これらの成果を報告書としてとりまとめ,火山活動の活発化や噴火発生時には,現象に対する科学的解釈や今後伸展しうる事象の分岐予測に活用する。

3.地震・火山噴火の災害誘因予測のための研究

災害の発生は,地震・火山噴火という自然現象が引き起こす地震動,津波,火山噴出物,斜面崩壊などの災害誘因が,自然や社会に潜在的に存在する脆弱性などの災害素因に働きかけることで起こる。そのため,災害誘因の予測は災害の軽減にとって重要である。災害誘因を事前に予測する手法および大地震による災害リスク評価手法の高度化を進める。災害誘因のうち,地震動,津波,火山噴出物については発生後即時的に予測する手法の高度化を進める。災害誘因情報が情報の受け取り側に配慮した災害情報として発信されない場合には,必ずしも防災対策に効果的に活用されない場合があるため,災害誘因情報を効果的に発信するために必要な研究を開始する。

(1)地震・火山噴火の災害誘因の事前評価手法の高度化

断層運動の不確定性や,断層すべり破壊の伝播効果などによる強震動の特性を取り込むことで,強震動の事前評価手法の高度化を行う。過去の巨大津波の知見とプレート境界の固着情報を統合することで,津波の事前予測手法の高度化を進める。また,強震動,津波,地すべりなどに起因する災害リスクの評価手法の高度化に関する研究を実施する。地震動や火山活動に伴い発生する斜面崩壊については,物理観測や数値シミュレーション等により,その発生ポテンシャルの評価手法を開発する。さらに,噴火に先行する事象に基づいて火砕流の発生を事前に予測する手法に加えて,火山灰堆積分布量から泥流(土石流)発生ポテンシャルを評価する手法を開発する。

ア.強震動の事前評価手法

○大学は,短周期から長周期までの広帯域強震動予測の高度化のために,その成因と影響を強震観測データに基づき把握し,地震断層運動の不確定性を考慮したプレート境界地震やプレート内地震の震源断層モデル化手法の提案に関する研究を行う。
○大学は,1995年兵庫県南部地震時に確認された破壊伝播による地震波放射効果による指向性速度パルス波や,2016年熊本地震時に観測された震源断層運動の近地項に起因する長周期パルス波など,建物被害に直結する震源域での極大強震動特性の把握と将来発生する強震動の評価の高度化に向けた研究を行う。
○大学は,地表地震断層の詳細な形状と浅部地盤モデルを調査し,強震動観測記録及び被害分布との対応を明らかにすることで,断層変位が地表に到達する場合の強震動生成モデルに関する研究を行う。

イ.津波の事前評価手法

○津波堆積物による過去の超巨大津波の知見とプレート境界固着情報を統合した津波の事前評価手法を開発する。
○北海道立総合研究機構は,積雪寒冷や暗夜条件下での最大リスク評価手法,地域の人口や土地利用の経年変化を考慮した津波防災対策効果の評価手法を開発する。またモデル市町村において津波避難計画や津波防災地域づくり計画の作成に参画し,実証的な展開をはかる。

ウ.大地震による災害リスク評価手法

○大学は,震源・深部地下構造・浅部地盤構造・強震動予測・構造物被害・リスク評価・情報伝達までを一貫して扱った研究を推進し,地すべり,津波,火災などの二次災害も含めた災害リスク評価手法の高度化に関する研究を行う。また,断層運動の不確定性を考慮した,予測のバラツキを含めた評価手法を確立させる。
○大学は,人口密度が高く災害リスク評価において脆弱と捉えられる堆積平野・堆積盆地などを対象にして,地震災害の素因と誘因の関係や災害発生機構を多面的に分析し,災害を軽減する要件を明らかにする。
○大学は,地域の自治体と連携し,地震被害想定の不確実性を低減するための基礎情報である,震源断層,地下構造モデル,地域固有の構造物被害など,リスク評価の高度化を進め,想定結果を広く住民に伝える手法についても自治体と連携して検討する。

エ.地震動や火山活動による斜面崩壊の事前評価手法

○大学は,大規模数値シミュレーションを活用し,短周期から長周期までの広帯域強震動による斜面崩壊等の自然環境への影響の事前評価手法を検討する。
○大学は,火山灰層内部にすべり面を持つ斜面崩壊が近年の地震で多く見られたことを踏まえ,既往崩壊地および近傍未崩壊斜面において,物理探査,ボーリング調査,ボーリング試料の土質試験,ボーリング坑内での物理観測を実施する。また,地震動による地すべり現象と地形・地質的要因の関連を現地調査,室内試験,地震動観測などに基づいて明らかにし,地震動に伴う地すべり発生ポテンシャル評価と事前評価手法の高度化に関する研究を行う。

オ.火山噴出物による災害誘因の事前評価手法

○大学は,桜島を主対象として,噴火に前駆する地震および地盤変動から火砕流発生予測ならびにその規模を事前に評価する手法を開発する。また,遠隔観測および地上観測から火山灰堆積分布量を推定して泥流(土石流)発生ポテンシャルを評価する手法,局所降雨を把握する技術開発と火山地形を組み合わせた火山灰堆積分布予測シミュレーションを開発する。さらに,避難行動や災害復旧に関する意思決定を支援するシステムを試作し,地域への効果的な情報伝達方法を検討する。

(2)地震・火山噴火の災害誘因の即時予測手法の高度化

大地震によって引き起こされる強震動・津波・長周期地震動などを,地震波・地殻変動などの海陸における単独もしくは複数の観測量に基づいて,即時的かつ高精度に推定する手法を開発する。さらに,地震・火山噴火による斜面崩壊や山体崩壊による津波の即時予測手法の開発に向けた研究に着手する。また,火山の遠隔観測および地上観測により,火山灰・火砕流・溶岩流・泥流・土石流を即時的に予測する技術を開発する。

ア.地震動の即時予測手法

○気象庁は,地震動の実況把握から予測を行う時間発展型の予測手法の高度化を図り,強震動及び長周期地震動の即時予測の迅速化や精度向上のための研究を行う。
○防災科学技術研究所は,平成23年東北地方太平洋沖地震での状況を踏まえ,今後発生が懸念される首都直下地震をはじめとする内陸部を震源とする地震,南海トラフや日本海溝等における海溝型巨大地震及びその余震による被害の軽減に向けて,頻発する余震に対するより適切な地震動即時予測のための研究を行う。

イ.津波の即時予測手法

○大学は,不確実性を考慮したリアルタイムGNSSによる津波即時推定手法の高度化を行う。
○大学は,断層破壊過程など地震学的描像に立脚しないデータ同化手法に基づく津波波動場の現況把握から,地震やそれ以外の災害誘因による津波を,可能な限り即時的かつ高精度に推定する手法の開発を行う。
○気象庁は,波源推定や海底・沿岸地形等のモデル要素の改良により,津波の発生・伝播・減衰に至る全過程を再現する津波モデルの高精度化を図るとともに,津波の実況監視に寄与するため,津波の発生・伝播の状況を迅速に把握する手法の開発を行う。
○防災科学技術研究所は,平成23年東北地方太平洋沖地震での状況を踏まえ,今後発生が懸念される首都直下地震をはじめ,南海トラフや日本海溝等における海溝型巨大地震及びその余震による被害の軽減に向けて,より適切な津波即時予測に向けた研究を行う。

ウ.火山噴出物による災害誘因の即時予測手法

○大学は,桜島を主対象として,遠隔観測および地上観測から火山灰堆積分布量を推定して泥流(土石流)発生ポテンシャルを評価する手法,局所降雨を把握する技術の開発と火山地形を組み合わせた火山灰堆積分布予測シミュレーション,河川近傍の地球物理観測と水文観測から土石流量の即時把握技術の開発を実施する。さらに,事前評価と即時予測結果を災害情報として活用する方策の研究を実施する。
○気象庁は,気象レーダーや衛星の観測の高度利用を通じた大気中への火山灰供給源モデル改善や火山灰輸送予測の精度向上,噴煙の構造や火山灰などの物理パラメータを活用した火山灰データ同化システムと移流拡散モデルに基づく火山灰解析・予報サイクルのシステム導入のための研究を行う。

(3)地震・火山噴火の災害誘因予測を災害情報につなげる研究

大地震や火山噴火の予測結果は確率という数値で表されるが,往々にして不確実で小さいという印象を与えがちである。また,前震のように大地震に先駆し発生可能性の相対的な高まりを示す情報が得られたとしても,災害の切迫性を社会に的確に伝える方法はいまだ確立していない。噴火の危険性が十分に理解されないまま火口や噴気地帯に観光客が近付くことにより,小規模な噴火が大きな被害に繋がりかねない観光地も少なくない。本質的に大きな不確実性を含む災害誘因予測を有効な災害情報として活用するため,受け手側に配慮した地震・火山噴火情報のあり方を検討すると共に,防災担当者が火山噴火情報を活用することを支援する方法に関する研究も進める。
○大学は,地震・火山噴火の予測情報に対する,住民・企業・地方公共団体などのユーザのニーズや活用実態の調査を通し,被害軽減に繋がる地震・火山噴火情報のあり方に関する研究を行う。
○大学は,観光地となっている火山を対象に,理学的知見に基づく火山噴火によるリスク評価と社会科学的知見に基づく火山防災対応状況を総合的に評価し,最適な事前防災対応を実現するための方法論を構築するための研究を行う。
○大学は,火山噴火活動について,火山噴火が切迫した段階,あるいは噴火中に,刻々と変化する地殻変動をリアルタイムで把握するための自動処理システムを開発し,そこから得られる情報を準リアルタイム火山情報表示システムに組み込むための開発研究を行う。また,これらの情報を,地元の自治体や防災担当者が活用するための方策に関する研究を行う。

4.地震・火山噴火に対する防災リテラシー向上のための研究

地震火山現象の理解・予測の研究成果を地震火山災害の軽減につなげるための手法の開発を目指す。過去から近年までに発生した地震火山災害の事例に対して,地震・火山噴火によって引き起こされる災害誘因が社会素因へ与える作用に焦点を当てながら,災害が発生した仕組みや要因を解明する。さらに,社会における防災リテラシーの実態調査等を通して,災害の軽減に結びつく効果的な知識体系要素を明らかにし,防災リテラシーの向上に資する実践的な研修プログラムを構築する。

(1)地震・火山噴火の災害事例による災害発生機構の解明

史料,考古データ,地形データなどに基づく先史時代から現代に至るまでの災害事例のデータベースの活用,及び近年発生した地震・津波・火山災害の事例検証を通し,地震・津波・火山噴出物などの災害誘因が,居住地の空間構造,コミュニティ構造,社会的脆弱性などの社会素因とどのように関連し被害をもたらすのか,その発生プロセスの解明に向けた文理融合による研究を行う。
○大学は,過去に起きた地震・津波・火山災害事例を対象に,当時の社会情勢や周辺環境との関係を検討して被害の実態や人々の対応,復旧・復興過程を明らかにし,時代的・地域的な特性を導き出す。
○大学は,近年の地震災害に注目して,被害の地理的・社会的分布の分析と,コミュニティの社会的脆弱性や防災対策,リスク認知や防災意識などの検討を通して,地域的な災害発生機構を解明する。また,災害発生機構と防災リテラシーとの関連性を調査し,防災リテラシーを向上させるための方策を提案する。
○大学は,火山地域において,地域の行政機関やステークホルダーと連携して災害軽減策に寄与するために,地震・火山研究の知見を整理して社会へ発信する。

(2)地震・火山噴火災害に関する社会の共通理解醸成のための研究

将来発生が懸念される地震・火山災害に着目し,社会における防災リテラシーの実態を調査する。調査結果に基づき,社会が被害の発生を抑止,あるいは軽減する対策を考えるために必要な知識体系を明らかにすることを目指す。知識体系を明らかにする過程で,必要な要素を特定し,それらの要素を組み合わせることで,実践的な研修プログラムを構築する。さらに,研修プログラムを特定の地域で実装し,その効果を検証することで実効性を高める。
○大学や防災科研は,活動的な火山や想定巨大地震に着目し,住民や行政に対し防災リテラシーの実態やニーズ調査を実施し,自然災害事例マップやモニタリング情報等を積極的に活用しながら,実効性のある防災対策に貢献するために必要な知識体系要素を明らかにする。知識体系要素の検証のために,有用なデータを空間地理情報上で展開する手法等の検討及び研修プログラムの開発・実装を行う。
○気象庁は,防災情報の改善や高度化に係る知見・成果を広く共有するとともに,社会の受け止め方を調査し,発信する情報内容の改善を図る。

5.研究を推進するための体制の整備

観測研究の成果を災害軽減に効果的に活かすためには,関連する諸機関との深い連携の下に適切に研究を実施する体制を整備することが不可欠である。また,それぞれの研究項目間の連携を強化し,災害軽減という大きな目標に進むためには分野を横断する総合的な研究の実施が効果的である。地震・火山現象を解明して予測につなげるためには長期的視点に立った継続的な観測,観測対象を広げるための技術開発,得られたデータを蓄積し将来にわたって活用するためのデータベース構築が不可欠である。また,災害科学は総合科学であり,理学,工学,人文・社会科学,歴史学,考古学,数理科学,情報科学等との連携を強化し学際的に研究を進める必要がある。地震・火山噴火災害は地球規模の課題であり,国際的な視点に立って研究を実施することが肝要である。研究成果を効果的に災害軽減に活かすため,情報の受け手である社会における地震・火山災害の共通理解の醸成にも取り組む必要がある。これら多様な要求を満たすため,幅広い分野において,地震・火山災害の軽減を志す若手研究者や技術者を育成し,社会の様々な関連分野に地震・火山の専門教育を受けた人材を供給することが重要である。

(1)推進するための組織

本計画の進捗状況の把握,研究成果の取りまとめを行うとともに,地震・火山噴火予知研究協議会において,計画に参加する機関が情報交換を行い,計画の実施項目間の連携を強化して,効率的に計画を推進する。行政機関や地震調査研究推進本部等の関係機関との技術的・制度的な連携を進め,本計画による研究成果・技術が災害軽減に貢献できるよう,災害・防災対策に係る社会ニーズを的確に把握することに努める。安定的な火山観測及び火山研究のため,中長期的視点に立った観測体制及び研究推進体制のあり方について検討を進める。地震学・火山学の成果を災害軽減に活用するために,防災に関連する工学,人文・社会科学を含む総合的な学際研究として本計画を推進する。また,東京大学地震研究所と京都大学防災研究所による拠点間連携共同研究をさらに発展させ,地震学・火山学の成果の活用方法について組織的な研究を推進する。
○本計画は,地震学と火山学を中核とし,防災学に関連する工学や人文・社会科学の研究者が参加する総合的な学際研究として推進する。
○地震・火山防災行政,防災研究全体の中で本計画がどのように貢献すべきかを十分に踏まえた上で実施計画を立案する。
○地震火山部会は,学術的な研究の動向にも配慮しつつ,各年次の計画立案,進捗の把握,取りまとめを行い,毎年の研究成果を取りまとめて公表するとともに,3年次に計画全体の自己点検を行い,外部評価等を行う。また,計画進捗,成果について地震本部と情報交換し,「新たな地震調査研究の推進について」との整合性を確認する。なお,各年次の計画の立案にあっては,本計画の実施項目をそれぞれ独立して推進するのではなく,項目間の連携を強化し,総体的に計画を推進するように留意する。
○「地震・火山科学の共同利用・共同研究拠点」である東京大学地震研究所と「自然災害に関する総合防災学の共同利用・共同研究拠点」である京都大学防災研究所とは,地震発生・火山噴火が災害誘因となる事象に関して共同研究を推進し,複合学術領域としての地震・火山噴火に関する災害科学の発展のために,拠点間連携を図る。
○地震予知連絡会は,地震活動・地殻変動などに関するモニタリング結果や地震の予知・予測のための研究成果などに関する情報交換を行うことにより,モニタリング手法の高度化に資する役割を担う。
○火山噴火予知連絡会は,火山活動の総合評価や,噴火警報・火山情報の質の向上に向けた技術的検討を通じて火山防災に資するとともに,研究成果・観測結果の情報交換,火山観測データの流通・共有の促進,活発化した火山における臨時観測に関する総合的な調整,研究成果の社会への発信などを通じて,火山噴火予知研究の推進に寄与する。

(2)分野横断で取り組む総合的研究

地震・火山現象解明の研究を発生予測・災害誘因予測・災害情報・防災リテラシー向上へとつなげるために,1.~5.の複数の項目間の連携を強化しつつ,以下のフィールドを対象に分野横断で取り組む総合的なケーススタディを実施する。なお,本研究計画中に発生し,大きな災害となった地震・火山噴火については,必要に応じて,研究課題の拡張や連携を通して総合的研究として実施する。

ア.南海トラフ沿いの巨大地震

南海トラフ沿いの巨大地震による災害軽減に向けて,地震の発生,地震波の伝播という事象の時間経過およびそれらに伴う情報の伝達の方向性に従い,「震源・地震像」,「地殻構造・波動伝播」,強震動・津波予測」,「地盤構造・地すべり」,「被害予測(建築物・構造物)」,「リスク評価」の各項目から,目的に応じて必要な情報が社会に向かって発信されるという構図の形成を目指す。各項目を代表する研究者による推進体制の強化を図り,コミュニケーションの活性化を促す。東京大学地震研究所と京都大学防災研究所の拠点間での連携共同研究や地震本部による委託研究プロジェクトとの連携も考慮する。

イ.首都直下地震

首都直下地震は,首都機能や我が国の経済活動全体に深刻なダメージを与える可能性が高い。各項目の研究成果を有機的に結び付け,高度に集約化された社会環境下での災害リテラシー高度化に向けた総合的研究を実施する。詳細な地盤構造や多様な震源モデルによる揺れの予測に,高密度な観測データや,地震史料の情報を同化する新たな地震動予測手法の開発を目指す。震源像や地殻構造に関する研究を着実に進展させるとともに,大規模シミュレーションによる高密度な揺れ予測に基づく災害誘因評価手法の高度化を行う。

ウ.千島海溝南部の超巨大地震

地震本部によって高い切迫性が指摘されている千島海溝南部の超巨大地震については,平成23年東北地方太平洋沖地震に関する研究成果を最大限に生かし,地殻活動の現況把握から災害誘因予測につなげ,地域防災力の向上を目指した総合的研究を実施する。

エ.桜島火山噴火

活発な噴火活動を60年以上続け,今後,大規模噴火の発生が予想される桜島を対象に,各研究項目間で緊密な連携と成果の共有を図り,総合的研究を推進する。観測研究を通じて,マグマの動きと供給系への理解を深め火山活動推移モデルを高度化することで,噴火発生予測研究を進展させる。噴火発生前の規模の予測と,噴火発生直後の噴出物の即時把握を行うことで,緊急的災害予測研究を進める。災害予測に基づき,住民への情報伝達などの火山災害情報に関する研究と,避難や交通網の復旧などの対策に資する研究を行う。他の火山における類似研究と連携し,都市,中山間地域,離島などの地理的,社会的環境による対策の違いなど幅広い研究を目指す。

オ.多くの観光客・登山者が訪れる火山

風光明媚な火山では,噴気地帯や山頂火口に,多くの観光客や登山客が訪れたり,観光施設が近傍に設けられていたりする。そのため,たとえ小規模な噴火であっても大きな被害を生じかねない。このような火山における災害の軽減に対して,噴火災害に関する史料データの収集,地質調査による水蒸気爆発等の噴火履歴調査,各種観測による活動把握,災害誘因である噴石や土石流などの予測研究,災害情報の発信に関する研究を目指す。

(3)研究基盤の開発・整備

日本全国に展開される海陸域地震観測網,地殻変動観測網,検潮所,電磁気観測網等の観測基盤を維持するとともに,多項目観測や機動観測等の観測体制を強化する。航空機や宇宙技術による観測困難地域での観測技術開発および海域の地殻変動観測技術の高度化を進め,新たな通信手段の導入も図る。観測データ等の基礎的資料,構造モデルやソフトウエアを含む研究成果,観測データをデータベース化し,これらを共有することにより効率的に研究を進める。これらの観測網による大量の地震・火山観測データを効率的に流通させるためのシステムを構築するとともに,関連機関が連携して効率的に臨時観測等を行う体制を整える。

・観測基盤の整備

○防災科学技術研究所は,海陸統合地震火山津波観測網と海域の地震観測網の安定的運用を行うとともに,関連施設の更新を図る。また,重点的に強化すべき火山について観測施設の整備・運用を推進する。観測データの関係機関との共有や利用促進を図り,国内外の関係機関における研究,業務遂行や我が国の地震・津波及び火山に関する調査研究の進展に貢献する。
○気象庁は,津波警報や地震情報等を適切に発表するため全国に展開している地震計及び震度計,東海地域を中心に展開しているひずみ計などの観測を継続するとともに,文部科学省と協力して,大学,防災科学技術研究所など関係機関の地震観測データを合わせて一元的に処理し,その結果を大学,関係機関に提供することにより,研究の推進に資する。
○気象庁は,地球電磁気学的観測による地殻活動及び火山活動の研究に資するため,精密な地磁気観測データを提供する。地磁気基準点において,数十年~100年スケールにわたる安定した地磁気観測を実施し,精密な磁場データを毎日リアルタイムで提供する。あわせて観測データの精度向上及び編集・解析作業の効率化を図る。
○気象庁は,大学や防災科学技術研究所等関係機関の協力の下,火山噴火予知連絡会で監視・観測体制の充実等が必要とされた50火山において,連続的な監視観測を継続する。また,機動観測として,GNSS 繰り返し観測,熱観測,火山ガス観測等の調査観測を計画的に実施するとともに,火山活動に異常が認められた場合には,緊急観測を実施して火山活動の詳細を把握する。関係機関による新規観測点のデータのうち火山監視に必要なデータについては観測データの交換対象に追加する。
○国土地理院は,全国のGNSS連続観測点を平均20キロメートル間隔の配置として維持し,観測を継続する。重点的な観測地域において観測点密度を考慮した観測体制の充実を目指す。また,GNSSの発展・最新のITRF座標系の実現等に伴いGEONETの解析手法の高度化を図る。
○国土地理院は,地殻変動連続観測を継続すると共に,観測設備の安定的・継続的な運用を行い,観測データをホームページで公開する。また,防災情報の発信への活用のため引き続き関係機関と潮位データの共有化を行う。活動的な火山においては電子基準点を補完する地殻変動連続観測を実施する。南海トラフ地震に関しては水準測量を継続し,地震サイクル全過程の地殻変動データの収集を目指す。また,ひずみ集中帯などにおいて水準測量を実施する。得られたデータは,地震予知連絡会,地震防災対策強化地域判定会及び南海トラフ沿いの地震に関する評価検討会等の会議に適宜報告する。
○国土地理院は,航空重力測量により全国を網羅する標高基準の精度を上げ,GNSS測位によって容易に信頼できる標高が得られる環境を整備する。また,地上における重力値の繰り返し観測及び地磁気の連続観測を行い,地震や火山活動の監視,現象の理解に資する基礎資料を整備する。
○国土地理院は,衛星SARデータを使用して日本全国のSAR干渉解析を定常的に実施し,日本国内における火山,地盤沈下,斜面変動等による地殻・地盤変動を検出する。地震発生や火山活動活発化の際には臨時解析を実施する。先進レーダ衛星に対応するため,解析手法やシステム構成の検討を進め地殻・地盤変動の監視を継続する。
○国土地理院は,航空機SARを利用して全国の活動的な火山における火口等の観測を実施し,地形の情報を蓄積する。また,火山活動活発化の際には迅速に観測を行い,地形の変化を明らかにする。
○国土地理院は,国際VLBI事業と連携してVLBI測量を,海上保安庁は,国際レーザー測距事業と連携してSLR観測を実施することで,国際測地基準座標系の構築に貢献し,測量の基準となる基準座標系を維持する。
○海上保安庁は,伊豆諸島海域においてGNSS連続観測を実施し地殻変動を検出する。
○気象庁,国土地理院及び海上保安庁は,潮位連続観測を継続し,地殻変動に伴う地盤の上下動を連続的に検知するとともに,津波の発生状況を把握・公表する。また,国土交通省の関係機関が所有する潮位データを集約して即時的に共有し,国土交通省防災情報提供センター等において引き続き公表する。
○山梨県富士山科学研究所は,富士山における火山性地震のモニタリングを進めるとともに,火山性地震の発生メカニズム解明と地殻内流体の移動検出を目的として,多点における重力連続観測点を整備する。また地下水観測も継続する。
○大学は,長期的な観測の継続性を保つため,観測記録の同一性を評価するための基準作成を進め,地震観測点の移転・移設を行う際にどのような立地・設置条件が必要なのか明らかにする。

・観測・解析技術の開発

○国土地理院は,地殻変動を即時的・高時間分解能で把握可能な,電子基準点リアルタイム解析システムの高度化を行うとともに,地殻変動を高時間分解能で把握するための電子基準点キネマティック解析システムについて,解析結果の信頼性及び精度を向上させるための技術開発を行う。また,汎用低価格受信機を用いた地殻変動観測システムの開発を行う。さらに,得られた解析結果の精度向上や異常値を判定する仕組みを構築することで,より信頼性の高い災害関連情報の発信を図る。
○海上保安庁および大学は,日本近海の海溝型巨大地震の発生が想定される海域においてGNSS-音響測距結合方式による海底地殻変動観測を継続するとともに,観測・解析技術の高度化のための研究開発を行う。
○情報通信研究機構は,地震や火山等の自然災害発生時における被災地の状況把握を詳細かつ迅速に行うための次世代航空搭載合成開口レーダーの開発を行う。
○大学は,新たな無線帯域・技術を活用した無線伝送システムの開発および無線伝送技術を用いた高精度地震・火山活動状況の迅速な把握システムの開発を進める。
○大学は,明治時代や江戸時代の史料をもとに古地形等を復元・可視化し,地形と災害被害の関連性を明らかにする。加えて,歴史的な地形変遷から将来の災害を予測し,災害予防と防災意識の啓発等への活用をはかる。
○大学は,海域での地震・地殻変動観測の高度化のため,超深海を含む海域で,陸上と同等な広帯域地震観測を機動的に行う技術の開発,海底面での水圧測定による上下変動観測と傾斜観測技術の実用化および定常海域観測網の高度化等に引き続き取り組む。
○大学は関連機関との協力し,衛星技術やドローンなどの飛行体を用いた観測技術・観測装置の開発を進める。また,海域での観測手法や携帯通信網を利用し機動観測に適するテレメータ装置の開発,光技術の応用等を進め,火口近傍や離島など観測が困難な場所の観測技術の高度化を進める。
○大学は,精密に制御された人工電磁信号を利用した火山の3次元比抵抗構造を常時モニターするシステムの開発や宇宙線を用いた観測手法を開発する。

・地震・火山現象のデータ流通

○大学は,GNSSや地殻変動連続観測など多項目観測データを全国に流通させるシステムを運用・高度化する。地殻変動研究の基盤となるデータの収集や共有のみならず,解析システムの構築・運用・高度化を行う。
○大学は,全国規模のデータ流通の基盤となっているWINシステムの機能向上を図るため,現在のWINシステムに代わるマルチプラットフォームソフトウェア群を試作する。
○大学は,データの効率的な公開と利用の促進をはかるため,観測で得られたデータについて永続的な識別子をつけて公開するための課題を検討し,実際に公開を進める。

・地震・火山現象のデータベースの構築と利活用・公開

○気象庁は,総合的な地震カタログを作成と発震機構解析及び大地震時の震源過程解析を進めそれら成果の公表を実施する。海底地震データを一元化処理へ取り込み,地震波形の分析や震源の決定等の震源処理の改善を進める。また,大学等の検測値を取り込んで過去にさかのぼった震源決定を行い,総合的な地震カタログを作成する。
○気象庁は,定常観測点および調査観測点における地磁気4成分連続観測データを,継続して地磁気観測所データベースに登録,公開するとともに,定常観測点のデータを国際的なデータセンターに提供する。地磁気アナログデータのデジタルデータへの変換を継続して実施し,過去に遡ってのデータ解析を可能とする。
○気象庁は,常時観測を行っている50火山について常時観測データの収集,解析を行い,蓄積する。また,繰り返し観測などの機動観測により得られたデータや,火山活動に異常が認められた場合の緊急観測データも解析し,蓄積する。観測データの蓄積にあたっては活火山総覧改訂に活用できるようにデータベース化する。各種観測で得られた成果は,防災情報や防災資料の作成に利用するほか,地震火山月報や火山年報等に取りまとめ気象庁HPで公表する。地元自治体による災害対策の意志決定を支援するため,火山防災協議会に対する観測成果の共有を進める。
○産業技術総合研究所は,アジア太平洋地域の地震火山ハザード情報整備,国際標準化,データ共有・相互利用,国際的な連携の推進を目的として,アジア太平洋地域の研究機関と連携し,地震火山総合データベースの整備・更新を行い,地震火山活動に関連する地質ハザード情報を取りまとめる。また,CCOPで進めている地質情報総合共有プロジェクトとの連携を図り,各国の地震火山の地質情報の国際的な共有化を進める。
○国土地理院は,GNSSデータの利活用のため,GNSSデータクリアリングハウスに登録されているGNSS連続観測局の所在変更が生じた場合,あるいは,GNSS連続観測局が追加された場合には,データベースを随時更新する。また,現在公開している国土地理院と海上保安庁以外の機関が管理するGNSS連続観測データの所在情報についても整備する。
○海上保安庁は,火山噴火現象の把握及び船舶の航行安全確保のため,日本周辺の海域火山の航空機による定期巡回監視及び測量船による海域火山基礎情報の整備,海域火山データベースの整備及び公表を実施する。

(4)関連研究分野との連携強化

地震・火山研究の成果を災害軽減に役立てるために,理学にとどまらず,工学,人文・社会科学などの関連研究分野との相互理解に努め,連携をより一層強化する。また,低頻度大規模地震・火山噴火等を明らかにするために,近代観測以前の地震・火山現象の解明を目指し,引き続き歴史学・考古学と連携して計画を進める。さらに,進展の著しい数理科学,情報科学等の研究分野の成果を取り入れるために,これらの研究分野との連携を強化する。

(5)国際共同研究・国際協力

国内だけでなく海外で発生する地震・火山噴火やそれらによる災害の知見を幅広く集約し比較検討することは,低頻度の地震・火山噴火現象の特徴・多様性の把握や,災害研究を進める上で極めて重要である。そこで,国際的な防災・研究機関と連携して共同研究を進め,より多くの事例研究を実施する。特に,欧米や地震・火山噴火の発生頻度の高い諸外国との共同研究やデータ交換を進め,国際的なデータベースの構築に協力し,それを用いた研究も推進する。さらに,開発途上国における地震・火山災害の防止・軽減に国際貢献するための体制の維持・整備を行う。
○大学は,低頻度大規模な大地震の発生履歴・様式を理解するために,海外における津波堆積物調査を実施する。
○大学は,プレート境界浅部で発生する津波地震とゆっくり滑りの特徴や発生場の解明を目指して,同様の現象が観測される海外の沈み込み帯において国際共同研究を実施する。
○大学は,複雑な断層系の相互作用や断層端の特性を理解するために,複数の活断層で連鎖的に破壊が起きた海外の地震を対象にして国際共同研究を行う。
○大学は,地震発生現象の理解を深めるために,鉱山等で発生する地震を対象に,震源域における掘削調査,及び,至近距離からの地震観測等を国際共同研究として実施する。
○大学は,世界各地のプレート沈み込み帯における地震波トモグラフィー解析の結果を比較することで,プレート沈み込みに伴う地震発生メカニズムの共通点・多様性を明らかにし,大規模な地震・火山噴火発生場に対する理解を深める。
○大学は,電磁気現象と地震発生との関係について統計的な検証を進めるために,海外ですでに取得されている電磁気現象データの発掘と再解析を行う。
○大学は,近代の日本で発生していない規模の大きな火山噴火災害が発生している海外の火山を対象にして,火山活動推移モデル構築,及び,事象分岐条件設定のための調査観測研究を行う。
○気象庁は,国際地震センター,米国地質調査所,包括的核実験禁止条約機構,米国大学間地震学研究連合(IRIS)及び近隣国との地震観測データの交換などの組織的な連携・協力を通じて,また,航空路火山灰情報センター及び北西太平洋津波情報センターの国際協力業務や開発途上国における地震・火山の観測や津波警報の発表などの体制整備に必要な技術的な支援を通じて,国際的な研究活動の進展に寄与する。
○国土地理院は,SAR 干渉解析を実施することで,世界で発生する主な地震・火山噴火などに関連する地殻変動を検出する。また, VLBIによる国際共同観測を通して,地殻変動やプレート運動の監視基準となる国際測地基準座標系の構築に協力する。
○海上保安庁は,国際レーザー測距事業(ILRS)に参加し,レーザー測距データの提供を継続することにより,日本周辺を含めた広域のプレート相対運動の把握に資するデータを取得する。
○産業技術総合研究所は,アジア太平洋地域の研究機関と連携し,地震火山総合データベースとして,地震・活断層・津波・火山関連データの整備・更新を行うとともに,地震・火山現象に関する地質情報の国際的な共有化を進める。
○大学は,海外の優れた地震・火山研究者や地震・火山噴火が多発する国の研究者を招聘する取組を行い,本計画の成果を積極的に海外に普及させるとともに,海外の優れた成果を取り込み,計画の効果的な推進を図る。

(6)社会との共通理解の醸成と災害教育

地震・火山災害は国内に限らず世界各地で発生することから,国際的な防災・研究機関との連携を強化する。また,海外での国際共同研究を通じて観測研究事例を増やすことにより,低頻度で発生する地震・火山噴火現象の理解を促進する。さらに,研究成果を活用し,開発途上国における地震・火山災害の軽減に貢献する体制の維持・整備を行う。
○気象庁は,全国の気象台などで推進する地震・津波・火山に関する防災啓発活動において,専門家,関係機関,教育機関と連携し,防災担当者,住民などに対して,監視体制等の現状,防災情報の利活用とともに,地震・津波・火山の研究成果について社会に分かりやすく伝える。
○火山噴火予知連絡会は,火山噴火予知に関する科学的知見やそれに基づく火山活動の総合評価,噴火警報・火山情報の質の向上に向けた取組などを,社会に分かりやすく発信し,防災・減災に資する。


(7)次世代を担う研究者,技術者,防災業務・防災対応に携わる人材育成

地震・火山噴火の現象の理解,被害発生予測手法の高度化とその検証には,世代を超え継続的な観測研究の推進を支える人材育成が極めて重要である。研究者,技術者,防災・災害対応実務に携わる人材育成においては,地震学,火山学,地質学,地形学,歴史学,数理科学などの分野に加えて,それらの進歩を加速させる計算機科学,観測技術開発・地質調査技術開発,技術を社会に適応させるための社会科学などの幅広い分野における研究の進展と,研究分野間の相互連携が必要であり,若手研究者や技術者の育成が欠かせない。さらに,地震・火山・防災の専門教育を受けた人材が防災・科学技術に係る行政・企業・教育に携わることも大切な点である。
◯大学は,自治体・企業などの防災実務機関と連携し,若手研究者・技術者や防災業務・防災対応に携わる人材を育てる。
◯大学は,防災業務・防災対応に携わる人材が,観測技術を災害対応に生かすことができるようスキル向上に貢献する。
◯火山分野においては,次世代火山研究・人材育成総合プロジェクトと連携し,次世代の火山研究者を育成する。

お問合せ先

研究開発局地震・防災研究課

(研究開発局地震・防災研究課)

-- 登録:平成30年05月 --