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1(6)地震・火山災害

「地震・火山災害」計画推進部会長 林 春男(防災科学技術研究所)
副部会長 木村玲欧(兵庫県立大学環境人間学部)

 地震・火山災害部会は,災害科学の確立に資するため「災害」現象の解明に焦点がおかれた部会で,本計画『災害の軽減に貢献するための地震火山観測研究計画』において初めて設置された部会である。防災・減災に対する社会の要請を意識しながら,理学,工学,人文社会科学などの研究者が連携することによって,地震・火山噴火の災害事例の検証,地震・火山噴火の災害発生機構の解明,地震・火山噴火の災害軽減のための情報の高度化,研究者,技術者,防災業務・防災対応に携わる人材の育成などを目指した研究を行うものである。
 本研究計画を推進するにあたっては,地震・火山噴火などの自然現象に起因する災害誘因(外力:Hanard)だけでなく,地形・地盤などの自然環境や人間の持つ特性や社会の仕組みといった災害素因(脆弱性: Vulnerability)を解明することが必要である。災害は,災害誘因と災害素因との関係のもとに,その大きさや特徴が決定すると考えられているからである。
 本研究計画を災害科学の一部として捉えた場合,これまで実施してきた災害誘因としての地震・火山噴火研究に加えて,災害素因との関係を意識して研究計画を推進することが必要となる。これは地震火山研究計画を,災害誘因の研究から災害素因の研究へと移行させることを意図しているわけではなく,災害の軽減に貢献するための総合的な災害科学の確立を目指して,災害発生の要因である災害誘因と災害素因の双方の解明を進めることを目指している。
 現時点における科学的研究成果を鑑みると,災害誘因については,自然現象そのものをなくすことは不可能なため,現象・被害の発生機構の解明や予知・予測といった現象の理解に研究の重きが置かれている。また災害素因については,構造物・ライフライン・情報システムなどのいわゆるハード面や,社会組織体制や人間行動などのいわゆるソフト面から,発生する被害・影響を小さくする(被害抑止),そして防ぎきれずに発生した被害・影響をそれ以上大きくさせない(被害軽減)ことを目的とした研究が行われている。特に災害素因の研究は,防災研究もしくは,被害・影響の低減の観点から減災研究とも言われている。これらの研究を総合的な災害科学研究として推進するために,理学だけではなく,防災学・減災学に関連する建築学・土木工学・情報工学の工学や農学,心理学・社会学・福祉学・歴史学・法学・経済学・地理学などの人文社会科学などの関連研究分野との連携を図りつつ,計画を推進するものである。

1.地震・火山噴火の災害誘因予測のための研究

(1)地震・火山噴火の災害事例の研究

 地震・火山噴火の災害事例の研究について,本年度は史料データベースを解析しながら,昨年度に引き続き,栃木県日光市山内に位置する日光東照宮について,江戸時代の被害地震における地震対応について検討した。日光東照宮は,江戸幕府の初代将軍徳川家康を東照大権現として祀る神社である。そのため,当時の幕府にとって日光東照宮は,徳川家の菩提寺である江戸の上野寛永寺や芝増上寺とならぶ宗教上の重要施設であった。『御番所日記』には,社家御番所で記されたもので,その内容は日々の天気や東照宮の様子だけに止まらず,年中行事や祭礼,社殿の修築や造営など多岐に及んでいる。『御番所日記』は日記史料であるためにその記述内容の信憑性は高く,貞享二年(1685)から明治三年(1870)までの186年分が現存している。安政江戸地震(安政二年(1855))とその152年前に発生した元禄地震(元禄十六年(1703))における日光東照宮での被害や対応を比較すると,双方とも被害程度は軽微であり,被害に対する直接的な対応はあまり見受けられない。また,元禄地震の際には,江戸から地震見舞いの使者が日光東照宮へ派遣されていたが,安政江戸地震の際には使者の派遣はなかった。なお,双方に共通する地震対応としては,江戸の幕府からの命令によって実施された天下安穏の祈祷が挙げられことがわかった(図1)(東京大学地震研究所[課題番号:1513])。
 また,過去の災害事例の状況をふまえた地震・火山噴火に関する知見の発信技術についての検討を行った。東日本大震災以降,地震・火山災害に関連する研究の知見や成果を社会に広くかつ効果的に発信するための技術開発が求められており,この社会的要請に応えるための基礎調査を実施した。具体的には,「災害の軽減に貢献するための地震火山観測研究計画」で実施されている138研究課題が相互にどのような関係性にあるかを可視化することを試みた。これは,地震・火山ならびに防災の専門家からなる研究者チームで参画型ワークショップを開催し,既存の社会科学的手法(連関図法・系統図法)を用いて,すべての研究課題の相互関連を調査したものである。このような研究内容の意味ネットワーク(相互関係)の解明を効率化・自動化することを目指し「デジタル支援ツール」の開発を試みた。支援ツールがあれば,1.関連のある研究が全体の計画の中でどのあたりにあるかの見当がつく,2.新規の研究課題が発生したときに,総当たりせずとも関連の高いグループを効率的に見つけて配置できるからである。方法としては,形態素解析を活用し,名詞における近接度合いを指標化することで,専門家によるワークショップ形式と近似となるような成果の導出を目指し,支援ツールのモデル化を検討した(図2)(新潟大学[課題番号:2702])。

(2)地震・火山噴火の災害発生機構の解明

 地震の災害発生機構の解明については,本年度も継続して堆積平野・堆積盆地における地震災害発生機構の解明に関する研究を行った。国内の堆積平野・堆積盆地については,新たな強震記録データベースとして,SMAC型強震計記録の画像データを追加した。国外の堆積盆地に関しては,ネパール・カトマンズ盆地において,岩盤サイト1点,盆地内サイト3点で連続観測を実施している強震観測点で2015年4月25日に発生したゴルカ地震で本震 (Takai et al., 2016) を含め記録を取得した (Shigefuji et al., 2015)。カトマンズ盆地の岩盤サイトでの本震の記録はこの1点のみである。盆地内のサイトを含め,本震で観測された最大加速度は,既往の距離減衰式から推定された値と比べて小さい。また,長周期成分に関しては,盆地内の各サイトで明瞭なサイト特性が認められた(図3)。さらに,地震災害誘因の事前評価と即時推定に必要な地下構造モデルを構築を目指して,地震動の増幅等の影響が大きい南海トラフ海域及び首都圏を対象として,数値シミュレーション及び地震波干渉法による地震動特性の定量化を継続した(東京大学地震研究所[課題番号:1515])。
 火山噴火による災害発生機構の解明については,噴火事象系統図で想定されている桜島の噴火の規模と様式について,前駆活動及び火山噴火推移の事象の発現に沿った避難計画策定の可能性を検討した。これまでの現象を参考にすれば,前兆事象と噴火規模・様式は,地盤変動から推定されるマグマの貫入速度を基準として分別できる可能性がある。例えば,貫入速度が104m3/日のオーダーであれば,昭和火口のブルカノ式噴火。105m3/日程度であれば,南岳のブルカノ式噴火。また,106m3/日のオーダーであれば,昭和21年噴火のような溶岩流出。108m3/日を超えれば,大正3年のプリニー式噴火とそれに続く溶岩流出となることを予測できるとするものである。更に,火山性地震の活動を基準に加えれば,地震エネルギー積算量が1014Jに達した大正3年の噴火に前駆する地震を除けば,他の噴火の際の地震活動度は低いので,噴火規模・様式の判断を補強できる可能性がある。2015年8月15日に発生した極めて速い地盤変動を伴う群発地震活動では,ダイク状のマグマの貫入量は2×106m3であるが,ほとんどの地盤変動は9時ごろから12時ごろに集中しているので,貫入速度としては107m3/日のオーダーと推定される。しかし,大正3年級の噴火となるためには,さらに1桁大きい貫入速度と継続時間が必要となる。また,この時の地震活動については1955年以降の南岳活動期以降の最大級ではあるものの,有感となるM2~3の火山性地震の発生は4回に過ぎず,地震エネルギーは109Jのオーダーに過ぎない。これらをもとに,時系列に沿った地震活動及び地盤変動と避難範囲の対応関係を図4のように整理した(京都大学防災研究所[課題番号:1914])。
 また「脆弱性」の概念を,東日本大震災の被災地の状況を参照しながら内容を整理して明確化し,最終的にその尺度を求められるようにすることを念頭に,ボトムアップ型コミュニティー防災・減災を考えるための基本的フレームに資することを目指して検討を行った。今年度も引き続き,東日本大震災の被災地を調査対象とする脆弱性について,長期的土地利用の変化と被害から明らかとなる脆弱性及び,女川町における防災意識・避難行動・Social Capitalから見えてくる脆弱性について分析を継続した。特に,土地利用の変化パターン(暴露性の高まり)と土地利用の変化メカニズム(脆弱性の進展)に着目し,農村的土地利用の都市的土地利用への転換(都市化),未利用地の都市的土地利用への転換(高度化),津波リスクと都市開発,元々の土地キャパシティの資源量と経路依存性について考察を行った(図5)(名古屋大学[課題番号:1704])。

(3)地震・火山噴火の災害軽減のための情報の高度化

 地震の災害軽減のための情報の高度化については,災害の人文社会学的研究の側面から,地理空間情報(G空間情報),GIS(地理情報システム),衛星測位(GPS,準天頂測位システムなど)の統合的活用方法の開発を行っている。前年度から引き続き,高精度避難ナビゲーションシステムを含む防災・減災のための情報システム構築とその活用方法の開発を継続するとともに,特に今年度は,衛星測位を利用した津波災害時避難の分析システムを構築した。また,新たに地域情報(土地利用及び人口等)と被害想定に関する時系列的分析,避難施設と避難圏域に関するデータの収集と分析,住民の避難行動に関するデータの収集と分析などを行った。さらに,北海道全域を対象に,現在,北海道危機対策課が整備を続けている津波浸水想定データを用いて,浸水域人口の推定を行い,市町村別の危険度についての分析を進めた。なかでも,津波浸水想定域人口の多い市町村に関しては,土地利用及び人口などのマイクロジオデータをGISに取り込んで空間データベースの構築を進めた。また今年度においても,これらの成果について,地域防災のための公開講座の開催等を実施して研究成果の普及させるとともに,最も効果的な研究成果の普及手法の検討を行った(図6)(北海道大学[課題番号:1006])。
 火山の災害軽減のための情報の高度化については,火山情報などの防災情報とインターネットで入手可能な関連する各種観測情報を関係機関から準リアルタイムで収集し,統合表示するシステムを開発している。これを用いて,北海道内の地方公共団体が現況を総合的に把握し,的確な防災対応を行うための支援システムの構築を目指している。今年度は,既知の不具合を修正し,要望の多いリアルタイム地震波形表示のプログラムと,そのためのサーバープログラムの開発を進めた。またGUIについても改良したほか,印刷機能や取得・表示する情報を追加した(図7)。協力機関である北海道ほか1市9町(森町,鹿部町,七飯町(北海道駒ヶ岳),壮瞥町,洞爺湖町,伊達市(有珠山),美瑛町,上富良野町,新得町(十勝岳))のシステムについては,この修正・改良プログラムへの移行作業を進めている。また倶多楽火山を有する登別市及び白老町に,このプログラムを実装したシステムを設置するための作業を行った。更に,地元自治体と防災情報官庁である管区気象台・地方気象台が観測データレベルで情報共有した際の防災対応に及ぼす効果を把握するために管内に活火山を有する函館,室蘭,旭川及び釧路地方気象台にシステムの導入を進めた(北海道大学[課題番号:1009])。
 火山災害情報及びその伝達方法のあり方について,2014年9月27日の御嶽山噴火にともない,地域住民,観光客といった情報の受け手や,自治体職員等の情報伝達の担い手にとって有用な災害情報の内容や伝達方法のあり方について検討・提案を行っている。今年度は,火山災害情報のあり方についての住民向けアンケートを御嶽山の岐阜県側に位置する下呂市小坂地区(旧小坂町)の全1258世帯を対象に行った。アンケートは自治会を通じて平成26年11月に配布し翌年の1月に回収した。回収率は66%であった。質問内容は,火山噴火に対するリスク認識,災害情報の伝達,火山防災対策の3点であり,この結果を分析し,噴火の未経験者のリスク認識が低いこと,また気象庁や役所からの情報提供を求める一方で,住民を対象とした防災学習や避難訓練の実施についての意識が低いことが明らかなったに(図8)。また本調査結果を地域へ還元するため,住民説明会を行った(名古屋大学[課題番号:1706])。

(4)研究者,技術者,防災業務・防災対応に携わる人材の育成

 地震予測を行う専門家が評価の不確実性を述べることによって,住民の地震リスク認知や専門家に対する信頼がどのように変化するか。この問題を実証的に検討するため社会調査の分析を行った(図9)。対象は調査会社にモニター登録する名古屋市内在住の一般市民である。調査対象者に架空の地震予測を提示し,その際,予測するうえで回避できない科学の不確実性を専門家自身が明示する条件と,そのような発言がない条件とを設け,地震リスク認知,地震研究の専門家に対する信頼,地震への備え,地震対応政策への支持,等への影響がわかるようにした。また原発事故と長期予測の関連性に関する調査を行い,事故時の津波高さはそれ以前に出されていたすべての長期予測を超える,いわゆる想定外のものであったことを明らかにした。そのほか,科学コミュニケーション発祥の地であるイギリスや,大きな被害地震があったネパール等に対して,現地調査や今後の地震への影響評価等を行った(東京大学地震研究所[課題番号:1517])。
 また,2006年に昭和火口で噴火活動再開以降,2009年からは活動が激化している桜島においては,大正噴火級の大規模噴火が発生したときは,桜島島内の住民は避難することが地域防災計画に定められている。一方,鹿児島市街地においては地域防災計画において避難の定めはないが,大正噴火が発生したときは多数の住民が避難した。このような背景のもと,もし桜島において大正噴火級の大規模噴火が発生しうる状況が発現した際を想定して,住民の避難の意向に関するアンケート調査を実施し,避難行動を分析した。アンケート実施方法は,講演会(鹿児島防災シンポジウム:NHK鹿児島放送局及び南日本放送主催)における直接アンケートとWEBによるアンケートである。アンケートでは,基本データとして住所や世帯構成,家屋の構造等について情報収集したうえで,何も火山活動に関する情報がない場合,大規模火山噴火の発生予測に関する情報が発表された場合,大規模火発生後の3段階について同様のアンケートを繰り返し,アンケートの回答を進めるにつれ学習できるように配慮した。特に,避難の方法と経路について詳細なアンケートを行った (図10)(京都大学防災研究所[課題番号:1914])。

これまでの課題と今後の展望

 現行計画では,災害科学の確立に資するため「災害」現象の解明に焦点をあて,防災・減災に対する社会の要請を意識しながら,全国の大学における理学,工学,人文社会科学の研究者が連携することによって,地震・火山噴火の災害事例の実証,地震・火山噴火の災害発生機構の解明,地震・火山噴火の災害軽減のための情報の高度化,研究者,技術者,防災業務・防災対応に携わる人材の育成などを目指した研究を実施してきた。
 具体的には,地震・火山噴火の災害事例の研究においては,近代観測開始以前の史料データベースなどを通して江戸時代の被害地震における地震対応についての検討を行った。また,過去の災害事例の状況をふまえた地震・火山噴火に関する知見の発信技術について研究内容の意味ネットワークに着目をしたデジタル支援ツールの開発も行った。地震・火山噴火の災害発生機構の解明においては,国内外の堆積平野・堆積盆地における強震記録データベースの増強をはかり,噴火災害における前駆活動及び火山噴火推移の事象の発現に沿った避難計画策定の可能性について検討し,脆弱性という概念的整理について東日本大震災を事例とした人文社会科学的検討を行った。地震・火山噴火の災害軽減のための情報の高度化においては,北海道を事例に地理空間情報・GIS・衛星測位を統合的に活用した避難支援システムの構築及び,GUIに特化した準リアルタイム火山情報の配信システムの構築を行った。また,住民側の火山災害に対するリスク認知や情報ニーズについても社会調査で明らかにした。研究者,技術者,防災業務・防災対応に携わる人材の育成については,住民の地震リスク認知や専門家に対する信頼性についての検討及び,桜島の火山避難計画・避難行動についての分析を行った。
 今後は,この2年間の研究成果をさらに深化させながら理論構築を図っていくことが重要である。具体的には,地震・火山噴火の災害事例の研究においては,史料データベースや研究データベースなどの資料に基づき,地震・津波・火山災害などの自然災害の災害事例について更に収集を行い,当時の人々の対応や教訓,復興過程,災害研究の全体像などについて検討を開始する。地震・火山噴火の災害発生機構の解明においては,引き続き国内外の堆積平野・堆積盆地における強震記録データベースを増強し,地震災害誘因の事前評価と即時推定に資する地下構造モデルを構築することや,脆弱性概念の検討については,過去の災害経験(特に東日本大震災)及び災害研究の成果をもとに,脆弱性を測定する尺度を検討・開発する。地震・火山噴火の災害軽減のための情報の高度化においては,整備を続けている地理空間情報データ等をもとに,GISに取り込んで空間データベースを構築し,マクロな視点による津波被害分析等を行うことや,火山情報の配信システムについて自治体等の活用実績をもとに受信者側のニーズについての検証を続けていく。研究者,技術者,防災業務・防災対応に携わる人材の育成については,住民の災害リスク認知や専門家に対する信頼について調査分析を行い,噴火事象系統図で想定されている噴火の規模と様式について,前駆活動及び火山噴火推移の事象の発現に沿った避難計画策定・避難訓練・防災教育等の可能性について検討を行っていくことが重要である。

成果リスト

Abe, K., M. Inoguchi, K. Tamura, and R. Kimura, 2015, Proposing Automated Recall Method of Relationship Structure among Research Topics -A Case of Earthquake and Volcano Observation Study Workshop-,World Engineering Conference and Convention 2015.
橋本雄一(編),2016,「四訂版 GISと地理空間情報―ArcGIS10.3.1とダウンロードデータの活用―」,古今書院.
橋本雄一(編),2015,「QGISの基本と防災活用」,古今書院.
橋本雄一,2015,積雪寒冷都市・札幌における人口の都心回帰,日野正輝・香川貴志(編)「変わりゆく日本の大都市圏 ポスト成長社会における都市のかたち」,ナカニシヤ出版,59-75.
川村 壮・橋本雄一,2015,都市計画基礎調査を用いた積雪寒冷地の港湾都市における津波災害リスクの空間分析,地理情報システム学会講演論文集,24 ,CD-ROM.
Koketsu, K. and S. Oki, 2015, Il processo dell'Aquila: l'incertezza dello studio dei disastri e le responsabilita degli scienziati, in "Terremoti, communicazione, diritto", FrancoAngeli, 63-86.
黒田由彦,2015,「『ポスト3.11の地域社会』の成果と課題」『地域社会学会年報』 第27集.
三宅弘恵・宮川幸治・郭雨佳・Loic Viens・近藤利明・纐纈一起, 2015, 糸魚川-静岡構造線断層帯における臨時連続強震観測, 日本地震学会講演予稿集2015年度秋季大会, 神戸, S16-P14.
三宅弘恵・小林広明・司宏俊・宮川幸治・纐纈一起, 2015, 2014年長野県北部の地震の強震動生成メカニズム, 日本地球惑星科学連合2015年大会, 千葉, SCG65-09.
三好 達也・橋本雄一,2015,国勢調査人口メッシュと消防署データを利用した地域分析,地理情報システム学会講演論文集,24 ,CD-ROM.
最上龍之介・橋本雄一,2015,積雪寒冷地における保育園の津波集団避難―北海道釧路市における認可保育園を事例に―,地理学評論,88 ,571-590.
仁平尊明・橋本雄一,2015,「釧路市における自主防災組織の活動から見た津波避難の課題,地理学論集,90,1-14.
西山昭仁, 2015, 『御番所日記』にみる日光東照宮での地震対応, 災害・復興と資料, 6, 19-25.
奥野祐介・橋本雄一,2015,積雪寒冷地における疑似的津波避難に関する移動軌跡データ分析,GIS-理論と応用,23 (1),11-20.
奥野祐介・塩崎 大輔・橋本雄一,2015,GNSSを用いた津波集団避難実験と移動軌跡データ分析,地理情報システム学会講演論文集,24 ,CD-ROM.
Shigefuji, M., N. Takai, T. Sasatani, S. Bijukchhen, M. Ichiyanagi, S. Rajaure, and M. R. Dhital, 2015, Aftershock records in the Kathmandu Valley of the 2015 Gorkha, Nepal, earthquake, 2015 AGU Fall Meeting, Abstract SS43D-2837.
塩崎 大輔・橋本雄一,2015,積雪寒冷地におけるICT及びWebRTCを用いた除排雪車位置情報共有システムの利活用,地理情報システム学会講演論文集,24 ,CD-ROM.
Takai, N., M. Shigefuji, S. Rajaure, S. Bijukchhen, M. Ichiyanagi, M. R. Dhital, and T. Sasatani, 2016, Strong ground motion in the Kathmandu Valley during the 2015 Gorkha, Nepal, earthquake. Earth Planets Space, 68:10, doi:10.1186/s40623-016-0383-7.
Takai, N., M. Shigefuji, S. Rajaure, S. Bijukchhen, M. Ichiyanagi, M. R. Dhital, and T. Sasatani, 2015, Near fault strong ground motion records in the Kathmandu Valley during the 2015 Gorkha Nepal earthquake, 2015 AGU Fall Meeting, Abstract S43D-2839.
田中重好・高橋誠・黒田達朗編,『連続研究会・新しい防災の考え方を求めて(シリーズ2)』名古屋大学大学院環境学研究科発行.
地域防災力診断マニュアル研究会編,2015, 『地域防災力向上のための自治体向けアンケート調査報告書(速報版)』名古屋大学大学院環境学研究科/特定非営利活動法人環境防災総合政策研究機構発行.
Viens, L., H. H. Miyake, and K. Koketsu, 2015, Long-period ground motion simulation of a subduction earthquake using the offshore-onshore ambient seismic field, Geophys. Res. Lett., 42, 5282-5289.


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-- 登録:平成29年07月 --