○ プレート沈み込み帯に位置する我が国では，これまで，地震や火山噴火による災害が度々発生し，多くの国民の生命や暮らしが奪われるなど多大な被害を受けてきた。平成7年兵庫県南部地震（阪神・淡路大震災）では，建造物崩壊や火災により6000人以上が亡くなり，平成23年東北地方太平洋沖地震（東日本大震災）では，津波による死者・行方不明者が2万人近くに上った。平成12年の三宅島噴火では，約4000人の全島民が島外へ避難し，長期間不便な生活を強いられた。
○ 特に，東北地方太平洋沖地震では，その震源域で大地震が発生する可能性について従来から危惧され，これまで多くの調査研究が行われていた。しかし，その規模がマグニチュード9に達する超巨大地震となる可能性については，観測研究計画の中で追究されていなかった。研究計画の問題点は以下のようにまとめられる。
○ 平成24年10月には，「地震及び火山噴火予知のための観測研究計画」の外部評価が行われ，地震や火山噴火による災害の多い我が国において，地震火山現象の科学的な研究成果を防災・減災につなげていくことは重要であるとされた。学術的には，国際的に見ても重要な研究成果が挙げられていることは評価された。しかし，東北地方太平洋沖地震の教訓を踏まえて，以下の課題が指摘された。
以上を踏まえ，かつ以下に記述するこれまでの観測研究計画の経緯と成果に鑑みて，地震・火山の観測研究計画は，防災，減災に貢献できる科学的研究計画として機能すべきと考え，今をこれまでの計画からの転換点にあると認識する。
○ 過去40年有余，地震や火山現象に関する学術研究を推進し，その成果を地震や火山噴火による災害の軽減に生かすことが，地震・火山研究者の責務であると考え，計画を推し進めてきた。
○ 地震予知は防災・減災に効果的であるという認識のもと，地震予知のための観測研究計画が進められてきたが，これまでに大地震の短期的予知には成功していない。
○ 昭和40年度に開始された第1次計画から平成6年度に開始された第7次計画まで，高感度の地震観測網，地殻変動観測網を整備し，前兆現象の観測に基づく地震予知に力を注いだ。平成7年に発生した兵庫県南部地震を契機にそれまでの計画を総括した際に，前兆現象の発現様式は複雑多様であり，その多様性の中に系統性が見いだせるほどにはデータが蓄積していないとされ，推進すべき研究の方向を大きく見直した。
○ 平成11年度から開始された計画では，地震発生に関する基礎的研究を重視し，地震発生のモデルと観測データに基づいた地殻活動の推移予測を目指して研究を進めてきた。地震に先行する現象の観測事例が増加し，地震現象の理解は深まったものの，地震発生予測の実現には至っていない。
○ 歴史地震研究においては，地震史料集の編纂が進み，江戸時代より前の地震・噴火史料のデータベース化が進んだ。更に，考古データから地震災害を読み取る地震考古学という学術分野ができるなど大きな進展があったが，それらの成果を十分には活用できていなかった。
○ 高感度高密度の地震，測地観測網により，ゆっくり滑りや低周波微動などが発見され，プレート境界滑りの多様性が明らかになった。また，それらの物理過程についても理解が進展し，プレート境界における大地震の発生過程との関連についても研究が進められている。
○ 釜石沖の繰り返し地震など，地震の発生時期・規模の予測が可能な場合があることが明らかになった。
○ 昭和49年度に開始された火山噴火予知計画では，火山周辺の観測網の整備と実験観測の推進が図られた。稠密な多項目観測が実施されている幾つかの火山では，噴火に至るまでの現象や，噴火の直前の異常が確実に観測により捉えられるようになった。また，マグマの物性やマグマ上昇速度などと噴火規模・様式の関連が見られる例も見つかり，火山噴火予知のために重要な知見が蓄積された。
○ 火山監視体制の強化と噴火前に現れる地震活動や地殻変動に基づき，有珠山や三宅島などでは噴火発生の予知が実践された。また，これらの成果を踏まえて，平成19年より防災機関や住民が取るべき防災対策を連携した噴火警戒レベルが火山ごとに順次導入されている。
○ しかし，噴火の規模や様式，活動推移の予測に成功するまでには火山噴火の理解は進んでいない。例えば，2000年の三宅島噴火の山頂カルデラ形成や火山ガスの長期噴出を活動初期には予測できなかった。また，2011年の新燃岳の噴火規模，様式の予測に成功しなかった。
○ 平成21年度からの計画では，地震予知研究と火山噴火予知研究が統合され，プレートの沈み込みという共通の地球科学的環境で発生する地震と火山噴火の相互作用の研究が始まるとともに，観測基盤の有効利用が進められた。
○ 我が国は，地震及び火山噴火を原因とする災害に立ち向かうことを宿命付けられている。これまで地震や火山噴火の防災・減災に役立てることを目指して計画を推進してきた。以下にそれに関わる成果を例示する。
○ 地震の発生機構，断層モデル，地震波伝播過程等の研究が進展し，科学的な理解に基づき，地震発生の長期評価や，地震による強震動・津波の予測が行われるようになった。
○ 地震の防災・減災に活用可能な研究成果が得られるようになってきた。
○ 地球物理学的多項目観測及び物質科学的調査に基づく火山活動のモニタリングが進み，マグマ蓄積や火道浅部活動の理解が進み，噴火活動の評価が行われるようになった。
○ 火山の噴火規模や様式，推移の予測に関する新たな研究成果が得られるようになってきた。
○ 伊豆半島東方沖では，マグマの貫入による地殻変動と群発地震活動度の関係が明らかになり，火山活動が地震活動に及ぼす影響についての理解が進展すると同時に，その知見が気象庁の発表する「地震活動の見通しに関する情報」に応用された。
○ 地震・火山の観測研究は，国民の生命と暮らしを守るための災害科学の一部であると考え，計画を推進すべきである。災害科学とは，災害を引き起こす現象の発生から災害の発生，推移を総合的に理解し，その知見を防災・減災に活かすための科学である。一旦発災すると被害が甚大となる地震・津波・火山噴火による災害を軽減するためには，長期的展望に基づき，災害を起こす原因にまで遡った理解に基づく方策を探る必要がある。つまり，自然現象である地震や火山噴火現象を理解し，それらが引き起こす災害を知ることが災害科学の底辺を支える。地震や火山噴火の発生は抑止できないことから，社会が災害を想定して備えることが被害の軽減や予防措置の基本となる。さらに，地震や火山噴火が引き起こす強震動，津波，火砕流などの諸現象を災害発生の「誘因」として捉え，人が暮らす自然・社会環境である「素因」への影響・被害を念頭において研究を推進し，地震・火山噴火の発生の場所，規模，時期などの予測にはじまり，災害の発生から，地震・火山噴火の発展段階に応じて災害の推移を予測することも重要である。観測研究は，以上を踏まえ，防災，減災にも貢献できる研究として機能すべきであり，今がそのような転換点にあると認識する。
○ これまでの計画では「予知」という言葉を使用してきた。予知という言葉は，「前もって知る」という意味から予言や警告という意味までの広い語感をもつ。そのため，最近の理学研究では，「予測」という言葉を使うことが多い。他方，災害科学においては，災害の発生を「前もって認知して対応できるようにする」という意味での「予知」の必要性が増大している。これからの観測研究計画では，災害科学の観点から，後者の意味で「予知」と言う語を用いる。
○ 新たに計画を策定するに当たり，現状認識に挙げられた課題を以下のようにまとめ，その対応を後述する。
○ 外部評価で指摘された「実用科学」を，地震・火山研究の科学的知見を，防災・減災に活用することと捉えて計画を策定した。そのため，自然現象である地震・火山現象の理解を深めつつ，地震や火山噴火の発生の予測を目指した研究を継続的にかつ着実に実施する。加えて，強震動や津波，降灰や噴石など災害を起こす現象の即時予測を含めた災害誘因の予測研究を推進する。
○ 大地震の発生時期を予測することは現段階では難しいが，釜石沖の繰り返し地震や伊豆東部の群発地震の活動予測など限られた事象ではあるものの，地震発生予測に関連した新たな成果が生まれている。また，火口近傍での観測により，噴火規模の予測に結び付く可能性の高い新たな知見も得られている。このような事例を参考に，地震発生と火山噴火予測を目指した研究を行う。その際，限られたモデルや方法論に固執せず，多様なデータ，手法，モデルを考慮して，地震・火山現象の物理・化学過程の理解に基づく地震発生や火山噴火の予測の研究を進めると同時に，十分な精度を持つ観測データに裏付けられた経験則も活用する。
○ 海底観測装置，津波浸水域の高精度逐次予測，GNSSリアルタイム処理による巨大地震震源域の即時予測，火山防災計画の参考にされた噴火事象系統樹（噴火シナリオ）など，これまでの観測研究計画の成果が社会に役立てられている例も多い。今後の計画では，ここで挙げられたような災害誘因の予測に役立つ研究成果を増やし，社会に貢献することを目指す。
○ 低頻度で大規模な巨大地震や大規模噴火現象は，未解明な部分が多い。そのため，それらに起因する災害の軽減を図るためには，まずはその発生機構の解明が必要である。東北地方太平洋沖地震の発生機構を理解し，この地震が隣接域の地殻活動に及ぼす影響を研究する。また，これまでに南海トラフで発生した巨大地震の特性を解明する。大規模噴火は近年日本では発生していないものの，史料・考古・地質データからこれまで繰り返して発生してきたことは明らかである。歴史学・考古学・地質学等の研究者と連携し，近代観測開始以前の地震や火山噴火の特性を理解する。また，日本以外の事例との比較が重要であることから，国際共同研究を実施する。
○ 地震・火山噴火による災害を軽減するためには，(1)理学，工学，人文・社会科学等の複合領域である災害科学の視点から，地震や火山噴火が引き起こす災害がどのようなものがあるかを，国民や関係機関に広く知らせること，(2)地震や火山噴火が，どこで，どのくらいの頻度・規模で発生するかを予測し，長期的な防災・減災対策の基礎とすること，(3) 地震や火山噴火の発生，それに伴う地震動や津波，火砕流や降灰，溶岩流などの災害誘因を直前に予測することにより避難に役立てること，(4)不確実性を含む予測情報であっても，災害の軽減に結び付くように防災・減災に活用する仕組みを考案すること，などが必要である。地震と火山噴火に関する災害軽減に取り組む際に、上記(1)，(4)は共通点が多いものの，(2)，(3)についてはそれぞれの現象や生起される災害の時空間スケールやその対策が異なる。そこで，地震と火山噴火による災害誘因の予測を有効に実施するために，それぞれ次のように取り組む。
○ 長期的な防災・減災対策には，地域ごとに，地震の規模や頻度の長期評価を行い，これに基づいて地震動や津波を予測することが有用である。避難に役立つのは，地震発生後の地震動・津波の即時予測であり，また，地震発生の短期予測である。
○ 整理すると，災害軽減のために実現すべき地震現象の予測は，
予測1．地震の規模や頻度の長期評価
予測2．事前の地震動・津波の予測
予測3．地震動・津波の即時予測
予測4．地震発生の短期予測
である。予測1，予測2，予測3は現実に行われているが，改善すべき点は多い。予測4に関しては，東海地震を対象にそのための体制が取られているが，短期予測成功の見通しがはっきりしているわけではない。予測1，2，3については，研究成果を適切に利用していけば予測の精度は着実に向上していくことが見込まれるが，予測4については長期的な取組が必要である。プレート境界や断層，及び，その周辺で発生する現象を観測し，理解することが，1から4全てについて，より正確で信頼できる予測につながる。
○ 予測1の長期評価では，歴史学，地質学の成果を活用し長期的な地震の繰り返し特性を理解すること，地殻活動データをくまなく観測するための観測網を整備し，ひずみ蓄積を把握すること，理論的な研究等により繰り返し間隔や規模の揺らぎの原因を明らかにすることが必要である。
○ 予測2の地震動・津波の事前予測では，長期評価の結果とともに，震源特性や地震波・津波の伝播特性についての理解の進展を利用する。
○ 予測3の即時予測は，地震発生時の避難への効果は大きいため，早急に取り組むべき課題である。観測データから，いち早く，より正確に，発生した地震の震源特性や津波の特性を推定するための技術を開発し，予測精度の向上のために，即時推定に適した観測を行う。
○ 予測4の短期予測については，断層摩擦滑りの物理モデルと観測データを総合して，地震を含めた断層滑りの時空間発展を予測する研究を進め，また，多様な観測で得られる大地震の先行現象に基づく経験則を確立して，これに基づく地震発生予測のための研究を行う。
○ 火山噴火災害の軽減には，過去や現在の活動を評価し，噴火する活動の可能性の高い火山を前もって把握し，することが必要である。また，火山を常時観測や調査・分析からし，火山噴火の時期，場所，規模，様式とその推移を予測し，その結果を適切な避難行動や防災・減災対策に結び付けることが重要である。
○ 火山噴火予測に関しては，次の四つの発展段階がある。
段階1：火山の長期的な活動度が分かる
段階2：観測により，火山活動の中短期的な異常が検知できる
段階3：観測と火山学的知見により，異常の原因が推定できる
段階4：現象を支配する物理・化学法則が明らかにされており，観測結果を当てはめて将来の予測ができる
現状では，我が国の110の活火山のうち，常時観測体制が取られている火山の多くは段階2，より高度な適切な観測体制が整備されている幾つかの火山でも段階3にとどまっている。これまで噴火時期の予測の成功例はいくつかあるものの，噴火規模・様式，その推移の予測ができる段階4に達していない。火山噴火予測を段階4にまで引き上げるためには，火山観測網の整備，噴火事例の積み重ね，火山噴火現象を解明する基礎研究の推進が必要である。
○ 関係機関の努力により火山観測網は整備されてきたが，観測項目や観測点数は十分ではない。予想される災害を考慮しながら，今後も着実に火山観測網の強化に取り組む必要がある。また，噴火事例の積み重ねは，静穏時の火山活動の把握，火山活動の活発化時における観測研究の強化などにより進める。また，低頻度大規模噴火や国外で発生する噴火現象も研究の対象とし，多様な噴火の事例の集積を目指す。基礎研究については，マグマの蓄積から上昇，噴火の発生，噴火活動様式の変化に関して，観測，火山噴出物の分析，地質調査を行い，理論・実験研究や史料分析等の成果も踏まえ，噴火を含む火山活動全般の物理・化学過程の解明を進める。
○ 段階4を実現するためには，俯瞰的に火山活動を把握し災害予測にも利用できる噴火事象系統樹を活用することが有用である。起こり得る火山現象を網羅的に示した噴火事象の系統樹の上で，火山活動の進行により実際に起こった現象について，観測データや火山噴出物や火山ガスの解析結果，理論的な研究成果を用いて，現象を支配していた物理・化学過程を推定し，定量的なモデルを構築する。このような一つひとつの現象の理解の積み重ねが事象分岐の解明につながり，予測の実現に近付くものと思われる。
○ 本計画の5か年間に，新たに3～4火山の噴火事象系統樹を作成する。また，過去の事例から，事象分岐の機構についての定量的なモデルの構築を目指す。噴火活動があった場合には，系統樹を活用して，噴火現象を支配する物理・化学過程の定量的なモデル化を目指す。特に，現在噴火を繰り返している桜島火山等を対象とした噴火現象やマグマ上昇過程の解明を進め，噴火過程を支配する要因を調べ，系統樹の高度化を目指す。また，災害をもたらす降灰や噴石，火砕流や溶岩流などの時空間発展を精度よく予測する手法を開発する。
○ 国民の生命と暮らしを守る実用科学として，地震・火山噴火災害に関する科学（災害科学）が活用され，防災・減災に効果的に役立つためには，地震発生・火山噴火の仕組みを理解する基礎研究，それらを予測する応用研究，更に防災・減災に役立つ方策を示す開発研究を組織的に進める必要がある。
○ 東日本大震災を踏まえた科学技術・学術政策の在り方の検討の中で，基礎研究，応用研究，開発研究のいずれの段階でも，研究者の内在的動機に基づく学術研究，政府が設定する目標等に基づく戦略研究，政府の要請に基づく要請研究の三つの方法によって進められるべきであることが指摘された。また，学術研究においても課題解決と自ら研究課題を探索し発見することが求められている（東日本大震災を踏まえた今後の科学技術・学術政策の在り方について（建議），平成25年1月17日）
○ さらに，地震・火山噴火研究においては，特に人文・社会科学も含めた研究体制の構築，海外の地震多発国との連携強化，防災や減災に十分貢献できるような研究体制の見直しなどが指摘されている。
○ 本計画を推進し，成果を社会の防災・減災に効果的に役立てるためには，政府の地震・火山噴火防災施策で設定する要請や目標を十分考慮し，さらに，研究者が創意工夫に基づいて設定する本計画の成果が，防災・減災に貢献できる体制を構築する必要がある。
○ 大規模な地震・火山噴火は人間の生活時間に比べて発生間隔が長く，近代的な観測データが十分に得られていないことから，その発生の仕組みには未解明なことが多い。このため，長期的視点に立ち，学術的な基礎研究を主体として実施する観測研究体制が必要である。同時に，長期にわたる継続的な観測・調査と観測データ・資料の総合的な解析を地震・火山噴火防災研究全体として実現する体制が重要である。観測データ・資料及び研究成果のデータベースの構築等の研究基盤の開発・整備に努める一方，現在の技術では困難に見える観測や解析の新展開を図るため，新たな技術開発を行う。
○ 地震及び火山噴火等の自然現象である災害誘因だけでなく，地形・地盤等の環境や人間社会が作り出す災害に対する脆弱（ぜいじゃく）さによる災害素因により，災害の大きさが決まる。本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及び火山噴火研究に加えて，災害素因の理解が必要となる。このため，理学だけではなく，防災研究や工学，人文・社会科学等の関連研究分野との連携を図りつつ，災害誘因予測の研究を推進する。
○ 地震や火山噴火現象の推移を理解し，予測するには，近代的な観測の実施期間が短すぎることから，歴史学・考古学などと連携して過去の事例を調査する歴史災害研究を行うことが不可欠である。ただし，過去の地震と噴火の史料・考古データを収集して歴史災害研究を行う組織が存在せず，後継者養成も行われていない状況は，従来から大きな問題となってきた。歴史災害に関する学際研究は，これを解決する長期的な見通しをもって行われる必要がある。
○ 長期的な展望の下に，防災力の高い社会に変えていくための研究と防災業務に携わる人材の養成を行う必要がある。
○ 研究成果が適切に理解され実際の防災・減災に活用されるため，その内容を分かりやすく社会に伝える組織的な活動が重要である。地震・火山科学が社会に発信する情報の在り方を含め，広く災害情報についても検討する。さらに，そのための人材の確保と人材の交流を図る必要がある。
○ 低頻度の災害とその誘因の研究をするためには，日本だけでなく海外の他の地域の事例を取り入れるなどの国際的な共同研究を行う必要がある。同時に，本計画の成果を外国，特にアジアの諸国の地震・津波，火山災害の軽減に役立ててもらうことは，災害科学の先進国である我が国の責務である。
研究開発局地震・防災研究課