紀伊水道における 津波計測について - laboexp web...
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紀伊水道における津波計測について
海洋レーダ研究集会2011.12.14-15
日向・古川・宮田（国交省）、藤井（流大）、小海（NJRC）、
金津（国際航業）
2011/9/26-30 (九大筑紫キャンパス）
Barrick(1979, Remote Sensing of Environment)– 検知可能性の提起→ 早期警報システムに藤井・徳田(1997, 特許2721486)– シミュレーションのよる検知可能性検証– 津波観測モードの提唱泉宮・今井(2005, 海岸工学論文集)、泉宮・中島(2006, 海岸工学論文集)– 流速データからの水位予測
Lipa, Barrick, Bourg, and Nyden(2006, J. Oceanography)– 簡単なシミュレーションでの検討渡辺・富田(2007, 海岸工学論文集)、渡辺・富田(2009, 港空研資料)– 吹送流除去方法の提案
Murata, Nagakura, and Kokai(2010, Proc. Conf. Coastal Eng.)– STFTを使った速度検出の高速化
高橋・高橋・児島・小沼(2007, 海岸工学論文集)– 後方散乱強度変化による津波検知
スマトラ沖地震津波（2004）
海洋レーダを用いた津波検知可能性の検討
3
• 沖合いで検知できる–海岸到達前に警報発令できる！
• 面的に観測できる（二次元観測）–点観測では分からない正確な姿を知る！
• 広域に監視できる–広範囲の予測が可能！
でも、誰も津波をレーダで観たことがなかった
海洋レーダを用いた津波検知
4
14:46 on March 11, 2011, JST
3.5 m Tachibana-port (inundation height)3.5 m Tachibana-port (inundation height)
15:20-30 8-23 m15:20-30 8-23 m
15:50 5-6 m15:50 5-6 m
14:46 on March 11, 2011, JST14:46 on March 11, 2011, JST
3.5 m Tachibana-port (inundation height)
15:20-30 8-23 m
15:50 5-6 m
（東北地方太平洋沖地震津波合同調査グループ http://www.coastal.jp/ttjt）
遡上高・浸水高
5
WA
KA
紀伊半島
KO
Pacific Ocean
KA：海南験潮所KO:小松島海象計WA：和歌山南西沖GPS波浪計
: HF-radar (NJRC): HF-radar (NJRC): HF-radar (CODAR)
-受信アレイ： 3エレ八木×8・ 方位分解能: 7.5 deg.・ 観測範囲: ±45 deg.
- レーダ方式: FMICW -中心周波数: 24.515 MHz-掃引周波数幅: 100 kHz・ 距離分解能: 1.5 km
-送信電力（ピーク）: 200 W-観測距離: 50 km
HFレーダ・海象計・GPS波浪計・検潮所
MN
TK
6海洋レーダ（湊局）
送信アンテナ
12:00 18:00 00:00 06:00 12:00 18:00 00:00
30 c
ms-
110
0 cm
Japan Standard Time (hour)
(3/11) (3/12)
WA
KO
KA
HF-12K
16:20, 0.6 m
17:00, 0.25 m/s
津波の伝搬→副振動の発生
17:00, 0.6 m
17:05, 1.7 m
21:30, 2.6 m
※潮流成分は除去してある
小松島港, 浸水高：1.7 m
橘港, 浸水高：3.5 m
スペクトルの変化：震源～紀伊水道沖39-93 min
1.00E+02
1.00E+03
1.00E+04
1.00E+05
1.00E+06
1.00E+07
1.00E+011.00E+021.00E+03
spec_t_omae
spec_t_omae1.00E+02
1.00E+03
1.00E+04
1.00E+05
1.00E+06
1.00E+07
1.00E+011.00E+021.00E+03
spec_t_owase
spec_t_owase
1.00E+02
1.00E+03
1.00E+04
1.00E+05
1.00E+06
1.00E+07
1.00E+011.00E+021.00E+03
spec_t_wakayama
spec_t_wakayama
1.00E+02
1.00E+03
1.00E+04
1.00E+05
1.00E+06
1.00E+07
1.00E+011.00E+021.00E+03
spec_t_tokushima
spec_t_tokushima
Epicenter
30-40 min50-60 min70-80 min
125-145 min20-30 min
1.00E+02
1.00E+03
1.00E+04
1.00E+05
1.00E+06
1.00E+07
1.00E+011.00E+021.00E+03
spec_t_kainan
spec_t_kainan
1.00E+02
1.00E+03
1.00E+04
1.00E+05
1.00E+06
1.00E+07
1.00E+011.00E+021.00E+03
spec_t_komatsu
spec_t_komatsu
スペクトルの変化：紀伊水道沖～水道内
1.00E+02
1.00E+03
1.00E+04
1.00E+05
1.00E+06
1.00E+07
1.00E+011.00E+021.00E+03
spec_t_wakayama
spec_t_wakayama
1.00E+02
1.00E+03
1.00E+04
1.00E+05
1.00E+06
1.00E+07
1.00E+011.00E+021.00E+03
spec_t_tokushima
spec_t_tokushima
1.00E+00
1.00E+01
1.00E+02
1.00E+03
1.00E+04
1.00E+05
1.00E+06
1.00E+011.00E+021.00E+03
spec_t_24km
spec_t_12km
1.00E+02
1.00E+03
1.00E+04
1.00E+05
1.00E+06
1.00E+07
1.00E+011.00E+021.00E+03
spec_t_kainan
spec_t_kainan
視線方向流速スペクトル
30-40 min
50-60 min70-80 min
125-145 min
1.00E+02
1.00E+03
1.00E+04
1.00E+05
1.00E+06
1.00E+07
1.00E+011.00E+021.00E+03
spec_t_komatsu
spec_t_komatsu
20-30 min
0
100
200
300
400
500
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
10 20 30 40 50 60 70 80
amp_komatsuamp_kainan
0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
1
10 20 30 40 50 60 70 80
amp_komatsu
amp_kainan
スペクトルの変化：紀伊水道内増幅率
津波来襲時 平常時
)()()(
)()()()()()()()()(
,
,
,
,
tshelft
bayt
ttshelft
tttbayt
PSS
ZQYSZPQYS
)()()(
)()()()()()()(
,
,
0,
0,
bshelfb
bayb
bshelfb
bbbayb
PSS
QSSPQSS
Rabinovich, JGR, 1997
スペクトルの変化：紀伊水道沖～内部
0.01
0.1
1
10
100
1.00E+011.00E+021.00E+03
wakayama_t/b
tokushima_t/b
0.01
0.1
1
10
100
1000
10000
1.00E+011.00E+021.00E+03
komatsu_t/b
kainan_t/b
陸棚上（津波来襲時／平常時） 水道内（津波来襲時／平常時）
)()()(
)()(
,,
0,
, ZSY
SS
PPQQif
t
bayb
bayt
btbt
17:00 19:00 21:00 23:00 01:00 03:00日本標準時 (hour)
30
20
10
レーダ局からの
距離
(km
)
20
10
0
-20
-10
(cm
/s)
(3月11日) (3月12日)
1.5
紀伊半島
四 国
太平洋
湊局
雑賀崎局
瀬戸内海
第6ビーム
震源
紀伊水道
05:00
津波の伝搬→副振動の発生
進行波 ??? 重複波：副振動
-10
-5
0
5
10
HF-06KHF-12KHF-24KHF-30K
3.5
-1 .5
-1
-2.5
1.5
0.5
-1
1 0-1
1 0.5
-2
1
-1.5
-1
-0.5
-3.5
2.5
-3
3
0
5
10
15
20
25
30
17:00 19:00 21:00 23:00 01:00 03:00日本標準時 (hour)
レーダ局からの
距離
(km
)(c
m/s
)
(3月11日) (3月12日)
05:00
紀伊半島
四 国
太平洋
湊局
雑賀崎局
瀬戸内海
第6ビーム
震源
紀伊水道
津波の伝搬→副振動の発生50-100分の周期帯
進行波 ??? 副振動（同位相）
津波の伝搬→副振動の発生
-0.5
1.5
-1 -1
-1
-0.5
-1
-0.5 -0.50
0.5
0-2-1.5
1
0.5
-2
0.5-2.5
2
0
-1
5
10
15
20
25
30
-4
-2
0
2
4
HF-06KHF-12KHF-24KHF-30K
17:00 19:00 21:00 23:00 01:00 03:00日本標準時 (hour)
レーダ局からの
距離
(km
)(c
m/s
)
(3月11日) (3月12日)
05:00
紀伊半島
四 国
太平洋
湊局
雑賀崎局
瀬戸内海
第6ビーム
震源
紀伊水道
津波の伝搬→副振動の発生20-50分の周期帯
??? 副振動（逆位相）
津波の伝搬→副振動の発生
速 報
Hirofumi Hinata, Satoshi Fujii, Keita Furukawa, Tomoya Kataoka, Masafumi Miyata, Takashi Kobayashi, Masahiro Mizutani, Takahiro Kokai, Nobuyoshi Kanatsu,
Propagating tsunami wave and subsequent resonant response signals detected by HF radar in the Kii Channel, Japan,
Estuarine, Coastal and Shelf Science 95 (2011) pp. 268-273,10.1016/j.ecss.2011.08.009
今後の予定
• 水道内副振動の理解→湾内増幅機構を考慮したハザードマップ→警報解除のタイミング
• 津波波源モデルパラメータチューニング→津波発生直後の津波被害想定シミュレーション（関大，琉大，NICT，国総研）
• 津波検知可能性の検討
流速測定に基づく津波検知の可能性
流速測定に基づく津波検知の可能性
2011/9/26-30 (九大筑紫キャンパス）
2011年度日本海洋学会秋季大会 22
22
スペクトル解析S
pect
ra (c
m2 ·
S)
Spe
ctra
((cm
s-1 )
2 ·S
)
period (min) period (min)
95%
1x103 1x102 1x1011x10-1
1x100
1x101
1x102
1x103
1x104
1x105
1x106
1x107
1x108
WAWAKOKOKAKA
50-8030-4020-30
95%50-8030-40
水位変動 海洋レーダ
-10
-5
0
5
10
HF-06KHF-12KHF-24KHF-30K
3.5
-1.5
-1
-2.5
1.5
0.5-1
1 0-1
1 0.5-2
1
-1.5-1
-0.5
-3.5
2 .5
-3
3
0
5
10
15
20
25
30