理化学研究所 計算科学研究センター

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Science 研究成果

広域にわたる地震津波の複合災害シミュレーションの開発

金田義行氏

東日本大震災では地震・津波の直接被害以外にも多くの複合災害が発生しました。この教訓から、南海トラフ巨大地震をはじめとする地震やそれに伴う津波により起きる可能性のある広域複合災害への備えは、日本が直面する地震や津波に関する最重要課題です。

この課題への対処として、地震発生の仕組みの解明、高精度のシミュレーションによる地震や津波の伝わる過程の解明、さらにそれらの発生時における構造物の倒壊や浸水分布、被害分布などの被害予測を行うことが重要と考えられます。
広域複合災害

被害予測に関するシミュレーションなどはこれまでも大学、研究機関で実施されていますが、「京」を用いるとその精緻化がさらに図れ、より現実的な地震や津波による広域複合災害に適用できるシミュレーションの開発が可能となります。

地震予知に関しては不可能に近いという認識もありますが、幾つかのタイプの地震を想定し、それに応じた複数の対応シナリオを考え、それに基づいた備えを検討することは重要と考えています。

また東日本大震災や阪神淡路大震災の経験から、高精度の被害予測や避難誘導などのシミュレーションを行い、事前の対策に活用したり日々の啓発に貢献したりできることも重要と考えています。

このプロジェクトでは、地震・津波の予測精度の高度化に関する研究として、①地震の予測精度の高度化に関する研究、②津波の予測精度の高度化に関する研究、③都市全域の地震等自然災害シミュレーションに関する研究、を推進しています。
総合地震シミュレータ

今まで、東日本大震災の地震津波同時伝播シミュレーション、釜石三次元津波浸水シミュレーション(津波の高さも計算)、「都市丸ごと」地震動応答計算、大規模避難シミュレーションなどを開発し、アルゴリズム(*1)の改良により計算の高速化を図っています。また計算結果の信頼性については、これらのシミュレーションを用いて東日本大震災の被害を再現し、実際の被害と比較することで確保するようにしています。

今後、これらの個別シミュレーションを連携させて、地震発生のシナリオの予測、高精度な地震動・津波シミュレーションの実行から、これらの計算結果である地震動および津波を入力条件とした「都市丸ごと」地震動応答シミュレーション、都市全構造物に対する地震・津波の被害予測(浸水分布、被害分布など)、そして避難誘導シミュレーションのすべてを同時に解くシステムを構築して行きます。

このように「京」を活用することにより、高精度で様々なシミュレーションを連成させたシステムの構築が可能となってきています。さらにポスト「京」では、地震発生、津波発生、津波遡上、都市震動、避難などのシナリオを構築し、観測データや構造物情報と連携しあい、精度の高い統合地震シミュレータの開発を進めたいと考えています。

【京コンピュータシンポジウム2013講演などから抜粋】

 

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*1 アルゴリズム:コンピューターで計算を行うときの計算方法、処理の手順