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

想定外を減らし、地震被害に立ち向かう ~都市地震災害の大規模シミュレーション~

日本は地震大国です。これまでに幾多の大地震とそれに伴う大被害が私たちの社会に深く爪痕を残してきました。地震自体の予測は、まだまだ困難です。しかし、どんな地震によってどのような被害が起こるのかを予測し、あらかじめ備え、できる限り被害を小さくすることは、可能になりつつあります。

統計や経験則を使った予測から科学的な被害予測へ

政府や地方自治体は、地震被害想定を行い大地震への対応策を検討しています。これまで、地震被害想定は、過去の地震被害データに基づく統計や経験則を利用して行われてきました。しかし、過去の地震被害記録が残っていない都市や、新しい工法で建てられたビルなどの被害は予測することができません。そこで、地震の大きさ、地盤や地形、建物の構造などの情報に基づいて、コンピュータシミュレーションを行うことで、科学的に地震被害を予測するための研究が進められています。

スーパーコンピュータが、被害予測を進化させている!

コンピュータシミュレーションにおいても、都市の地震被害を予測するのは非常に大変です。都市を再現するための地盤・地形・数十万を超える建物などのデータと、それを動かすための計算は膨大なものになるからです。しかし、近年のスーパーコンピュータの能力向上により、シミュレーションによる地震被害予測は詳細なものになりつつあります。東京大学を中心とした研究グループでは、これまでにも「京」を用いて新宿周辺およそ3キロ四方、約4万棟の建物について地震災害の大規模シミュレーションを行ってきましたが、今回、計算方法や地盤・建物の再現方法にさらなる工夫を加え、東京の山手線内ほぼ全域にあたる約10キロ四方、33万棟の建物に及ぶ地震災害シミュレーションに成功しました(図2)。

都市の広範囲におよぶシミュレーションを行うことで、これまでは難しかった地盤のひずみも解析できるようになり(図3)、 ガスや上下水道、道路などのネットワークへの被害を予測することが可能となったのは大きな成果です。今後のライフラインの地震被害対策へと応用が期待されます。

 

 

「想定外」を減らすために

研究グループは、地盤の揺れ、都市の建物やネットワークへの被害予測、さらに人々の避難行動などの社会応答シミュレーションまで、統合的な予測システムの構築を目指しています。こうしたシステムを国や自治体が有効に利用し、防災や災害復旧に利用できるようになれば…科学的・合理的な予測によって「想定外」を減らすための、研究者たちの戦いは続きます。

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