2026/5/17-2026/5/22

有川先生と学生5名がアメリカ・テキサス州で開催されたICCEに参加し研究成果を発表しました。

【口頭発表】

1. NUMERICAL MODELING OF THE 2022 TONGA VOLCANIC TSUNAMIUSING A TIME-DEPENDENT VERTICAL FORCING APPROACH​

​著者：德田達彦，有川太郎

火山性津波は、最も破壊力が高い一方で、最も理解が進んでいない自然災害の一つである。通常、海底の断層の変位によって引き起こされる地震津波とは異なり、火山性津波は、カルデラの崩壊、火砕流、海底地すべり、溶岩ドームの崩壊、爆発的噴火など、多様なメカニズムによって発生し得る。1883年のクラカタウ噴火は、その壊滅的な潜在力を如実に示す事例であり、津波の到達高は40メートルを超え、数万人の死者を出した。2022年1月15日、フンガ・トンガ–フンガ・ハアパイ（HTHH）海底火山は、近年の歴史上最も強力な噴火の一つを起こした。この噴火により発生した衝撃波は地球を一周し、太平洋全域で観測された津波を引き起こした。日本、米国、南米では、遠方域の振幅が約1 mと観測された。これらの信号は、大気中のラム波および海洋と効果的に結合した重力波に起因すると考えられている。対照的に、トンガを襲った近距離域の津波ははるかに甚大な被害をもたらし、津波の遡上高は10 mを超え、トンガタプ島では深刻な浸水被害が発生した。この近距離津波の物理的メカニズムは依然として不明である。なぜなら、静的な初期海面変位を前提とする従来のモデルでは、観測された浸水範囲やランナップ高を一貫して再現できていないからである。このことは、動的プロセスの重要性を浮き彫りにしている。噴火による垂直方向の水の動き、火口の急速な崩壊、および複数の噴出パルスが、その要因として示唆されている。実験室での実験や最近の数値研究によれば、噴出口におけるわずかな鉛直強制力であっても、不釣り合いに大きな津波を発生させ得ることが示唆されている。これらの限界に対処するため、本研究では、3次元数値フレームワーク内に時間依存の鉛直強制モデルを導入し、2次元伝播モデルと結合させることで、動的強制力が観測された津波の特性をより適切に再現できるかどうかを評価する。

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2. Evaluating Virtual Reality as a Tool for Tsunami Evacuation Training

著者：内藤礼菜，有川太郎

津波避難訓練は、避難の遅れを減らし、溺死のリスクを低減することが知られている。しかし、従来の訓練は時間、場所、シナリオの制約により限界があり、参加率が低いことも多い。仮想現実（VR）は世界中で災害教育や避難訓練への応用が進んでいるものの、津波シナリオに特化した活用は依然として限定的である。本研究では、VRを活用した津波避難訓練システムを開発し、従来の実地訓練および事前訓練なしのケースと比較することで、その有効性を評価した。参加者は、VR訓練、実地訓練、および訓練なしの3つのグループに分けられた。VR環境は、写真測量法を用いて構築された研究対象地域の3Dモデルを使用して作成された。参加者はヘッドマウントディスプレイとコントローラーを使用してVR訓練を行った。翌日、全参加者が避難シミュレーションを実施し、指定された避難場所および避難経路の正しい選択に基づいてパフォーマンスが評価された。その結果、VR訓練を1回行っただけでも、訓練なしの場合と比較して、避難場所および避難経路の両方における正しい対応率が向上したことが示された。VR訓練を3回実施した場合は、実地訓練と同等のパフォーマンスが得られた。特に注目すべきは、1回のVRセッションによる効果が、1回のセッションと実地訓練との差よりも大きかったことであり、これはたった1回の体験でも記憶の定着を促進できることを示唆している。これらの知見は、VR訓練が、場所や時間に縛られない柔軟な手法として、避難の遅延やリスクを低減できることを示唆している。今後の研究では、より大規模な参加者グループを対象とし、道路網の複雑さや様々な災害状況が記憶の定着に及ぼす影響を検証すべきである。

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3. Wind-blown sand behavior near the shoreline under the influence of moisture

著者：糟谷侑希，有川太郎

​砂浜は複数の機能を果たしており、これらの機能を維持することは重要である。Katanoらは、風による砂の飛来に対する対策が講じられていた沿岸部においても、海岸線の後退が加速し、波打ち際から風による砂の飛来が生じていることを報告した。さらに、飛砂フラックスを記述する従来の輸送方程式は、乾燥した砂を前提としており、水分を無視している。本研究では、現地観測に基づいた実験を実施した。沿岸地形を模擬した実験は、傾斜部と平坦部が接続された断面を用いて実施された。水の注入を行うか否かによって、湿潤な斜面と乾燥した斜面が作成された。乾燥条件下では、斜面によって気流の断面積が減少しており、閾値摩擦速度を超えると、斜面と平坦面の境界で均一な砂表面の沈下が始まった。水注入を行うと、吸着力により湿潤領域が拡大し、断面積が減少し、風速が増加した。比較のため、水を注入せずに木製ボードを用いて同じ断面形状を再現した。実験の結果、侵食パターンに明確な違いが明らかになった。乾燥状態では、砂面の低下は比較的均一であった。湿潤状態では、湿潤領域が表面凝集力の増加により風による砂の輸送を抑制したが、斜面と平坦面の境界付近の隣接する非湿潤領域では急速な洗掘が生じた。砂中の水分は、海岸線付近の砂面の低下を促進し、海岸線の後退を加速させる可能性がある。したがって、湿潤条件下における海岸線付近の風による砂の移動のメカニズムを解明することは、海岸変形予測の精度を向上させ、基礎的な理解を深めるために不可欠である。

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