日本海溝と南海トラフとの比較 来るべき南海トラフ巨大地震はこんな感じ？

三陸沖〜福島県沖～茨城県沖にかけての日本海溝でのプレート間巨大地震であった東北地方太平洋沖地震から5年余り経過しましたが、昨今、東海道沖〜紀伊半島沖～四国沖にかけての南海トラフ巨大地震が想定されておりますが、実は、日本海溝と南海トラフとは、以下のような明瞭な個性差があることはご存知でしょうか？

引用画像は、日本海溝（マリアナ型）と南海トラフ（チリ型）のと比較画像です。
プレートの様子と地震発生のモデル。世界各地のプレートの様子と地震発生を比較して、大別された。Uyeda and Kanamori (1979), Back-Arc Opening and the Mode of Subduction, J.Geophys.Res., 84, 1049-1061を改変。
京都大学准教授　後藤忠徳先生HP「地底の不思議」より引用。



引用図をご覧のように、三陸沖〜福島県沖～茨城県沖にかけての日本海溝が位置する東北日本地域のプレート断面図（右側）と、南海トラフが位置する西南日本のプレート断面図（左側）とを比較しますと、南海トラフにおける海側のプレートの陸側のプレートの下側に沈み込む際の沈み込み角度は、南海トラフが、日本海溝より浅く、沈み込みが浅いために、陸側のプレートが水平方向に押し込む作用が強く働いて、しわ（山脈）が幾重にもできています。当該、山脈の間から、陸側のプレートに沈み込む、海側のプレート（フイリピン海プレート）の境界に向かって、陸側がせりあがるように形になるように断層が、これまた幾重にも走っている証左でもあります。

このことは、南海トラフ周辺の地層が、東北日本の日本海溝の地層よりも新しく、地層自体の強度は軟らかいためであります。

東北日本の日本海溝でのプレート間地震は、海側のプレートが沈み込む際に、陸側のプレートを引きずり込んで跳ね上がる作用が多く働くと思われますが、南海トラフが引き起こすプレート間地震は、海側のプレートが沈み込む際に、陸側のプレートを引きずり込んで跳ね上がる作用もさることながら、前記したように、陸側のプレート内に存在する、陸側のプレートが水平方向に押し込む作用が強く働いて発生した、幾重にも連なる断層も一緒に動く作用も多く働くと思われ、当該、複数の地殻変動で発生する地震というもの、周期が長い地震がが卓越する傾向が強く。南海トラフ巨大地震は、東北地方太平洋沖地震よりも、比較的周期の長い地震が卓越すると思われます。

地震波の周期が比較的長ければ、建造物に大きなダメージを及ぼしやすくなることでもあり、地震の伴う津波におきましても、複数の地殻変動で発生する地震というもの、、より大きな津波を発生させやすい地震ともいえ、この点、改めて、肝に銘じる必要がありそうですね。

個性ある東北地方太平洋沖地震発生から5年

未曽有の大災害を引き起こした東北地方太平洋域地震（東日本大震災）から5年が経ちました。

まだまだ復興半ばという地域がほとんどですが、ここで改めて、この東北地方太平洋域地震
実は、大変個性ある地震であったと言え、その個性を振り返ってみようと思います。

＜揺れについて＞
①東北地方太平洋域地震引き起こした、太平洋プレートと、北米プレートとの境界部分での変動の様子を時系列で示した図（防災科学技術HPより引用）


引用図を基に、プレート間の変動の様子を見ますと

：最初の変動（11日午後2時46分）が、宮城県牡鹿半島東沖約130㌔深さ20㌔で開始、当初は、日本海溝の海底方向へと広がった。
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：最初変動開始後約40秒後に、一旦、宮城県北部沖の陸地に近い箇所での変動は始まるが、すぐ衰える。日本海溝側の改定に近い個所
の変動は広がりながら変動差も大きくなる。この状態は、変動開始後80秒あたりまで続く。
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　↓
：変動開始80秒過ぎると、宮城県北部沖の陸地に近い箇所は再び変動開始、その範囲は陸地方向や南側へと広がる。
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　↓
：変動開始後90秒あたりから、宮城県北部の陸地側への変動広がる、とともに、福島県沖の海溝側も変動開始。
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　↓
：変動開始100秒後、福島県沖の海溝よりの変動は弱まるが、新たに福島県沖の陸地に近い箇所の変動は増大。
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：変動開始120秒後、福島県沖の変動と隣接して、茨城県域の沿岸付近での変動も発生し増大。160秒後にかけて、陸地に近い変動個所は南下しつつ、かつ、茨城県域の海溝に近い箇所の変動も、三陸沖ほどではないが、南下しつつ変動継続、以上のシナリオをたどりました。

このように、今回の東北地方太平洋沖地震、東北沖から関東茨城沖にかけてのプレート間の変動は、当初の開始後は、海溝よりでしたが、40秒後辺りから、陸側の部分の変動が主流でした。

実は、東北から関東にかけての陸側の北米プレートは、東北の沿岸部に、北上山地や阿武隈山地、さらには、茨城機縁中央部には筑波山系といった、約2億年以上前に形成された極めて古い地層が見られるように、この地域プレートはたいへん古いです.

さらに、そこを伝播する地震波は周期の短い地震波が卓越して、おまけに、地震波は周期が短くなるほど、加速度は増大しますが、比較的短時間で減衰しやすく、地中での地形的特性などを受けて、地震波が、屈折や反射など生じ、その周期をさらに短くさせやすくなります。（筆者調べ）

②東北地方太平洋沖地震の各地に地震波の最大加速度分布図　防災科学技術研究所HPより引用



③地震波の加速度に対応する地震波の周期図　気象庁HPより引用



②③より、今回の東北地方太平洋沖地震、地震波の最大加速度は、東北から関東まで、あちこちで、400gal以上、所々には1000galを観測している箇所が散見していますが、地震波の周期はおおむね0・5秒以下の地震波が卓越しており、揺れの被害は比較的抑えられたものといえますね。


＜津波について＞
◇地震の揺れ（地震動）・・・地殻変動（断層運動）で発生。一般的な地震動引き起こす地殻変動の速度は、3㍍～4㍍毎秒程度

◇津波・・・地殻変動（断層運動）で発生。地殻変動の面積と地殻変動発生した海底の深さ（海底が深いほど津波のエネルギー増大でより大きな津波発生しやすい。）地殻変動発生する際の変動速度は関係なし。

よって、地震動と津波の大きさがリンクしない場合もあり、極端なケースになると、体感もしくは地震計によって観測した地震動は比較的小規模であるにも拘わらず、大きな津波が発生する場合もある。→津波地震　となります。

◆津波地震発生するパターン・・・地震動発生させる地殻変動＋地震動で発生する大規模な地殻変動（土砂崩れなど）　や　地殻変動の速度がゆっくりしている場合　が挙げられます。

◆今回の東北地方太平洋沖地震におけるプレート間の変動の様子　は、前記のように
　　

：最初の変動（11日午後2時46分）が、宮城県牡鹿半島東沖約130㌔深さ20㌔で開始、当初は、日本海溝の改定方向絵と広がった。
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　↓
：最初変動開始後約40秒後に、一旦、宮城県北部沖の陸地に近い箇所での変動は始まるが、すぐ衰える。日本海溝側の改定に近い個所
の変動は広がりながら変動差も大きくなる。この状態は、変動開始後80秒あたりまで続く。
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　↓
：変動開始80秒過ぎると、宮城県北部沖の陸地に近い箇所は再び変動開始、その範囲は陸地方向や南側へと広がる。
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　↓
：変動開始後90秒あたりから、宮城県北部の陸地側への変動広がる、とともに、福島県沖の海溝側も変動開始。
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　↓
：変動開始100秒後、福島県沖の海溝よりの変動は弱まるが、新たに福島県沖の陸地に近い箇所の変動は増大。
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　↓
：変動開始120秒後、福島県沖の変動と隣接して、茨城県域の沿岸ぞいでの変動も発生し増大。160秒後にかけて、陸地に近い変動個所は南下しつつ、かつ、茨城県沖の海溝に近い箇所の変動も、三陸呉0機ほどではないが、との未南下しつつ変動継続、

以上のシナリオをたどりました。

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　↑
海溝付近の地殻変動が大きかった　ことに加えて　
前記やの際に、三陸沖の陸地に近い海底はプレート間変動とは別の地殻変動発生→プレート間変動に伴う海底変動に、短時間で激しい水位変動が重なる→より著しい推移委変動発生→短周期ではあるが、きわめて波高高い津波が発生！
←この三陸沖の津波発生と前記より、福島県沖にも津波は発生していた。
以上の様子を
④東北地方太平沖地震発生後の本州太平洋沖（陸地からおよそ3㌔沖）の水面変化図※岩手県北部沖は宮古沖　岩手県中部は釜石沖　岩手県南部沖は広田湾沖　宮城県沖は金華山沖です。港湾航空研究所HPより引用

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三陸沖と福島県沖双方の津波が合流して、甚大な津波が引き起こされた。
と私は見ています。

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

東海上へ去った雲が、時には西へ勢力ぶり返す！

①2月24日9時の天気図　気象庁HPより引用


去る2月24日、一旦、低気圧や前線が東海上へ去りましたが、その後、本州の東海上から南海上に横たわる前線上の雲のうち、関東の東海上で、雲が西へ広がり関東地方周辺を覆い、その後、雲はどんどんと厚くなり、夕方以降、関東地方や甲信静岡県東部や山梨県富士五湖地域では、雪や雨となりました。
25日朝までに、静岡県東部山間部や山梨県富士五湖地域では、ところによっては降雪量10㌢を超えた様子ですし、関東北部では積雪を観測！、東京都内多摩地域でもうっすらと雪が積もりました。

24日、関東東海上にある前線の雲が西へ広がる様子を　
②赤外画像図　：24日9時　：24日21時
③水蒸気画像図　：24日9時　：24日21時　（引用画像はすべて気象庁HPより引用）
双方を見比べてみましょう。

②
：

：



③
：

：


引用図③での、日本海上空より本州上空へ南下する帯状の白くぼやけた画像域（上空3000㍍付近の上昇流域、寒気吹き出しの先端にもあたります。）が本州上空へ次第に差し掛かるとともに、関東東海上の前線の雲が、次第に関東地方周辺へと広がっている様子がわかります。
上空3000㍍付近の上昇流域が、関東地方周辺の雲の広がりをアシストしていると言えそうですね。


さらに、④同時刻の、全国ウインドプロファイラー風向風速分布図を見てみると
④
：24日9時　

：24日21時　

、関東地方周辺の上空1000㍍付近では、水戸や勝浦では、24日9時では、概ね北西風だったのが、24日21
時になると、北東風へと変化し、一方、伊豆諸島八丈島では、概ね西寄り風で推移しており、関東平野周辺の上空1000㍍では、気流が収束している場となっており、
雲が発生・発達し易い場に、関東地方周辺は変化した様子がわかります。

私自身の調べより、低気圧や前線を含む気圧の谷が本州の東海上へいったん去っても

イ：本州の東海上から南海上へ前線が停滞している

ロ：本州付近の等圧線の走行が、引用図①のごとく、⊂　状になっている（本州東海上から本州付近が気圧の谷にはいっている。）。

ハ：大陸上空から日本海上空へ、水蒸気画像上で帯状の白くぼやけた画像域（上空3000㍍付近の上昇流域、寒気吹き出しの先端）がある場合

以上3つを満たす気象条件時、関東地方周辺では、時間の経過とともに、東海上から雲が広がり、再び雨や雪が降りだしてしまいます。

この、関東東海上から西方向へと広がる雲の影響を、千葉県や茨城県で一番受けやすいもの。。関東地方に隣接する山梨県富士五湖地域や静岡県東部伊豆でも、当該、西へと広がる雲の影響で悪天となりやすいですから、注意が必要です。

20日 暴風が発生しなかった原因について

20日夕方以降、東日本の太平洋沿岸部中心に暴風が吹くとのことで、航空関係など、前日より、天候調査予定が告知されて、20日夕方になると、羽田空港や成田空港など、一時、航空機のダイヤの乱れが生じましたが、大したことならず。肩透かしの感じでしたが、まずは結果オーライというところでしょうか。

この、予想に反して暴風が吹かなかった原因ですが、

まず、前日21時発表の、20日21時の予想天気図（上側）と、20日21時の天気図（地上実況）（下側）※共に気象庁HPより引用　とご覧ください。

◆20日21時の予想天気図



◆20日21時の天気図



20日当日の天気図には、東海道沖の低気圧の前側、関東南部に、低圧部が、そして、能登半島沖には低気圧が解析されていますが、上側予想図には、それらは予想されておりません。


さらに、20日15時のウインドプロファイラー風向風速全国実況図（上側）※気象庁HPより引用　と　20日15時の日本付近雲画像図（下側）※高知大学気象情報項HPより引用　ですが

◆20日15時のウインドプロファイラー風向風速全国実況図



◆20日15時の日本付近雲画像図



引用図にはありませんが、前日19日の各種予想図では、20日午後以降、東北から関東、中部地方にかけて、風向が概ね南寄り風となる予想でした。

が、20日15日のウインドプロファイラー風向風速全国実況図より、伊豆諸島八丈島では、南寄り風がかなり強めではありますが、東北地方、北陸地方の高田あたりでは、南南東〜南東となっており、
20日15時の日本付近雲画像図より、図内に印字した、お椀をかぶせた　∩型の画像域（上空3000㍍付近の顕著な上昇流域）　A　Bが、四国沖から日本海中部へと、ほぼ南北に連なって見らてます。

さらに、20日15日のウインドプロファイラー風向風速全国実況図より、伊豆諸島八丈島では、南寄り風がかなり強めではありますが、水戸や東北地方、北陸地方の高田あたりでは、南南東〜南東となっていたとのこと、これは

これらの事象は、
◇本州南岸の低気圧とは別に、日本海中部にも別の低気圧が発生する兆候　や　

◇暖気と寒気とが、関東南岸でぶつかり合い、局地的な前線を形成し、低気圧へまとまる前兆でもあります。
かくして、20日15時以降、関東平野各地では、南部でも、沿岸部の一部で南夜風が入ってきたものの、全般的に、北おるいは北東風で推移しました。これは、関東南岸に発生した低圧部と日本海中部に発生した低気圧のため、関東地方周辺では比較的等圧線の幅が広がってしまったためでしょう。

このように、実況をナウキャスト的に監視して、予想図を修正することか、的確な気象現象予想には、如何に重要か　再認識させられますね。

日本海で低気圧急発達！各地で春一番！日本海低気圧発達時には前の高気圧の張り出し具合にも注目！！

①2月14日3時の天気図　気象庁HPより引用


②2月14日3時の雲画像情報図　は赤外画像　は水蒸気画像
：

：


　　　　　　　　　　　　　↑
③2月13日21時の雲画像情報図　は赤外画像　は水蒸気画像
：

：


14日は、日本海を低気圧は急速に発達しながら北東進中！関東や東海、近畿、中国地方では春一番が吹いたとの宣言が気象庁からありましたし、すでに、前日13日より、本州南東海上の高気圧より本州へ暖かい気流が流れ込んできているため、昨日は、本州太平洋側中心に、ところによっては5月上旬～6月上旬並みの暖かさ　といか、暑いほどの季節外れの陽気となりました。

低気圧が、日本海に入って東進または北東進する場合、特に北東進する経路であれは、当該低気圧、発達し易い目安となりますが、こんなときは、雲画像情報図に注目してみましょう！

日本海を低気圧が東進または北東進する場合、雲画像情報図で

1：当該低気圧の前側から南側で、晴天域が広がっている
・・・・・当該低気圧の伴う雲の集団は東西方向に分布、地上天気図上では、低気圧の南側で、等圧線がほぼ東西方向に走る形。

：当該低気圧の前側から南側に、雲が帯状、また、塊状に分布して、全体として、ハ　の字型　あるいは、人　の字型に分布している
・・・・・低気圧の前側の高気圧の外縁を回るようにして、暖湿流が流れきんできている証拠！、低気圧自体が引っ張り込む暖湿流と合流して、前記のような、ハ　の字型　あるいは、人　の字型
の雲の集団を形成している。日本海の低気圧挟んで、前面で暖気の勢力が強く、低気圧の後面で寒気の勢力が強まっている証でもある。低気圧自体、発達し易い形で、日本海を北東方向へ進むことが多い。
ことが言えます。

さらに、雲画像情報図で、赤外画像と水蒸気画像図を双方比較すると、前記した、ハ　の字型　あるいは、人　の字型の箇所が、水蒸気画像上での白画像がより鮮明になって、その画像域の中に線上の画像域が幾重にも連なるほど、当該箇所では、中層まで暖湿流が
大量に流れ込んでいる状態であり、南から南西に開いた山の斜面の当たる地域中心に、雨量がかなりまとまる傾向にありますね。

引用図①、②　とで、、以上の内容がわかりますし、当該、ハ　の字型　あるいは、人　の字型の雲の集団の、ハ　の字型　あるいは、人　の字型が、その形がより鋭くなる状態ですと、この状況下で、日本海にある低気圧、より、発達する兆候にあるとも言えます。
（以上、すべて筆者調べ）