おもに地震に伴う海底地形の急変によって発生し海洋を広く伝わる波。まれに海底火山の噴火、海岸付近の山崩れ、海洋上での核実験など、大規模で衝撃的な力によっても生じる。湖などでも観測されることがある。外洋では目だたないが、沿岸の浅い所へ伝播(でんぱ)してくると、波高を増し、大きな災害を引き起こすことがある。沖合いの漁船などでは気づかずに港や湾で異常に大きくなることから、津波(津は港の意味)とよばれるようになった。国際用語としても、日本語から転じたtsunamiが用いられている。過去には台風などによる高潮(たかしお)も津波として扱われ、暴風津波、風津波(かぜつなみ)、気象津波などとよばれ、地震によるものを「地震津波」とよんだ。高潮はおもに孤立波的な海面上昇であるが、津波は数分~100分程度の周期で海面が上下動を繰り返し、数時間から数日間続く。
[岡田正実]
地震の際は地下の断層を境にして、両側で急激なずれが発生する。大地震が比較的浅い所で発生すると、変動の範囲が大きく、影響が地表面(海底)まで及ぶことがある。地震時の地殻変動は急激に進行するので、海底地形の上下変化と同様な形で海面の凹凸が生じ、それが津波(重力長波)となって周囲へ伝播する。海岸での山崩れの場合は、土砂等の流入により海面に衝撃的な力が作用し、津波が発生する。
津波の進行速度は水深の平方根にほぼ比例し、v≒で表される。ここで、vは津波の伝播速度、gは重力加速度、hは水深である。水深4000メートルの海洋では毎秒約200メートルときわめて速く、沿岸近くの浅い所でも秒速10メートル前後に達する。深い所のほうが速く、津波が回り込むので、進行方向が浅いほうへ曲がる。津波の波長は水深と周期によって決まるが、周期20分だとすれば、外洋では200~300キロメートルにもなる。津波が伝播する際は、1波長当りのエネルギーがあまり変化しないので、浅い所に進入すると波長が短くなり、波高が大きくなる。沿岸部では、波の屈折、回折、反射などの影響が著しく、エネルギーの集中・発散がおこるとともに、海底摩擦などの効果もあって、波形が急激に変化する。このため、津波の高さと卓越周期が場所によって大きく異なり、波のエネルギーが集中するような場所ではとくに大きな波高となる。海岸の沖に浅瀬が発達している場合や、リアス海岸の湾の奥は大きな津波になりやすい。また、津波の周期と湾の固有振動(セイシュ)の周期が一致すると共振をおこし、湾の奥では大きな波高となる。
[岡田正実]
人的被害を伴う大津波は、10年に1回程度の割合で日本沿岸に襲来している。歴史的にみると、日本のほとんどの海岸が大津波に襲われているが、明治時代以降では三陸地方に多い。三陸沖の海底で大地震が多く発生することに加え、V字形に切れ込んだリアス海岸なので急に狭くなる湾奥で津波が大きくなりやすい。1896年(明治29)の明治三陸津波(死者約2万2000人)、1933年(昭和8)の三陸津波(死者・行方不明者3064人)では湾奥で海抜20メートル以上に達して大災害をもたらした。さらに、2011年(平成23)3月11日の東北地方太平洋沖地震(東日本大震災)に伴う大規模津波では、岩手県~福島県沿岸の各地で10メートル以上に達した。この東日本大震災では、死者1万6019人、行方不明者3805人(消防庁発表、2011年10月時点)を含む甚大な被害が発生したが、大部分は津波によるものであった。
日本海沿岸では1983年の日本海中部地震の津波で死者100人を含む大被害を受けた。また、1993年(平成5)の北海道南西沖地震では、230名の死者・行方不明者があったが、その約80%は津波によるものであった。
津波は地中海、大西洋の一部などでも発生するが、太平洋とその周辺にとくに多い。1960年のチリ地震津波は、太平洋を隔てたハワイや日本沿岸にも大きな被害をもたらした。2004年にスマトラ島沖で発生した巨大地震とそれに伴うインド洋大津波では、死者・行方不明者が22万人以上に及んだ。
地震以外の津波では、1883年のインドネシアのクラカタウ島の大噴火で高さ10メートルから30メートルの大津波がおこり、周辺の村々を流失させ、約3万6000人が死亡した。また、1792年(寛政4)島原半島の眉山(まゆやま)が地震を契機に大崩壊して有明海(ありあけかい)に流れ込んだために津波が発生し、約1万5000人の死者が出た。1958年にアラスカのリツヤ湾で発生した山崩れでは津波が海抜525メートルの高さまで達している。
[岡田正実]
津波の観測は、おもに潮汐(ちょうせき)観測用の検潮儀で行われている。通常の潮汐とともに、津波などによる潮位変化が記録される。その記録から、津波の到着時刻、第一波の初動、津波の山から谷までの高さを表す波高、平常の潮汐または平均海面などから測定した津波の高さなどを観測する。
しかし、高さが2~3メートルを超えると、検潮儀では十分観測できないことが多い。そこで、海底に設置した水圧計や流速計、空中または海底から超音波を発射して海面の高さを測定する波高計、GPSで海面高度測定するものなども利用されている。津波警報および防災活動のために、多くの観測データが気象庁へ送られ、津波来襲時にはテレビやラジオでその高さが放送される。また、外洋で早急に検知するために、深海で運用する特別な海底津波計が開発され、太平洋周辺部などに展開されている。これらは、東日本大震災時にも津波を監視したり解明するのに大きな役割を果たした。大きな災害が発生した後には、いろいろな機関で現地調査が実施され、津波の痕跡(こんせき)などから、その場所での津波の高さの測定などが行われる。人工衛星では、地形変化や浸水範囲が測定できる。これらも津波の実態を解明するうえで貴重な資料となっている。
大地震が発生し、津波の襲来が予想される場合は、津波警報が発表される。津波警報システムは過去に大きな津波災害を被った国々で運用されている。日本では気象庁が担当しており、津波警報や津波注意報が発表されると、ただちに防災機関へ伝達され、テレビやラジオを通じて報道される。津波警報が発表されたときは、陸上の人は速やかに高台など安全な場所へ避難し、港内にいる船舶はできるだけ沖へ出て、津波に備えることがたいせつである。大津波になると、波の前面が砕けながら進み、激流となって襲ってくるので、きわめて危険である。津波に気づいてから逃げても間に合わないことが多い。津波が襲来する恐れがある海岸・港などで防災活動上やむをえず作業するときは、救命胴衣を着用し、絶えず海の状況を注意しながら行う。なお、震源が海岸に近い場合は、数分以内に津波が襲来して警報が間にあわないこともあるので、沿岸にて地震を感じたら、すぐに津波に対して警戒する必要がある。津波に対する施設として、比較的危険性の高い地域には避難路・避難場所の案内板が設置されている。三陸沿岸などでは大きな防潮堤(または防波堤)がつくられており、平常時は人や車が通れるように所々に通路が開けられているが、津波のおそれがあるときは通路や水門を閉鎖し、海水の浸入を防ぐようになっている。
[岡田正実]
津波の発生・伝播および遡上など、津波および直接的に関連する現象の解明のために、コンピュータを用いて津波シミュレーション(数値実験)が数多く行われている。その際、初期波形(発生機構)は地震断層モデルで求めることが多い。海洋中の伝播は流体の運動方程式に基づいて数値的に逐次計算され、海岸および沖合で得られた観測データと比較される。また、津波シミュレーションは、防潮堤の設計などに利用されており、津波の観測データから津波の発生過程を調べることにも活用されている。海岸付近での津波の挙動は非常に複雑で、このような研究とともに、大きな水理模型などを用いた実験も行われている。基本的な調査として、波源域または震央から伝播するようすを示す津波伝播図がつくられる。この図をみると、伝播時間やエネルギーの集中・発散の概略がわかる。これまでに数多く作成され、津波シミュレーションの結果とともに、津波予報に利用されている。津波の規模の決め方はいくつか提案されているが、日本では、海岸での高さと影響範囲から津波の規模を-1から4までの6段階に分ける、今村‐飯田(いいだ)の津波マグニチュードが比較的よく使用されている。
津波の規模は、津波の全エネルギーや波源域の面積に関係があり、地震のマグニチュードが大きくなるにつれて大きくなる傾向がある。地震時の断層破壊が比較的ゆっくり進行し、地震があまり大きくないにもかかわらず、大きな津波を伴う地震を津波地震とよぶ。
[岡田正実]
『和達清夫編『津波・高潮・海洋災害』(1970・共立出版)』▽『菊池万雄著『日本の歴史災害』(1980・古今書院)』▽『山下文男編著『写真記録近代日本津波誌』(1984・青磁社)』▽『菊池万雄著『日本の歴史災害 明治編』(1986・古今書院)』▽『高橋博・竹田厚・谷本勝利・都司嘉宣・磯崎一郎編『沿岸災害の予知と防災――津波・高潮にどう備えるか』(1988・白亜書房)』▽『北海道新聞社編・刊『1993年7月12日北海道南西沖地震全記録』(1993)』▽『大矢雅彦・木下武雄・若松加寿江・羽鳥徳太郎・石井弓夫著『自然災害を知る・防ぐ』第2版(1996・古今書院)』▽『力武常次著『日本の危険地帯――地震と津波』新版(1996・新潮社)』▽『清野政明著『防災への道しるべ 揺れる大地――地震・津波・火山噴火のしくみとその監視・予測』(2001・クライム)』▽『下鶴大輔・津村建四朗・宮澤清治ほか著『日本災害史』全3巻(2001・日本図書センター)』▽『渡辺偉夫著『最新版 日本被害地震総覧』(2003・東京大学出版会)』▽『首藤伸夫他編『津波の事典』(2007・朝倉書店)』
本来は,平常は波静かな“津”(港)に突然おそろしい災害をもたらす“波”という意味。古くは海嘯(かいしよう)という言葉もつかわれた。現在ではtsunamiは国際語になっている。
海洋には太陽や月の引力にもとづく潮汐や,低気圧や風によるうねりや風波がつねに存在し,また台風などによっては高潮が発生する。津波はこれらにはよらず,突然発生する周期が数分から1時間程度の波をいう。その原因の一つに火山噴火がある。1883年スンダ海峡にあるクラカタウ火山が大爆発を起こし,島の大半が吹きとんだときには,海峡内では30m以上に達する津波が発生した。1952年明神礁の一連の噴火活動では,最大1m弱の津波が何回も観測されている。また1792年島原半島の眉山の山腹が崩壊して有明海に突入したために大津波が起こり,島原側で高さ10m,熊本側で5~6mに達し,1万5000人以上の死者が出た。
しかし,津波の大部分は地震に起因する。地震は地殻内に蓄積されたひずみが,断層のずれによって一挙に開放されることによって発生する。その際,断層の周辺の地表は隆起,沈降あるいは水平移動を生じる。もし海底下に地震が発生すれば,この変動は海底に生じ,それにほぼ等しい高さの海水面の昇降が現れる。この領域を波源域と呼ぶが,その広がりや高さは地震のマグニチュードMに関係し,M=7で50~60km,M=8で150~200km程度の長さをもっている。高さは最大5mに達することもある。津波は波源域から四方に伝わるが,海の深さにくらべ波長が長い波であるから長波に属し,伝搬の速さcは海の深さhによってのみ決まり,重力の加速度をgとすると,で求められる。海底の隆起した部分からは初めに上げ波,沈降した部分からは下げ波が伝わる。
さて,海岸で津波を観測するには,専用の津波計もあるが,多くは潮汐の観測をする検潮器が用いられている。そのため,数分の短周期の津波で,振幅の大きい場合には,記録振幅が正しい津波の高さを示さないこともある。ここで津波の高さというのは,浸水痕跡を測量して決める場合は東京湾中等潮位を基準にした最高水位をいうことが多い。しかし検潮器記録でみるときは,この最高水位のほかに,最大振幅の波の谷から山までの高さをいったり,またそのときの潮位からの上昇水位をいったりすることもあるので,混同しないよう注意が必要である。通常,平均的にみると各地の津波の高さは,震央からの距離に,またはその平方根に逆比例して減衰している。しかし,局地的には津波の高さに著しい相違がみられる。津波は水深の深い外海では速く,海岸近くの陸棚上では遅いので,しだいに屈折して海岸線に直角の向きに曲がる。この屈折によってエネルギーが集中する場所や分散する場所ができる。岬の先端から少し内側で津波が高いのはこの効果である。
また陸棚の端のように水深が急に変化する場所や湾口のように水路幅が急にかわる場所では,波の一部が反射する。そのため陸棚や湾では重複反射による共鳴現象を生じ,陸棚の幅や湾の長さで決まる選択された周期で津波の高さが高くなる。津波が2波目,3波目などで大きくなることが多いのは,このような場合であり,沖合の津波の高さの5~6倍になることもある。1960年チリ津波の際には,40分くらいの共鳴周期をもった大船渡湾のような大型の湾で,津波の高さが高くなって大きな被害が出た。さらに,湾によっては湾口が広く湾奥が狭いV字形のものもある。この場合は水路幅の縮減によって波の振幅が増大して,湾奥で著しい高まりを生じる。この効果は比較的短周期の津波の際にみられ,1933年三陸津波の際に綾里白浜で24mの高さに達したが,山田湾のような湾口の狭い袋形の湾内では津波の高さが低かったことと,対照的であった。
海底の傾斜が緩く長く続く場合,進行する津波はしだいに波の先端の形が切り立ってきて,終りに段のようになる。この現象は津波が大きい河川へ遡上する場合によくみられ,河口から何kmも上流に上る場合もある。1983年日本海中部地震津波では,秋田県能代付近で非常に傾斜の緩い陸棚を進行した津波が海岸付近で段波になった状態を,写真やビデオカメラがとらえている。段波の先端付近で分裂した,短周期の孤立性の波が海岸の砂丘へ衝突した場所では,14m以上という異常に高い遡上高を示した。
このように海岸での津波の性質は,場所によってかなり異なり,津波の高さにもよるが,じわじわ水位が上昇するような場合もあれば,激しく打ち寄せる場合もある。
津波現象の解明のために,水理模型実験も行われているが,最近は津波の基本方程式をコンピューターで数値的に解く,数値実験がよく行われる。これは実際の津波現象を模擬するという意味で,シミュレーションとも呼ばれる。現在では,断層モデルによる津波の発生から湾奥の市街地への遡上まで,実用的な精度を満たすシミュレーションが行われている。波源のモデルや海岸の形状,構造物の位置などを変えることも,数値を変更するだけですむので,数多くの実験を試みることがきわめて容易であり,被害予測などに有効に用いられている。
津波の速さ(水深1000mならば100m/s)は,地震波の速度(約5km/s)よりかなり遅いので,陸地で人が地震を感じてから津波が海岸に到達するまでに,波源の位置によって数分ないし数十分の時間がかかる。この間に気象庁では,地震計で記録した地震動の振幅と震央距離を津波予報図上にプロットして,予想される津波の大きさを作図的に決定する。この際,震源の深さが深いと津波が小さいことも考慮される。震源が80kmより深い地震では津波は発生していない。
津波予報には,警報として〈大津波〉(高さ3m以上),〈津波〉(高さ2m程度以下),注意報として〈津波注意〉(高さ数十cm程度)の種類があり,札幌,仙台,東京,大阪,福岡各管区気象台および沖縄気象台の地方中枢から,全国の海域を18区に分けた予報区別に発表される。予報の伝達は,各地放送局,電報電話局,警察本部,都道府県,海上保安本部などを通じてなされる。従来,予報の発表には平均して15分くらいの時間を要した。最近,観測のテレメーター化,コンピューターによる処理などにより,これを短縮するように改善がはかられつつある。
現在の津波予報は,津波の規模が地震のマグニチュードに関係するという基本原理にもとづいているが,まれには地震のマグニチュードにくらべて異常に大きい津波を発生する地震(〈津波地震〉と呼ばれる)もあり,予想より大きい津波に襲われることもあるので注意を要する。現在のところ,予報段階で〈津波地震〉を区別できるまでに至っていない。また1960年チリ津波のように遠方の地震によって発生した津波が,太平洋を20時間余りかけて日本を襲う場合もある。この際は,ハワイにある太平洋津波警報センターからの情報も受けて警報が発せられる。
津波の災害は,昔から人命の損失,家屋の破壊,浸水,船舶の流失,破損,農地の冠水などがあるが,近年は養殖漁業の発展とともに,水産漁業関係に多様な被害が生じている。また港湾の防波堤の破壊,護岸の崩壊,貯木場の材木流失などもある。油タンクや各種工業施設の被害なども懸念されるものである。この防災対策として,浸水を防ぐ海岸の防潮堤,湾全体の津波の高さを減少させる湾口津波防波堤が各地に建設されている。また小集落の場合は高所移転が最も望ましい。海岸には堅固な建物をつくり,また海岸に直角な避難路をつくるなどの都市計画も大切である。このような施設の完備とともに,警報の伝達,避難計画,災害発生時の救急体制などソフト面での対策も,日ごろから充実させる必要がある。しかしなんといっても,“地震があったら津波の用心”の心構えが,海岸に住む人々や海岸を訪れる人にとって必要なことである。
執筆者:相田 勇
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(阿部勝征 東京大学教授 / 2007年)
出典 (株)朝日新聞出版発行「知恵蔵」知恵蔵について 情報
出典 (財)日本水路協会 海洋情報研究センター海の事典について 情報
…木曾川下流域では大増水の際,〈やろかぁー,やろかぁー〉という叫びが聞こえ,これに応答すると水が浸入するという〈やろか水〉の伝説が語られている。沖縄では,霊魚が人間の言葉で津波の予告をしたという伝説があり,宮古の伊良部島には津波の直前,ヨナタマ(人魚)の声に気づいた母子だけが難をのがれた話が伝わる。陸前地方にはウンナン神(鰻神)が多く分布するが,やはり白髪のウナギが洪水を予告した伝説がある。…
…(2)隆起・沈降 上下方向に生じる地盤の変位である。(3)地すべり,山崩れ,崖崩れ,山津波 地盤が徐々に崩れる現象が地すべりである。それが,傾斜地などで突然的に生じれば山崩れあるいは崖崩れとなり,さらに,谷間などでそれらが大規模に発生すれば山津波となる。…
…台風など強い低気圧によって海面が甚だしく上昇する現象をいい,沿岸に被害をもたらすことがある。暴風津波,風津波,気象津波などということもある。同じく沿岸地方に直接災害をもたらす津波と比べると,まず,生成のうえで津波はおもに海底での地殻変動によるものであり,時間スケールについて見ると,高潮が1~2時間あるいはそれ以上にわたるのに対して,後者は数分からたかだか1時間程度の周期をもつなど明らかな違いがある。…
…1771年4月24日(明和8年3月10日)午前8時ころ,〈石垣島付近東南東数十粁の処を東北東西南西に走る線〉を震源地とし,マグニチュード7.4の地震が発生した。その結果,まもなく未曾有の大津波が八重山・宮古両列島(現,沖縄県)の島々村々を襲った。津波の被害が甚大で,〈明和の大津波〉とも呼ばれる。…
※「津波」について言及している用語解説の一部を掲載しています。
出典|株式会社平凡社「世界大百科事典(旧版)」
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