台風時の高潮・高波を工学的に分析し、町と命を守る社会基盤を造る

防波堤や堤防を造るには

台風の時、沿岸部の町には、堤防を乗り越えて海水が流れ込むと共に波が押し寄せ、被害をもたらします。町と人の命を守るには、水位と波の情報を正しく把握し、効果的な防波堤や堤防の建設が必要です。また、水位と波の情報は避難情報など防災にも役立ちます。そのためには、どんな規模の台風が来ると、どの程度の水位が上がり、どの程度の波が押し寄せるのか、正確に導き出す必要があります。その数値モデルは、台風の気圧や風速などを考慮し高波と高潮を予測するもので、十数年前に確立され現在のスタンダードとなっています。

高潮と波のシミュレーション

以前は、高波と高潮は異なる式を用いて別々に計算されていましたが、現在は2つの数式を結合させて同時に解いています。高波と高潮は同時に起きているので、その方が現実に即した予測を導き出せるのです。高波と高潮は、発生の要因やエネルギーが異なります。高波の原因は主に低気圧の発達による強い風です。高潮は、低気圧による海面の吸い上げ現象と、沖合のほうから風により海面が盛り上がって沿岸部へ押し寄せる吹き寄せ現象によって起こります。これに、大潮での満潮が重なると、大きな高潮現象が起こります。台風の中心気圧はもちろん、どこで発生したか、どのルートをたどるか、そのときの海水温度や、沿岸部の地形などによっても高潮と波は変化します。湾や港の地形、河口位置や大きさなどをデータ化し、台風情報を加味しながら、その地点の高潮と高波を予測します。

AIで誰もが予測できる時代へ

防災には、これらの計算の精度をより高め、スピーディーに情報提供することが大切です。データが蓄積できれば、土木の観点から湾内や港、町を守る堤防などの社会基盤を検討することができます。これからは、AIによる高波や高潮を予測する手法も不可欠です。AIはディープラーニングなどの仕組みがそれぞれ異なるため、異なる手法を検証する必要がありますが、AIでの予測が可能になれば、誰もが簡単に予測や避難ができる時代がくるでしょう。

参考資料

研究紹介

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先生情報 / 大学情報

熊本大学工学部土木建築学科准教授金洙列先生

興味が湧いてきたら、この学問がオススメ！

土木工学、海岸・海洋工学、物理学、気象学

先生が目指すSDGs

メッセージ

失敗してもいいから、挑戦することをお勧めします。未来が見えない状態になっても、やりたいことに挑戦し続けることで、チャンスは必ずやってきます。何をすればいいのか、どんな行動が必要かは、先輩や先生など周りに聞くと、自分とは異なる視点が得られて、発見しやすくなるでしょう。待っているだけでなく、自ら行動することが大切です。
また、数学は世界共通の言語です。言葉は通じなくても、数式は世界で通じます。コミュニケーションツールのひとつとして数学を学ぶと、実践的ですし、学び方も変わってくるでしょう。

先生への質問

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熊本大学は、「総合大学として、知の創造、継承、発展に努め、知的、道徳的、及び応用的能力を備えた人材を育成することにより、地域と国際社会に貢献する」という理念に基づき、地域のリーダーとしての役目を果たしています。かつ、世界に向け様々な情報を発信しながら、世界の学術研究拠点、グローバルなアカデミックハブとして、その存在感を高める努力をし、教育においては、累計30件にも及ぶ「特色ある教育プログラム」が優れた取り組みとして文部科学省から認定され、その教育力の高さと質の高い教育内容は定評のあるところです。