8th Symposium 学際大規模情報基盤共同利用・共同研究拠点公募型共同研究平成２８年度採択課題 jh160037-NAJ 青井真 (国立研究開発法人防災科学技術研究所) 高精度即時予測のためのGPU津波シミュレーターの開発 ■研究目的東日本大震災では想定や警報を超える津波により被害が拡大した。津波ハザードの評価や、津波警報の精度向上のためには、津波シナリオのあらゆる可能性を考慮し尽くした大規模津波シミュレーションが必要である。本研究では、広範囲を精細な格子で表現し、非線形現象である津波遡上を分析する高負荷な計算をGPUを用いて高速化する。そして、次の津波の発生までに、これまでよりはるかに多い津波シミュレーションと津波観測網による高精度即時予測の実現を目指す。 ■ GPU津波シミュレーターの開発・高速化 ■局所細分化適合格子法（ AMR）のGPU化一般的な平面2次元非線形長波理論に基づく津波遡上のシミュレーションをGPUで高速実行するコードを開発する。局所細分化適合格子法により計算格子数を大幅に低減可能。しかし、正方格子に比べて連続的なメモリアクセスを確保しにくい。このような場合でもGPUで効率的に計算するコードを開発する。 2430m格子 90m→30m→10m格子 810m格子精細な地形データ・高負荷な計算千葉県房総沿岸を対象とし、最小10m 格子、地震発生から6時間を計算する場合、1ケースあたりの総計算格子数（空間×時間）＝8.3兆格子局所細分化適合格子法を採用することで、格子数を大幅に低減。 GPUにより更なる計算の効率化を目指す。 ■沿岸地震動の評価と沿岸構造物被害の考慮 JHPCNで開発したGPUを使用したGMS（地震動シミュレーター）を用いて沿岸構造物被害に影響を及ぼす地震動にどの程度の幅があると見積もるべきかをパラメータスタディにより検討。膨大に考えられる構造物の地震による被災状況（被災区間・程度）膨大に考えられる波源（プレート境界・アウターライズ、位置、マグニチュード、・・・etc.） Mw 8.0 断層モデル間隔を密に走向角 +20度遡上計算が必須パラメータスタディによる津波伝播特性の把握、重点的に計算しておくべき津波シナリオの特定＠大阪府庁速度応答(cm/s) 構造物傾斜角 +10度プレート形状モデルの不確定性の影響小深さ +10 km NS EW 1000 100 10 1 3 10 周期（s） 3 10 周期（s）南海トラフの想定震源域と予測地震動。同じ波源（震源域）で同じ津波が生じる場合でも、波源域内の不均質により地震動には幅が生じ得る。 ■SIP（戦略的イノベーション創造プログラム）による津波即時予測システムへ成果を活用海底地震津波観測網で観測された津波波形パターンからシミュレーション結果を即時に検索、浸水範囲を予測する。検索する対象となる津波シナリオバンクのデータを本課題の成果を用いて大幅に増強することで、即時予測の高精度化を目指す。本課題の成果を活用した大量のシミュレーション結果を投入 S-net 世界初の広域多点（150観測所）リアルタイム海底ケーブル式地震津波観測網地震発生観測津波シナリオバンク 140˚ 全長約5700km 東西方向に30km間隔南北方向に50-60km間隔 145˚ 40˚ 高速検索 27GB/dayの連続観測データの常時モニタリング 40˚ 35˚ 35˚ 140˚ 145˚ 高精度詳細な予測学際大規模情報基盤共同利用・共同研究拠点第８回シンポジウム 2016 年 7 月 14 日， 15 日 THE GRAND HALL （品川）