M48．平塚沖観測塔と海底地震観測施設（講演）

著者：近藤純正、内藤玄一
相模湾の平塚沖約１ｋｍには海洋観測塔があり、波浪や風向風速などが観測されている。また沖合い120ｋｍまでの距離には６か所に海底地震計が設置され海底ケーブルによって観測データが送られてきている。これらの施設ができた時代背景と、どのような研究が行なわれてきたか、その一部について紹介する。

本章は2009年12月20日（日）10時から、平塚市花水公民館（平塚市桃浜町 34-34）で開催される講演の内容である。これは9月27日（１時間）と10月27日（40分間）の２回、平塚市博物館で行った講演内容にやや詳しく加筆したものである。（完成：2009年11月30日、Q&Aの追加：12月４日、21日）

本ホームページに掲載の内容は著作物であるので、引用・利用に際しては”近藤純正ホームページ”からの引用であることを明記のこと

2009年11月25日：素案の作成
2009年11月30日：完成
2009年12月21日：Q&Aを追加

　　　目次 48.1 まえがき 48.2 時代背景と海洋観測塔 48.3 国際協力研究の基礎研究を行う 48.4 時代背景と相模湾海底地震観測施設 48.5 ゆっくりすべり現象の発見 48.6 海洋観測塔の構造と現在の定常観測 48.7 波浪や風を観測する原理 Q & A（電波の後方散乱、平塚沖に設置された理由、津浪警報、温暖化）参考文献

48.1 まえがき

神奈川県平塚沖の約1ｋｍ沖合いには海洋観測塔がある。この塔は1965年8月に建造されて、これまで44年にわたり、台風による波高８ｍの大波と暴風にも耐え、様々な実験・観測研究に利用されてきた。また、1996年3月には相模湾海底地震観測施設の平塚中継局が開設され、海溝型大地震の発生機構の研究が本格的に始まった。

筆者らは今年（2009年）になって、研究者や一般市民を対象にこれら施設の見学会を行った（「91.平塚沖観測施設見学会（計画）」、「92.平塚沖観測施設の見学」）。

これら施設を広く市民に知っていただくために、今回講演会を開催することになったので、その内容をここにまとめておくこととした。

48.2 時代背景と海洋観測塔

*　以下に並ぶ表の右列は講演時に使用する図表である。左欄の説明文と共に合わせてご覧ください。
**　本文中と章末に示した　（注）と（参考文献） は、専門家向けの内容である。

(01/48)　平塚沖には海洋観測塔があり、また相模湾の海底には海底地震計が設置されており、信号は海底ケーブルによって陸上の施設まで送られてきている。最初に、これら施設がつくられた時代背景をお話しする。観測塔は1965年に建設されてから44年目の今年（2009年）、所属が防災科学技術研究所から東京大学に移管された。現在行われている定常的な自動観測は波浪、水温、潮流、風向風速、及びライブカメラによる海面状況の監視であるが、これまでは主に研究的な実験・観測を目的としたものであった。ここでは、どのような研究が行なわれてきたか、その一部について紹介する。この講演の後半では、各種の波浪計や風速計の測定原理を模式的に分かりやすく説明する。
(02/48)　世界大戦の終結後10年以上も経った1959年の伊勢湾台風によって死者・行方不明が5000名余りもでた。その当時までは大きな台風が来ると、何百・何千人の死者が出ていた。池田勇人総理が誕生すると、所得倍増論が発表され、”もはや戦後ではない！”と言われた。災害防止のために科学技術の発展・振興が図られるようになった。数年のうちに、1963年には科学技術庁国立防災科学技術センターの設立、平塚沖に観測塔が建設された。この時代、世界的にも気象災害が話題に上がり、研究プロジェクトが計画され、1974年、75年に気団変質実験が実施された。 1978年にはマイクロ波散乱計による研究が開始、1996年には相模湾海底地震観測施設が開設された（この施設は、現在も防災科学技術研究所の所属である）。
(03/48)　1960年代は世界的に、海洋開発ブームの時代であり、アメリカ、フランス、イギリス、カナダなどでも海洋観測施設が建造された。写真は、アメリカのフリップと呼ばれる観測施設で、全長108ｍの長い船の形をしており、他の船で曳航されて移動できる。目的地に着くと、垂直に起てて観測する。水中部は90ｍの深さがあるが、波高4～5ｍ周期11秒の波があるとき、上部研究室は水平に40ｃｍほども動揺するので、風速など微細構造の観測ができないという欠点がある。あとで説明するように、平塚沖観測塔で私たちが発見した、波によって誘起される風速変動は、このフリップ施設では波で動揺するので観測不可能である。
(04/48)　小型の海洋ブイによる海洋気象の観測も行われるようになり、現在では各海域で定常観測が行なわれている。図は東京大学が開発し1973年に完成させた中型ブイ「オリエント」である。これは後述の1974・75年の気団変質の国際協力研究を目指して建造されたものであるが、試運転など不十分なまま冬の東シナ海の観測に参加したようで、データもほとんど収集することなく流出沈没してしまった。
(05/48)　平塚沖観測塔は、世界の同種の施設と比べて、性能においてもっとも優れたものである。この施設で、筆者らは世界の先導的な研究を行なうことができた。その研究成果の一部はすぐあとで説明する。日本にはほかに、気象庁気象研究所の伊東沖海洋観測塔（建設数年後に解体）や博多湾、紀伊白浜、伊勢湾などに観測塔があるが、海洋気象の基礎研究の目的としては、性能や立地条件などの点で平塚沖観測塔がはるかに優れている。
(06/48)　正面の平屋建ては平塚沖観測塔の陸上施設であり 1967年に建てられた。この施設内で海洋気象のデータが処理・解析されてきた。現在は定常観測データが自動記録されている（2009年7月から東京大学に移管）。左方の４階建てはマイクロ波散乱計収納庫として1978年に建設されたものであるが、現在は観測には利用されていない（所属は、現在も防災科学技術研究所）。
(07/48)　これは陸上施設の北側から撮影された写真である。右方の壁に大きな丸窓のある2階建ては1996年に造られた相模湾海底地震観測施設平塚中継局である。海底の６か所から送られてくる信号がこの施設で中継されて、つくばの防災科学技術研究所に送信されている。この中継局内でも常時、地震波の記録を見ることができる。写真の左端に一部分が見えるのは、前図で示した海洋観測塔の陸上施設であり、 2009年7月に東京大学に移管された。

48.3 国際協力研究の基礎研究を行う

前節では海洋観測塔が造られた当時の国内における状況と施設の概要を説明した。
本節では、その当時の国際的な時代背景と、国際研究プロジェクトに先行して行われた基礎研究の一部について紹介する。

(08/48)　1960年代の天気予報は、おもに経験則に基づく方式であり、数値予報技術は未熟であった。当時、冬の東シナ海で発生した低気圧（台湾低気圧）が本州南岸の暖流「黒潮域」で急速に発達し、首都圏に大雪をもたらし交通麻痺を起こした。さらに東方海上では、台風並に発達し、漁船の遭難や大型船が大破する事件があった。北米メキシコ湾流域でも、これと同様であった。数値予報精度を向上すべきという社会的な要請により、国際協力研究「気団変質実験」の実施計画が1960年代前半に決まった。タイミングよく、平塚沖観測塔ができたので、国際協力研究の基礎としての研究を行なうことになった。
(09/48)　国際協力研究を成功させる基礎研究として、風による海面の摩擦力、海面と大気の間で交換される熱と水蒸気量を正確に評価する算定方式を確立する必要があった。そのためには、海面上で正確なデータを得るため、様々な準備研究を行なった。一方、当時の世界中には海上気象についての不確かな論文も多数発表されており、それらの真偽を確かめる見直し研究についても行わねばならなかった。それらについて、以下では１例ずつを説明しよう。
(10/48)　観測塔は大きな構造体であり、その存在自体が自然の場を変えるので、観測用の測器をどの位置に取り付けるかを検討した。模型を使った実験や実物の周りの風速分布を観測した。図は観測塔の海面から10ｍの高さにおける塔の周りの風速の水平断面図である。風上側と風下側に自然風よりも弱い範囲があり、風向に直交する側面側には強い範囲がある。これら弱風域と強風域の中間の方向、つまり風上の45°前後の方向で、しかも塔から５ｍ以上離れた場所で風を観測しなければならないことがわかる。観測塔の鉛直断面まわりについても、同様に風速分布を測った。
(11/48)　海面上は陸面上と違って波があり海面が動いているので、風速の高度分布は滑らかではなく、途中に”折れ曲り”がある、という論文が1950年代からあった。1960年代になってから海上気象の研究が盛んに行われるようになり、”折れ曲り”分布を支持する論文が続々と発表されるようになった。 ”折れ曲り”があるか無いかによって、摩擦力や熱・水蒸気の交換量の算定方式が大きく変わるので、この真偽を確かめなければならない。筆者らは、工夫した方式を考案し、海面上の風速分布を正確に観測し、折れ曲り分布は存在しないことを確かめ、国際誌に発表した。それ以後、 ”折れ曲り”分布の論文は出てこなくなった。風速計は実験室で試験して現場で使用する際にわずかに狂うことがあり、また自然の乱流の中では風速計の動特性によって、見かけ上の”折れ曲り”分布が観測されることもあることを理論的に示した（Kondo and Fujinawa,1972）。
(12/48)　1969年9月25日夜８時ころ、台風が南方はるか洋上にあり、うねりが来ていた。このうねりで風速計が壊れていないかと心配し、電磁カウンターの置いてある研究室に見に行ったときのことである。電磁カウンターのカチカチという音が普段と違って、リズミカルに波のように聞こえた。急いで当時若かった藤縄幸雄さん、内藤玄一さん、渡部勲さんに観測体制をとるべく召集をかけた。当時、研究所の宿舎は隣にあったので、それが可能であった。当時の非粘性流体の理論では、波によって誘起される風速変動は存在することは分かっていたが、実際の海上では、風の乱流スペクトルの中に波と同期するスペクトルのピークがあることは、観測の困難さから明確には発見されていなかった。
(13/48)　図は波の進行方向（南から北向き）と逆の風（北風）が吹くときの模式図である。波に誘起された風速変動があり、波の峰で強風が吹き、波の谷で弱風となる。波の運動によって誘起される風速変動は、通常、海面上の数ｍ以下の層で生じており、上空では無くなり乱流的な風速のみとなる。
(14/48)　波と風が同じ方向（南から北向き）の場合については、前の図とは逆になり、波の峰で弱風、波の谷で強風となる。そうして、この日から１年間にわたり、風向と波向きがいろいろな場合について、うねりによって誘起される風速変動を観測・解析し、国際誌に投稿した。その原稿を読んだレフリーも感動させられたという文面をもらった。筆者らが感動して書いた論文は、読者も感動するものだ。
(15/48)　国際協力研究「気団変質実験」に先立って行った平塚沖観測塔における基礎研究のうち、もっとも重要なことは、海面抵抗の比例係数や熱・水蒸気量の交換係数を確立することであった。これらを確立し、本番の南西諸島で行う国際協力研究に間に合わせることができた。平塚沖観測塔で確立した成果は、世界中のどの海域でも応用できる方式である（Kondo,1975)。
(16/48)　1974、75年の2月に南西諸島で行われた国際協力研究には、日本のほかアメリカ、カナダ、オーストラリアから多数の研究者が参加し、いろいろな成果が得られた。その中で、特に重要なことは何だったか？それを説明する前に、一般の方にも専門の研究者にも同じ（問い）を出しておこう。その解答のうち、もっとも重要なものを（１）（２）（３）の中から１つを選んでください。専門家が参加する学会等における解答では、（１）を選ぶ学者が圧倒的に多い。はたして、そうだろうか？
(17/48)　国際協力研究の本番では、黄海、東シナ海の海域で働く漁船にも特別のお願いをして、３時間ごとに洋上の気象データを送信してもらった。図中の六角形の6地点（気象台と観測船）ではラジオゾンデによる高層気象の観測も行なった。ブイによる観測や、アメリカからの航空機による海面上 30ｍほどの低空飛行による観測も行なわれた。これらのデータは沖縄本島の那覇の気象台に設けられた解析センターに集められ、気団変質の過程が明らかにされた。冬期の東シナ海での季節風は北から南に向って吹く。沖縄地方ではこの北風を”ニシ”と呼ぶ。日本の本土では冬の季節風は西から吹くが、沖縄近海では北から吹き、北風を「ニシ」が吹くという。そして、太陽の入る西の方向を「イリ」という。したがって、西表島は「イリオモテジマ」と呼ぶ（身近な気象の科学、p.107）。
(18/48)　気団変質過程を模式的に描くと、大陸から乾燥・寒冷な気団が海上に吹きだすと、まず、最初に（相対的に）海面から大量の熱をもらい気温が上昇する。気温が高くなると、水蒸気量を多量に含みうるようになり、南に行くほど海面から水蒸気の供給を受けて湿潤化する。このような過程によって、乾燥・寒冷気団が暖かい海上で変質し湿潤・温暖化しているのである。
(19/48)　東シナ海で分かった気団変質過程を人体にあてはめてみよう。人体のエネルギー収支や質量収支は食料や排泄量の直接測定と、呼吸による酸素・二酸化炭素交換量の差などは計算によって求めることができ、発汗量は収支式の残差として計算される。入院中の安静時の人体について、２週間ごとに発汗量を求めてみると、室温と密接に関係していることがわかった。発汗量は気温と関係し、高温時ほど汗が多いことは私たちの日常生活から分かっていることである。東シナ海における気団変質も、これと同じ原理に基づく現象であったのである。つまり、気温が高いほど汗（蒸発量）が多いのである。図は筆者が1988年に急性心筋梗塞で140日間入院したとき計測した資料に基づいて作成したものである。
(20/48)　熱や水蒸気量の交換についてまとめてみた。

注１　海面境界層の研究： この章では、国際協力研究「気団変質実験」に備えた基礎研究の一部を紹介した。海面摩擦力や海面大気間の熱と水蒸気の交換量の算定方式に関連する論文は、追加確認の研究も含め数多く著した。そのうち、国際誌に発表した論文は15編以上になる。海面の砕波・白波、海面表層の流れ、水面下の表層海洋における種々の物理量の輸送、基本となるカルマン定数、大気の安定度と風速・気温・湿度の鉛直分布に及ぼす関係などに関する論文である。それらの概要は「研究の指針」の「K36.海上大気の諸問題－海上風、熱収支、温暖化問題－」や、「M16.海面バルク法物語」に掲載してある。

注２　バルク法と渦相関法： 海面上の風による運動量輸送量（摩擦力）および熱や水蒸気の鉛直輸送量（フラックス）は風速、気温、水蒸気量の乱流的成分を細かく測る、いわゆる「渦相関法」によって直接的に観測することができる。 2000年時代に入った現在でも、この方式にこだわり、バルク法による観測は不正確だと主張する研究者も数少なくない。しかし、このこだわった考え方は誤解（認識不足）であることに注意しなければならない。
注意深く行なうならば、「渦相関法」は測器の設置高度における正確なフラックスを観測することは確かである。しかし、たとえば沿岸のように海面水温にむらがあるような場所では観測値は測定点直下の海面フラックスではなく、やや風上側の海面フラックスの寄与が大きく現れた値である。長期の定常的観測で「渦相関法」を用いるのは器械の保守が難しいので、正確なフラックス観測は困難である。

さらに、気団変質実験のような広域海面のフラックス分布を知りたいような場合、渦相関法の測器を広域海面に多数配置することは現実的ではない。このような目的では、海上を航行する漁船、商船などから送られてくる気象電報（これは国際的に義務化されている）による風速や気温、水温などの資料を用いるバルク法によらなければならない。

正しいバルク法は、（１）渦相関法で求めたフラックス、（２）基礎定数、（３）風速（正しくは摩擦速度）と海面粗度・スタントン数・ダルトン数との関係式、（４）大気安定度との関係式、（５）風速・気温・湿度をもとに綿密な基礎研究から開発されたものであり、通常の観測では、「熱収支法」と並んで正確にフラックスを求める方法である。つまり大気境界層研究の結果から得られた関係である（水環境の気象学、pp.108-116, pp.168-172）。

注３　表層海洋の流れ、温度、塩分の微細な鉛直構造：　観測塔における一連の研究から（後日の追加確認研究も含む）、海面から水深20ｍ程度までの表層海洋において、風で生じる流速、温度、塩分濃度の微細構造をはじめて明らかにすることができた（Kondo, Sasano, and Ishii, 1979）。

48.4 時代背景と相模湾海底地震観測施設

1970年代になると、首都圏と周辺に被害をもたらす「直下型大地震」と「海溝型大地震」が問題視されるようになった。

わが国では、地震予知の実現をめざして多方面で研究が進められている。しかし、ほとんどの観測は陸上におけるものであり、海底における観測はまったくの手薄であった。甚大な被害をもたらす大地震の震源地をみると、そのほとんどが太平洋沿岸沖の海溝部で発生している。

注４　施設の名称　「相模湾海底地震観測施設」を詳しく表現した呼び名として「相模トラフに整備したオンライン海底地震観測網」も考えられる。なお、地震観測施設の詳細は「写真の記録」の「92.平塚沖観測施設の見学」の４節を参照のこと。

(21/48)　こうした時代背景のもとにつくられた相模湾海底地震観測施設の話にすすむことにしよう。
(22/48)　図は、この500年間に発生した東海～東南海～南海大地震の震源分布である。これらの震源域はユーラシアプレートの下にフリッピン海プレートのもぐり込みの地域に分布している。
(23/48)　1703年の元禄大地震に続く1707年の宝永大地震と富士山宝永の噴火によって大災害がもたらされた。この500年余の記録をみると、東海～南海沖ではおおよそ100年間（70年～150年、ただし1923年の関東大地震と1946年の東南海・南海大地震の間隔は短い21年間）ごとに大地震が発生している。この統計を参考にするならば近い将来、大津波を伴う大地震を想定しておかなければならない。筆者らの見るところ、壊れやすいブロック塀や市街地の看板などは危険である。ブロック塀では下敷きになると死者がでる。
(24/48)　首都圏での生活にとって大きな脅威となる「海溝型大地震」と「直下型大地震」の発生メカニズムが図示されている。フリッピン海プレートはマントル対流によってユーラシアプレートの下へもぐり込んでおり、これらプレート境界において海溝型大地震が発生する。大地震が発生する近傍の海底でデータをとり、詳細な解析を行うことが必要となった。
(25/48)　海溝型大地震に関する研究を行なうために、防災科学技術研究所（つくば市内に本所）では、1978～79年に「自己浮遊式海底地震計」の開発を行った。写真は、その地震計が開発・製作された後、試験のために海底に沈める直前の模様を撮影したものである（トンガ－ケルマデック海溝域における試験）。この地震計は、その後各方面で利用されるようになったが、当初の開発は藤縄幸雄博士らによって行われたのである（藤縄、1980）。この地震計は、回収するために音波信号を船から送ると海面に浮き上がるよう仕掛けられている。この地震計では、１か月の地震記録の解析に１年間を要した。そのとき、オンラインで海底地震が観測できるならは、どんなにかいいだろうと切に願っていたのであった。この願いが16年後に実ることになる。
(26/48)　その後、首都圏の地震対策の強化プロジェクトの一つとして、ケーブル式海底地震計システムの予算（45億円）が採択され、 1996年３月に「相模湾海底地震観測施設」が設置され、平塚にその中継局が置かれた。
(27/48)　平塚局の内部の写真である。この庁舎は２階建てであり、見学は２階からできるようになっている。中継局は無人であるが、データは自動的につくばの本所に送信されている。その後、防災科学技術研究所では全国的な地震観測網が充実し、この相模湾海底地震観測装置によるデータは全国的な観測網の一部としてデータ収集・解析され、世界中の研究者に利用されている。
(28/48)　防災科学技術研究所は、強震観測網（約1,000か所）、高感度地震観測網（約800か所）、広帯域地震観測網（約100か所）をもち、データはインターネットを通じて世界中に公開されている。ユーザー登録すれば、詳しい波形データも取得できる。地震が発生すると地震情報は法律によって気象庁から一般向けに発表されることになっているが、防災科学技術研究所は気象庁とは別に、綿密な地震観測網を全国に展開しており、おもに研究目的にリアルタイムでデータ収集・解析・公開を行っている。
(29/48)　地震記録の例を示した。これは2009年8月11日05時07分に静岡県内で発生した震度「６」の余震（震度＝「３」、8月13日12時42分）を相模湾海底地震計６番（平塚海岸に一番近い地点）で記録したものである。

48.5 ゆっくりすべり現象の発見

地中の深さ、数百ｍから3,000ｍに設置された高感度地震計による観測資料の解析から、近年における地球科学における世界的発見があった。それは小原一成さんたちによるもので、学術雑誌「サイエンス」に2002年と2007年に発表された。以下では、その「ゆっくりすべりの現象」を紹介しよう。小原一成さんは現在、防災科学技術研究所地震研究部の地震観測データセンター長である。

(30/48)　図は関東から四国、中国地方の地図であり、多数の小さな黒点は高感度地震計の設置場所を示す。南岸沿いに「東海」「東南海」「南海」の海溝型大地震の想定地域がある。これらにほぼ平行に北側に並んで陸地の地下40～50ｋｍ程度の深さのプレート境界において、人体には感じない深部微小震動（多数の小さい赤丸印）と深部低周波地震（星印）が発生していることがわかった。およそ10か所に示す赤破線の丸印は「短期ゆっくりすべり」、２か所に示す褐色丸印は「長期的ゆっくりすべり」の位置である。前者は２～５日にわたる「ゆっくりすべり」で、おおよそ３～６か月ごとに繰り返す。後者は半年～５年にわたる「ゆっくりすべり」で５～10年ごとに繰り返す。
(31/48)　大陸プレートと海洋プレートの境界で発生する「ゆっくりすべり」の模式図である。プレート境界の浅い部分で発生するのが「海溝型大地震」であり、その境界の延長上の深い所で発生するのが「ゆっくりすべり」である。「ゆっくりすべり」の観測データが得られるようになった期間はまだ短く、今後データが蓄積されていくにしたがって「海溝型大地震」と「ゆっくりすべり」現象との関係が明らかになってくるであろう。
(32/48)　図は地球の範囲を拡大して眺めたマントル対流、プレートの移動とその沈み込み、ハワイ諸島の火山群の活動を模式化したものである。地球の地下2,980ｋｍには液体の外核上端がある。ハワイ島の直下には盛り上がった突起部があり、その上部にはマントルプルームが立ち昇っている。このことから、ハワイは地球のホット・スポット（熱い活動域）と呼ばれる。ホット・スポットはハワイ島のキラウエア火山、南極大陸エレバス火山、アフリカのニイラコンゴ、アイスランドの４つがあり、地球を取り巻く大円上にほとんど等間隔に並ぶ。しかもこの大円は地球の磁場の極を通っている。
(33/48)　以上のことをまとめてみると、地球内部で起きている営みも、茶碗の中で起きる現象も同じような原理で動いていることがわかる。

48.6 海洋観測塔の構造と現在の定常観測

再び平塚沖の海洋観測塔にもどり、その構造と現在行われている定常観測についてふれておこう。

(34/48)　観測塔の基礎は水深20ｍの海底下約20ｍまで鋼管が打ち込まれ、基礎下端から観測塔の最上端までは約62ｍの高さがある。目視できるのは、そのうちの20ｍ余の空中に出ている部分である。観測塔と陸上施設の間は、6,600Vの高圧電力と通信回線35対の複合海底ケーブルでつながっている。直径７ｍの観測室内には空冷５馬力の空調機で温度が一定に保たれている。塔の海中部の腐食を防ぐための電気防食装置がある。海上部分は毎年のように塗装工事を行ってきた。
(35/48)　観測塔にはライブカメラが据え付けられ、塔の状況、海面状況と周辺を自動的に監視している。陸上からの遠隔操作でカメラの方向は変えられる。現在定常的には、波浪、風向風速、潮流、水温が自動観測され、インターネットを通じてデータは公開されている。
(36/48)　図は平塚沖の観測塔で観測されている水温と、辻堂の海岸にある気象庁辻堂アメダスによる気温を比較したものである。青色プロットは観測塔で現在得られている水温の季節変化である。 2009年1月1日から11月21日までを示した。真冬の１～２月、最低気温が氷点下に下がったときでも平塚沖の水温は12℃ 前後で暖かく、海風が吹けば湘南海岸は暖かいわけだ。他方、真夏の最高気温が30℃以上になるときでも、海水温度は27℃以上になることは希である。

48.7 波浪や風を観測する原理

この最後の節では、波高計や風速計（現在使われていない測器も含む）の測定原理と、マイクロ波散乱計による海上風の推定原理について説明しよう。

(37/48)　超音波式波高計は、音波の伝わる時間を測り、発信機から水面までの距離、つまり波高を観測するものである。超音波とは周波数が普通の音よりも高く、ほとんど人間の耳には聞こえない音波のことである。（注）　最近は、メンテナンスの関係で、音波センサーを水中（海底）に固定した波高計が使われている。
(38/48)　水圧式波高計は、水中に設置した圧力センサーで、水圧の変化を測る測器である。海面のこまかな波（周波数の高い波）には感じず、比較的波長の長い波浪やうねりなどを観測する。
(39/48)　電気容量式波高計は、水面の上下変動によってセンサーの電気容量の変化を測って波高を知る。つまり、センサーは一種のコンデンサーとなっている。この方式の波高計はエナメル絶縁の細い銅線をセンサーとして用いることができ、砕波・白波など微細な波も観測できる。筆者らは基礎研究では、塔の３方向に３個の細いセンサーを取り付け、いろいろな周期について波が移動する波向の観測も行った。長期の観測では、細線のものは絶縁悪化や切断するので、直径数ｃｍの堅牢な絶縁体で包まれた金属体の電気容量式波高計を用いる。
(40/48)　ロビンソン４杯式風速計は明治時代から1960年代まで広く使われてきたもので、機械的構造が素晴らしく、風杯の回転数が歯車仕掛けによって、１の桁、10の桁、100の桁、・・・・がそれぞれ表示されるようになっている。この風速計は回転軸から風杯までの腕が長く、自然の乱流中では過大に回り過ぎるという欠点があるので、最近では使用されなくなった。右図の軽量３杯式微風速計は微風から観測できるように設計され、機械的接点が無く、回転軸の回転によって光の照射・遮断が光センサーでカウントされる原理によって風速を測定する。起動風速は0.1m/sである。第３節で説明した基礎研究では、海面の波しぶきによって風速計の回転軸・計数部に海水が入っても電気的ダメージを受けないよう、工夫した軽量３杯式風速計を用いた。
(41/48)　風車型風速計は現在広範囲で使用されており、風向と風速が一つの器械で観測できる。超音波式風速計は1960年以後、研究目的に使われるようになった。いろいろな構造のものがあり、水平風速を観測する二次元風速計や鉛直成分も同時に観測する三次元風速計がある。特に鉛直成分の観測が難しい。その理由は、鉛直成分は水平成分に比べて小さく、取り付けのわずかな傾きや周辺の構造物や地物の存在によって、真の鉛直成分が歪むことがあるからである。
(42/48)　超音波風速計による風速観測の原理を示した。超音波は風によって流されるので、両発信部から出た超音波は風速に比例した時間差で受信部に到達する。この時間差から風速を知ることができる。
(43/48)　最後にマイクロ波を利用して広域の海面風速を推定する研究を紹介する。マイクロ波とは通常の電波より波長が短い（１ｍｍ～１ｍ）電磁波のことである。最初に開発を手がけたのはアメリカ航空宇宙局であるが、わが国では宇宙開発の一環として衛星搭載機器であるマイクロ波散乱計の基礎研究が立ち上がり、防災科学技術研究所が担当した。
(44/48)　図は平塚沖観測塔に設置し、海面にマイクロ波電波を照射し海面で散乱して後方に返ってくる電波を測定している模式図である。海面の微小な波は風速によって変わるので、その後方散乱電波の測定から海上風速が推定できる原理である。観測塔でデータを蓄積すれば、海上風速の推定精度が向上するわけだ。
(45/48)　これは、観測塔の屋上に設置したマイクロ波散乱計のアンテナ（パラボラアンテナ）の写真である。送信用と受信用のアンテナは共有できる。
(46/48)　観測塔で基礎データを十分に取得したのち、こんどは小型飛行機にもマイクロ波散乱計を搭載して、1980年と1981年にわたり相模湾上で実験した。写真で見られるように、飛行機の後部ハッチは取り払い、アンテナを上空で外側にせり出す計測システムを作った。実験中は研究員がモンキーロープを体につけ手動でアンテナ角度を変更するなど、危険な操作を行った。
(47/48)　飛行機は海面とレーダ波の入射角を大きくとるため、旋回飛行した。さらに、実験海域の風向風速を観測するため、もう一機の飛行機が運行してそのデータを取得した。このようにして、マイクロ波散乱計の基礎的資料を蓄積し、実用化への研究を行った。
(48/48)　図は飛行機観測の結果の一例である。縦軸は風速の大きさに対する受信電波の強さを表す。散乱計アンテナが受信する海面からの後方散乱電波は、風速が強いと大きい。また風下側と風上側の海面からは強く、風向の横方向からは弱いので、図の曲線の形から風向を知ることができる。図では入射角＝35°と45°の２通りの結果が示されているように、海面へのマイクロ波の入射角度によって、返ってくる電波の強さは変化することがわかる（内藤ほか、1984）。マイクロ波散乱計は地球を南北に巡る極軌道衛星に搭載され、幅500ｋｍの帯状の海域の風向と風速が観測される。１日数回地球を周る運行で、目標とする広い海域の観測が行われ、そのデータを合成して海上の風向・風速を知ることができる。

注５　後方散乱断面積：　図48の縦軸の単位はデシベル（ｄB)で示す。海面で散乱された電波をパラボラ・アンテナで受信したときの電波をレーダ方程式で処理し、後方散乱の強さに変換して表したものである。基本的には、発射された電波（パルス・レーダ波）の強さを基準の１としたとき、受信される電波がその10分の１のとき縦軸は－10デシベル、 100分の１のときは－20デシベル、1000分の１のときは－30デシベルとなる。

Q & A

Q１：図48で、発射された電波が海面で後方へ返ってくるのはなぜですか？

A1：　電波も光も電磁波の一種です。太陽光が雲粒など大気中の微粒子や空気分子に当たったとき、光はいろいろな方向へ曲げられます。これを電磁波の散乱と呼びます。大気中には空気分子のほか微粒子もあり、光は四方八方へ散乱され、太陽の方向から反対の方向を見ても空は明るく見えます。これが後方散乱光です。散乱は電磁波の波長と粒子の大きさなどによって変わってきます。気象レーダを雨粒群（雲）に向けて発射すると、雨粒が存在する場所から後方散乱されてくることから、降雨域がわかります。
マイクロ波電波も、これと同じように、風で発生した海面の細かな波や波しぶきによって後ろ向きに散乱されます。風速が強くなるほど海面は乱され、細かな波や波しぶきが増え、後方散乱が強くなります。後方散乱は、電波の波長と海面への入射角によって変わります。風の波にもっとも強く干渉する電波はマイクロ波（波長＝２ｃｍ、つまり周波数＝15GHｚ近傍）です。

Q２：海洋観測塔が平塚沖に設置された理由は？

A２：　平塚沖観測塔は伊勢湾台風の高潮で大災害があったことが契機であり、海洋気象の基礎研究を行なうことが主な目的だったと思います。つまり風によって海面が吹き寄せられる摩擦力、その他をより正しく知る必要がありました。それには、入り江など複雑な地形の影響を受ける場所ではなく、できるだけ外洋に近い条件が望ましいわけです。平塚付近は海岸線は東西に伸び、内陸は平らで海からの風が背後の山などにほとんど影響されずに吹いてきます。海底が浅いと外洋の風浪が変形するので、水深が20ｍ程度以上もあれば理想的です。海岸からできるだけ沖合いがよいのですが、あまり沖合いだと、海底ケーブルの距離が長くなり、経費も多くなるので、１ｋｍ程度の場所を選んだわけです。陸上施設の設置についても、現在地（虹が浜）なら国有地で建物などが無かったからです。この観測塔・陸上施設はだれでも研究に利用できる施設であり、東京からも交通の便がよいことも平塚が選ばれた理由だと考えます。

Q３：平塚沖観測塔で津浪が観測されたら、サイレン等によって平塚海岸地域に警報が出るようにできないか？

A３：　平塚沖１ｋｍで津浪が観測されたとき、警報が出ても津浪の速度は速いので避難するのには間に合いません。現実には、（１）津浪は風浪と混ざっていて、風浪の周期５～10秒に対して津浪の周期は２分～１時間程度です。したがって、観測から津浪を検出するには最低数分間は掛かります。（２）津浪の速度は水深の平方根に比例し、水深4000ｍで時速720km/h （＝秒速200m/s)、水深1000ｍで時速360km/h(＝秒速100m/s)、海岸近くにくると津浪の速度は津浪の高さとも関係するようになり、水深10ｍで津浪の波高６ｍでは速度は46km/h（＝13m/s）ほどになります。

相模湾の近くで、元禄大地震や関東大地震のような巨大地震が発生すると、平塚では、経験したことのないような地震動に見舞われます。そのような時は、テレビ・ラジオ等による情報を待つことなしに、海岸地域の住民は独自の判断によって「地震で破壊されていない３階建て以上のビルに避難すること」です。過去の巨大地震では、津浪は８～１０ｍ以下ですので、これを目安に落ち着いて行動しましょう。

Q４：平塚沖観測塔で得られたデータから、地球温暖化がどのように進んでいるか、分かりますか？

A４：　観測データをグラフに描けば、平均的には上昇傾向をみることはできますが、これを直ちに地球温暖化だとみなしてはなりません。その理由は次の通りです。

(1)地球温暖化は100年間当たり0.7℃程度のゆっくりした気温上昇である。
(2)平塚の施設では気候変動を捕らえるための高精度の定常観測は想定していない。
(3)施設が開設されてから50年未満である。50年程度の短期間の観測資料では、地球温暖化とは別の原因で生じる10年～数十年の気候変動も混ざっており、一般に検出は困難である。

気候変動は時空間スケールによって大きく異なります。10年スケールから 10万年スケール、それ以上のスケールに及びます。二酸化炭素など温室効果ガスの人為的排出による、いわゆる「地球温暖化」は18世紀から19世紀にかけて起こった産業革命以後の近年の200年程度の期間に生じている現象です。

なお、地球温暖化の監視問題については、「研究の指針」の「K45．気温観測の補正と正しい地球温暖化量」や「身近な気象」の「M42.正しく知ろう地球温暖化（講演）」を参照してください。

参考文献

近藤純正、1970：浮遊式海洋観測施設．防災科学技術、No.21、6-9.

近藤純正、1982：大気境界層の科学．東京堂出版、pp.219.

近藤純正、1987：身近な気象の科学―熱エネルギーの流れ―．東京大学出版会、pp. 189．

近藤純正（編著）、1994：水環境の気象学―地表面の水収支・熱収支．朝倉書店、pp.350.

藤縄幸雄、1980：自己浮遊式海底地震計（CDPOBS 2Ⅱa）の開発．防災科学技術、第38巻、12－18.

国立防災科学技術センター、1986：国立防災科学技術センター”波浪等観測塔” 20年の記録．防災科学技術研究資料、第110号、111pp, 科技庁防災科学技術センター

国立天文台（編）、2000：理科年表（丸善）．1064pp.

内藤玄一、渡部　勲、徳田正幸、1984：マイクロ波散乱計による海上風の遠隔測定実験（Ⅱ）．防災科学技術センター研究報告、No.33, 277-319.

Ito, Y., K. Obara, K. Shiomi, S. Sekine, and H. Hirose, 2007: Slow earthquakes coincident with episodic tremors and slow slip events. Science, 315, 503-506.

Kondo, J., 1975: Air-sea bulk transfer coefficients in diabatic conditiond. Boundary-Layer Meteor., 9, 91-112.

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Kondo, J. and G. Naito, 1972: Disturbed wind fields around the obstacle in sheared flow near the ground surface. J. Meteor. Soc. Japan, 50, 346-356.

Kondo, J., Y. Sasano and T. Ishii, 1979: On wind-driven current and temperature profiles with diurnal period in the oceanic planetary boundary layer. J. Phys. Oceanogr., 9, 360-372.

Obara, K., 2002: Nonvolcanic deep tremor associated with subduction in southwest Japan. Science, 296, 1679-1981.

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身近な気象の目次

(01/48)　平塚沖には海洋観測塔があり、また相模湾の海底には海底地震計が設置されており、信号は海底ケーブルによって陸上の施設まで送られてきている。最初に、これら施設がつくられた時代背景をお話しする。観測塔は1965年に建設されてから44年目の今年（2009年）、所属が防災科学技術研究所から東京大学に移管された。現在行われている定常的な自動観測は波浪、水温、潮流、風向風速、及びライブカメラによる海面状況の監視であるが、これまでは主に研究的な実験・観測を目的としたものであった。ここでは、どのような研究が行なわれてきたか、その一部について紹介する。この講演の後半では、各種の波浪計や風速計の測定原理を模式的に分かりやすく説明する。
(02/48)　世界大戦の終結後10年以上も経った1959年の伊勢湾台風によって死者・行方不明が5000名余りもでた。その当時までは大きな台風が来ると、何百・何千人の死者が出ていた。池田勇人総理が誕生すると、所得倍増論が発表され、”もはや戦後ではない！”と言われた。災害防止のために科学技術の発展・振興が図られるようになった。数年のうちに、1963年には科学技術庁国立防災科学技術センターの設立、平塚沖に観測塔が建設された。この時代、世界的にも気象災害が話題に上がり、研究プロジェクトが計画され、1974年、75年に気団変質実験が実施された。 1978年にはマイクロ波散乱計による研究が開始、1996年には相模湾海底地震観測施設が開設された（この施設は、現在も防災科学技術研究所の所属である）。
(03/48)　1960年代は世界的に、海洋開発ブームの時代であり、アメリカ、フランス、イギリス、カナダなどでも海洋観測施設が建造された。写真は、アメリカのフリップと呼ばれる観測施設で、全長108ｍの長い船の形をしており、他の船で曳航されて移動できる。目的地に着くと、垂直に起てて観測する。水中部は90ｍの深さがあるが、波高4～5ｍ周期11秒の波があるとき、上部研究室は水平に40ｃｍほども動揺するので、風速など微細構造の観測ができないという欠点がある。あとで説明するように、平塚沖観測塔で私たちが発見した、波によって誘起される風速変動は、このフリップ施設では波で動揺するので観測不可能である。
(04/48)　小型の海洋ブイによる海洋気象の観測も行われるようになり、現在では各海域で定常観測が行なわれている。図は東京大学が開発し1973年に完成させた中型ブイ「オリエント」である。これは後述の1974・75年の気団変質の国際協力研究を目指して建造されたものであるが、試運転など不十分なまま冬の東シナ海の観測に参加したようで、データもほとんど収集することなく流出沈没してしまった。
(05/48)　平塚沖観測塔は、世界の同種の施設と比べて、性能においてもっとも優れたものである。この施設で、筆者らは世界の先導的な研究を行なうことができた。その研究成果の一部はすぐあとで説明する。日本にはほかに、気象庁気象研究所の伊東沖海洋観測塔（建設数年後に解体）や博多湾、紀伊白浜、伊勢湾などに観測塔があるが、海洋気象の基礎研究の目的としては、性能や立地条件などの点で平塚沖観測塔がはるかに優れている。
(06/48)　正面の平屋建ては平塚沖観測塔の陸上施設であり 1967年に建てられた。この施設内で海洋気象のデータが処理・解析されてきた。現在は定常観測データが自動記録されている（2009年7月から東京大学に移管）。左方の４階建てはマイクロ波散乱計収納庫として1978年に建設されたものであるが、現在は観測には利用されていない（所属は、現在も防災科学技術研究所）。
(07/48)　これは陸上施設の北側から撮影された写真である。右方の壁に大きな丸窓のある2階建ては1996年に造られた相模湾海底地震観測施設平塚中継局である。海底の６か所から送られてくる信号がこの施設で中継されて、つくばの防災科学技術研究所に送信されている。この中継局内でも常時、地震波の記録を見ることができる。写真の左端に一部分が見えるのは、前図で示した海洋観測塔の陸上施設であり、 2009年7月に東京大学に移管された。

(08/48)　1960年代の天気予報は、おもに経験則に基づく方式であり、数値予報技術は未熟であった。当時、冬の東シナ海で発生した低気圧（台湾低気圧）が本州南岸の暖流「黒潮域」で急速に発達し、首都圏に大雪をもたらし交通麻痺を起こした。さらに東方海上では、台風並に発達し、漁船の遭難や大型船が大破する事件があった。北米メキシコ湾流域でも、これと同様であった。数値予報精度を向上すべきという社会的な要請により、国際協力研究「気団変質実験」の実施計画が1960年代前半に決まった。タイミングよく、平塚沖観測塔ができたので、国際協力研究の基礎としての研究を行なうことになった。
(09/48)　国際協力研究を成功させる基礎研究として、風による海面の摩擦力、海面と大気の間で交換される熱と水蒸気量を正確に評価する算定方式を確立する必要があった。そのためには、海面上で正確なデータを得るため、様々な準備研究を行なった。一方、当時の世界中には海上気象についての不確かな論文も多数発表されており、それらの真偽を確かめる見直し研究についても行わねばならなかった。それらについて、以下では１例ずつを説明しよう。
(10/48)　観測塔は大きな構造体であり、その存在自体が自然の場を変えるので、観測用の測器をどの位置に取り付けるかを検討した。模型を使った実験や実物の周りの風速分布を観測した。図は観測塔の海面から10ｍの高さにおける塔の周りの風速の水平断面図である。風上側と風下側に自然風よりも弱い範囲があり、風向に直交する側面側には強い範囲がある。これら弱風域と強風域の中間の方向、つまり風上の45°前後の方向で、しかも塔から５ｍ以上離れた場所で風を観測しなければならないことがわかる。観測塔の鉛直断面まわりについても、同様に風速分布を測った。
(11/48)　海面上は陸面上と違って波があり海面が動いているので、風速の高度分布は滑らかではなく、途中に”折れ曲り”がある、という論文が1950年代からあった。1960年代になってから海上気象の研究が盛んに行われるようになり、”折れ曲り”分布を支持する論文が続々と発表されるようになった。 ”折れ曲り”があるか無いかによって、摩擦力や熱・水蒸気の交換量の算定方式が大きく変わるので、この真偽を確かめなければならない。筆者らは、工夫した方式を考案し、海面上の風速分布を正確に観測し、折れ曲り分布は存在しないことを確かめ、国際誌に発表した。それ以後、 ”折れ曲り”分布の論文は出てこなくなった。風速計は実験室で試験して現場で使用する際にわずかに狂うことがあり、また自然の乱流の中では風速計の動特性によって、見かけ上の”折れ曲り”分布が観測されることもあることを理論的に示した（Kondo and Fujinawa,1972）。
(12/48)　1969年9月25日夜８時ころ、台風が南方はるか洋上にあり、うねりが来ていた。このうねりで風速計が壊れていないかと心配し、電磁カウンターの置いてある研究室に見に行ったときのことである。電磁カウンターのカチカチという音が普段と違って、リズミカルに波のように聞こえた。急いで当時若かった藤縄幸雄さん、内藤玄一さん、渡部勲さんに観測体制をとるべく召集をかけた。当時、研究所の宿舎は隣にあったので、それが可能であった。当時の非粘性流体の理論では、波によって誘起される風速変動は存在することは分かっていたが、実際の海上では、風の乱流スペクトルの中に波と同期するスペクトルのピークがあることは、観測の困難さから明確には発見されていなかった。
(13/48)　図は波の進行方向（南から北向き）と逆の風（北風）が吹くときの模式図である。波に誘起された風速変動があり、波の峰で強風が吹き、波の谷で弱風となる。波の運動によって誘起される風速変動は、通常、海面上の数ｍ以下の層で生じており、上空では無くなり乱流的な風速のみとなる。
(14/48)　波と風が同じ方向（南から北向き）の場合については、前の図とは逆になり、波の峰で弱風、波の谷で強風となる。そうして、この日から１年間にわたり、風向と波向きがいろいろな場合について、うねりによって誘起される風速変動を観測・解析し、国際誌に投稿した。その原稿を読んだレフリーも感動させられたという文面をもらった。筆者らが感動して書いた論文は、読者も感動するものだ。
(15/48)　国際協力研究「気団変質実験」に先立って行った平塚沖観測塔における基礎研究のうち、もっとも重要なことは、海面抵抗の比例係数や熱・水蒸気量の交換係数を確立することであった。これらを確立し、本番の南西諸島で行う国際協力研究に間に合わせることができた。平塚沖観測塔で確立した成果は、世界中のどの海域でも応用できる方式である（Kondo,1975)。
(16/48)　1974、75年の2月に南西諸島で行われた国際協力研究には、日本のほかアメリカ、カナダ、オーストラリアから多数の研究者が参加し、いろいろな成果が得られた。その中で、特に重要なことは何だったか？それを説明する前に、一般の方にも専門の研究者にも同じ（問い）を出しておこう。その解答のうち、もっとも重要なものを（１）（２）（３）の中から１つを選んでください。専門家が参加する学会等における解答では、（１）を選ぶ学者が圧倒的に多い。はたして、そうだろうか？
(17/48)　国際協力研究の本番では、黄海、東シナ海の海域で働く漁船にも特別のお願いをして、３時間ごとに洋上の気象データを送信してもらった。図中の六角形の6地点（気象台と観測船）ではラジオゾンデによる高層気象の観測も行なった。ブイによる観測や、アメリカからの航空機による海面上 30ｍほどの低空飛行による観測も行なわれた。これらのデータは沖縄本島の那覇の気象台に設けられた解析センターに集められ、気団変質の過程が明らかにされた。冬期の東シナ海での季節風は北から南に向って吹く。沖縄地方ではこの北風を”ニシ”と呼ぶ。日本の本土では冬の季節風は西から吹くが、沖縄近海では北から吹き、北風を「ニシ」が吹くという。そして、太陽の入る西の方向を「イリ」という。したがって、西表島は「イリオモテジマ」と呼ぶ（身近な気象の科学、p.107）。
(18/48)　気団変質過程を模式的に描くと、大陸から乾燥・寒冷な気団が海上に吹きだすと、まず、最初に（相対的に）海面から大量の熱をもらい気温が上昇する。気温が高くなると、水蒸気量を多量に含みうるようになり、南に行くほど海面から水蒸気の供給を受けて湿潤化する。このような過程によって、乾燥・寒冷気団が暖かい海上で変質し湿潤・温暖化しているのである。
(19/48)　東シナ海で分かった気団変質過程を人体にあてはめてみよう。人体のエネルギー収支や質量収支は食料や排泄量の直接測定と、呼吸による酸素・二酸化炭素交換量の差などは計算によって求めることができ、発汗量は収支式の残差として計算される。入院中の安静時の人体について、２週間ごとに発汗量を求めてみると、室温と密接に関係していることがわかった。発汗量は気温と関係し、高温時ほど汗が多いことは私たちの日常生活から分かっていることである。東シナ海における気団変質も、これと同じ原理に基づく現象であったのである。つまり、気温が高いほど汗（蒸発量）が多いのである。図は筆者が1988年に急性心筋梗塞で140日間入院したとき計測した資料に基づいて作成したものである。
(20/48)　熱や水蒸気量の交換についてまとめてみた。

(21/48)　こうした時代背景のもとにつくられた相模湾海底地震観測施設の話にすすむことにしよう。
(22/48)　図は、この500年間に発生した東海～東南海～南海大地震の震源分布である。これらの震源域はユーラシアプレートの下にフリッピン海プレートのもぐり込みの地域に分布している。
(23/48)　1703年の元禄大地震に続く1707年の宝永大地震と富士山宝永の噴火によって大災害がもたらされた。この500年余の記録をみると、東海～南海沖ではおおよそ100年間（70年～150年、ただし1923年の関東大地震と1946年の東南海・南海大地震の間隔は短い21年間）ごとに大地震が発生している。この統計を参考にするならば近い将来、大津波を伴う大地震を想定しておかなければならない。筆者らの見るところ、壊れやすいブロック塀や市街地の看板などは危険である。ブロック塀では下敷きになると死者がでる。
(24/48)　首都圏での生活にとって大きな脅威となる「海溝型大地震」と「直下型大地震」の発生メカニズムが図示されている。フリッピン海プレートはマントル対流によってユーラシアプレートの下へもぐり込んでおり、これらプレート境界において海溝型大地震が発生する。大地震が発生する近傍の海底でデータをとり、詳細な解析を行うことが必要となった。
(25/48)　海溝型大地震に関する研究を行なうために、防災科学技術研究所（つくば市内に本所）では、1978～79年に「自己浮遊式海底地震計」の開発を行った。写真は、その地震計が開発・製作された後、試験のために海底に沈める直前の模様を撮影したものである（トンガ－ケルマデック海溝域における試験）。この地震計は、その後各方面で利用されるようになったが、当初の開発は藤縄幸雄博士らによって行われたのである（藤縄、1980）。この地震計は、回収するために音波信号を船から送ると海面に浮き上がるよう仕掛けられている。この地震計では、１か月の地震記録の解析に１年間を要した。そのとき、オンラインで海底地震が観測できるならは、どんなにかいいだろうと切に願っていたのであった。この願いが16年後に実ることになる。
(26/48)　その後、首都圏の地震対策の強化プロジェクトの一つとして、ケーブル式海底地震計システムの予算（45億円）が採択され、 1996年３月に「相模湾海底地震観測施設」が設置され、平塚にその中継局が置かれた。
(27/48)　平塚局の内部の写真である。この庁舎は２階建てであり、見学は２階からできるようになっている。中継局は無人であるが、データは自動的につくばの本所に送信されている。その後、防災科学技術研究所では全国的な地震観測網が充実し、この相模湾海底地震観測装置によるデータは全国的な観測網の一部としてデータ収集・解析され、世界中の研究者に利用されている。
(28/48)　防災科学技術研究所は、強震観測網（約1,000か所）、高感度地震観測網（約800か所）、広帯域地震観測網（約100か所）をもち、データはインターネットを通じて世界中に公開されている。ユーザー登録すれば、詳しい波形データも取得できる。地震が発生すると地震情報は法律によって気象庁から一般向けに発表されることになっているが、防災科学技術研究所は気象庁とは別に、綿密な地震観測網を全国に展開しており、おもに研究目的にリアルタイムでデータ収集・解析・公開を行っている。
(29/48)　地震記録の例を示した。これは2009年8月11日05時07分に静岡県内で発生した震度「６」の余震（震度＝「３」、8月13日12時42分）を相模湾海底地震計６番（平塚海岸に一番近い地点）で記録したものである。

(30/48)　図は関東から四国、中国地方の地図であり、多数の小さな黒点は高感度地震計の設置場所を示す。南岸沿いに「東海」「東南海」「南海」の海溝型大地震の想定地域がある。これらにほぼ平行に北側に並んで陸地の地下40～50ｋｍ程度の深さのプレート境界において、人体には感じない深部微小震動（多数の小さい赤丸印）と深部低周波地震（星印）が発生していることがわかった。およそ10か所に示す赤破線の丸印は「短期ゆっくりすべり」、２か所に示す褐色丸印は「長期的ゆっくりすべり」の位置である。前者は２～５日にわたる「ゆっくりすべり」で、おおよそ３～６か月ごとに繰り返す。後者は半年～５年にわたる「ゆっくりすべり」で５～10年ごとに繰り返す。
(31/48)　大陸プレートと海洋プレートの境界で発生する「ゆっくりすべり」の模式図である。プレート境界の浅い部分で発生するのが「海溝型大地震」であり、その境界の延長上の深い所で発生するのが「ゆっくりすべり」である。「ゆっくりすべり」の観測データが得られるようになった期間はまだ短く、今後データが蓄積されていくにしたがって「海溝型大地震」と「ゆっくりすべり」現象との関係が明らかになってくるであろう。
(32/48)　図は地球の範囲を拡大して眺めたマントル対流、プレートの移動とその沈み込み、ハワイ諸島の火山群の活動を模式化したものである。地球の地下2,980ｋｍには液体の外核上端がある。ハワイ島の直下には盛り上がった突起部があり、その上部にはマントルプルームが立ち昇っている。このことから、ハワイは地球のホット・スポット（熱い活動域）と呼ばれる。ホット・スポットはハワイ島のキラウエア火山、南極大陸エレバス火山、アフリカのニイラコンゴ、アイスランドの４つがあり、地球を取り巻く大円上にほとんど等間隔に並ぶ。しかもこの大円は地球の磁場の極を通っている。
(33/48)　以上のことをまとめてみると、地球内部で起きている営みも、茶碗の中で起きる現象も同じような原理で動いていることがわかる。