HazardSimの計算方法

シミュレーターが表示する数値はすべて、いくつかの短い計算式と、ひと握りの公開データセットから出ています。このページでは、粗い近似にすぎない部分も含めて、コードが実際に何をしているかを正確に説明します。

更新日 2026年9月18日

HazardSimが答える問いはひとつです。もしある規模の災害がここで起きたら、どれだけの範囲に届き、そこには何人が住んでいるのか。その場所でそうした出来事が起こりうるか、どのくらいの確率かは扱いません。規模はあなたが選び、サイトはそれを実際の地形と集落に、いくつかの単純なルールで当てはめます。そのルールを、コードの定数とともに以下に示します。

シミュレーターが答えること、答えないこと

ある海岸がマグニチュード9を起こしうるかを判定する断層モデルはなく、波を太平洋の向こうまで運ぶ海洋モデルもありません。結果は決定論的で、同じ場所と同じ設定なら常に同じ数値になります。アニメーションは飾りです。浸水は一度に計算され、約3秒かけて表示されるだけです。何も時間に依存しないため、到達時刻、警報、避難といった概念はありません。

土台となるデータ

地形とグリッド

標高はMapboxのTerrain-RGBタイルから取得し、Mapbox Terrain-DEMを予備として使います。ピクセルの色はMapboxが公開している式、標高 = −10,000 + (R × 65,536 + G × 256 + B) × 0.1 mで復号します。このモデルは鉛直基準面の異なる複数のソースを混ぜているため、海面付近の標高は正確ではなく、平坦な海岸ではわずかな誤差が浸水線を大きく動かします。

コードは、計算範囲が幅780ピクセル以下かつ合計620,000ピクセル以下に収まる最も詳細なズームを14から6の間で選び、その範囲を覆うタイルをすべて（最大42枚）読み込みます。セルの一辺は156,543 m × cos(緯度) ÷ 2^ズームで、緯度45°ならズーム14で6.8 m、ズーム12で27 m、ズーム11で54 mです。セル1つより細い堤防は、グリッドにまったく現れないことがあります。

計算範囲

クリックした地点が集落の中にある場合、計算範囲はその集落の外接矩形を14%広げ、さらに災害の到達距離を加えたものです。津波なら波高 × 250 m、海面上昇なら12 km、隕石なら最外リング（到達距離の上限は60 km）です。高さは緯度1.4°が上限で、小さな災害ではもっと狭くなります。矩形が大きすぎる場合は、クリック地点を中心とする正方形に置き換えます。集落の外では、地点の周囲に表示されている地図の82%が計算範囲になるため、ズームによって結果が変わることがあります。

市町村境界と人口

クリックすると、OpenStreetMapのジオコーダーであるNominatimにズームレベル10、12、8で問い合わせ、境界ポリゴンを持つ最初の回答を採用します。海、湾、国、州、地方は除外し、高さ1.2°、幅2.4°、面積12,000 km²のいずれかを超えるものも除外します。ポリゴンがなければ外接矩形を使い、その面積の72%を集落の面積と見なします。

人口は境界のpopulationタグから取得します。なければ、同じ名前をその矩形内でNominatim検索した結果から、それもなければ、Overpass APIがその範囲で見つけた最大の人口を持つcity、town、borough、suburb、villageのノードから取ります。密度は人口 ÷ 面積で、1〜100,000 /km²に制限します。60,000 /km²を超える値、つまりダッカやマニラの最も過密な地区よりも高い値が出た場合、OpenStreetMapが都市全体の人口をより小さな輪郭に結びつけていると判断し、その数値は無視します。OpenStreetMapに人口がない場合は、場所の種類ごとの典型値を使います。boroughやsuburbなら6,000 /km²、cityなら4,500、villageなら700、countyなら300（種類が不明なら2,500）です。密度スライダーはこれらすべてを上書きします。行政境界には農地が含まれることが多いため、平均密度は中心部の密度より低くなるのが普通です。

火山

赤いマーカーは、スミソニアンGlobal Volcanism Programの完新世火山リストに基づく1,560件のレコードです（いくつかの火山は重複して登録されています）。いずれかの火山から40 km以内の地点をクリックするとその火山が使われ、噴火の中心はクリック地点ではなく火山そのものになります。それより遠い場合は何も計算せず、最寄りの実在の火山を示して、そこへ移動することを提案します。

津波：高さを失いながら広がる塗りつぶし

海岸の判定。クリックまたは検索から津波か海面上昇を実行する前に、コードは粗い地形（ズーム8、赤道で約600 mのセル）を読み込み、30 km以内で標高0.6 m以下のセルを数えます。最低150セル、赤道付近でおよそ50 km²の開けた水面が必要で（極に近づくほどセルが小さくなるので必要面積は減ります）、川や池ではこの条件を満たしません。水面そのものをクリックした場合は拒否されます。

海の特定。完全なグリッド上で、標高0.6 m以下の端のセルをすべて海としてマークし、そのマークを、同じく0.6 m以下で隣接する（斜めも含む）すべてのセルに広げます。海のセルが40個未満なら実行は止まります。副作用として、干拓地のように海とつながった0.6 m以下の土地は、最初から海として扱われ、浸水としては一切数えられません。

水の拡散。すべての海のセルから同時に、水は隣のセルへ広がり、進んだ距離にセル1つ分の幅（斜めなら1.414）を加えていきます。各セルの水面は

水位 = H − 距離 ÷ 250

で、Hは波高（m）です。水位が地面より高ければ、そのセルは「水位 − 地面」の深さまで浸水し、水はさらに先へ進みます。そうでなければセルは乾いたままで、水の進路をふさぎます。したがって水は浸水したセルの連なりを通じてしか届かず、水より高い尾根は、迂回路がない限り背後の土地を守ります。

この減衰は、地形や建物との摩擦の代わりです。地球全体でひとつの数値であり、物理法則ではありません。海抜ゼロの平坦な土地なら、15 mの波は内陸3.75 kmで、30 mの波は7.5 kmで止まります。同じ高さがグリッド内の海岸線全体に同時に適用されるため、波の方向、海底地形、湾での増幅、水量の限界、第2波といったものはありません。水がグリッドの端に達した場合、実際の浸水はさらに先まで及ぶという警告が結果に表示されます。

仙台に15 mの波を送る →

海面上昇：減衰なしの同じエンジン

海面上昇は同じコードを減衰なしで動かします。海とつながっていて新しい水位より低いセルは、どれほど内陸でもすべて浸水します。いわゆるバスタブモデルです。新しい水位より低い盆地でも、周囲を高い土地に完全に囲まれていれば乾いたままです。堤防は、標高データに含まれていてセル1つより幅が広い場合にだけ考慮されます。潮汐、高潮、浸食、地盤沈下はなく、時間の経過もありません。死者の代わりに、浸水した土地に住む全員を「住む場所を失う人」として数えます。海面上昇が飲み込む都市も参照してください。

地震：地点を囲む震度リング

地震はクリック地点の深さ8 kmにある点震源です。震央から距離rにおける改正メルカリ震度は

MMI = 1.5·M − 3.0·log₁₀R − 0.0018·R + 1.6、ここで R = √(r² + 8²) km、値は0〜12に制限します。

式の形は震度減衰の一般的なもの（マグニチュード項、幾何減衰、距離による吸収）ですが、係数は公表された関係式ではなくこのサイト独自の近似で、震度は地動加速度を経由せず直接計算しています。マグニチュード7では震央で9.4、震度VIIIは21 kmまで、震度Vは181 kmまで届きます。マグニチュード6は最大7.9で震度VIIIには達しません。マグニチュード8では震度VIIIが67 kmまで届きます。マグニチュード約8.8以上では、震央が上限のXIIに達します。

各区域には死者の割合が設定され、建物係数が掛けられます。現代の耐震基準なら0.06、平均的なら1、脆弱なら7です。

実際のマグニチュード9は数百kmに及ぶ断層を破壊するため、強い揺れは円ではなく帯状の範囲を覆います。軟弱地盤、液状化、地すべり、火災は無視され、すべての地震は浅いものとして扱われます。深い地震なら揺れははるかに弱く感じられるはずです。

ポルトープランス直下にマグニチュード7、脆弱な建物 →

火山：VEIから3つの円へ

火山爆発指数は噴出量に変換されます。V = 10^VEI−5 km³なので、VEI 5は1 km³で、1段階ごとに10倍です。VEI 2から8については、Newhall and Self（1982）の尺度における各クラスの最小噴出量に一致し、VEI 1には0.0001 km³を割り当てます。そこから3つの半径が導かれます。

• 火砕流、max(0.6, 9·V^0.25) km：死者95%
• 降灰10 cm（屋根を押しつぶすのに十分な量）、30·V^0.33 km：死者0.15%
• 降灰1 cm、100·V^0.35 km：死者0.002%

これらのべき乗則は、このサイト独自の経験的なフィッティングです。

実際の火砕流は谷に沿って流れ、実際の火山灰は風下へ長い帯状に流れるため、本当の影響範囲は円形ではなく偏っています。ラハール、火山ガス、山体崩壊による津波、気候への影響はモデル化していません。

ベスビオ山のVEI 5噴火 →

隕石：エネルギーと爆風のスケーリング

天体は直径D、密度3,000 kg/m³（石質）、7,800（鉄質）、900（氷）、または1,200（ラブルパイル、ベンヌのようにゆるく結合した小惑星）の球体で、設定した突入速度で到達します。既定は17 km/sで、地球近傍小惑星の典型的な値です。

m = ρ·π/6·D³、E = ½·m·v²、威力（Mt）= E ÷ 4.184×10¹⁵ J

直径150 mの石質天体なら183 Mt、直径19 mのチェリャビンスクのプリセットなら0.37 Mtです。速度の設定範囲は11〜30 km/sで、小惑星の衝突のほぼすべてがこの範囲に収まります。ベンヌとアポフィスのプリセットはNASAのSentryテーブルにある速度、12.7 km/sと12.6 km/sを使うため、ベンヌは、同じ大きさの石質天体が17 km/sで与える6.4 Gtではなく、約1.4 Gtになります。モデルは突入角度と、落下途中で失われるエネルギーを無視します。石質なら70 m未満、鉄質なら20 m未満、ラブルパイルなら90 m未満、氷なら150 m未満は空中爆発と見なしてクレーターを残しません。それ以外の場合、クレーターの直径は20·D·(ρ/3,000)^1/3です。

空中爆発の場合、コードは爆発高度を推定します。最小の石質天体で35 km（鉄質で12 km、氷で45 km）から、天体が地面に届く大きさでゼロになるまで直線的に下がります。h = h_max·(1 − D ÷ D_空中爆発)。これにより、直径19 mのチェリャビンスク天体は約25 km、直径60 mのツングースカ級天体は5 kmとなり、どちらも実際の推定値に近い値です。火球、完全破壊、建物倒壊、熱傷の各半径は爆発点からの斜距離で測るため、地上での半径はそれぞれ√(R² − h²)になり、Rがhより短ければゼロになります。窓ガラス破損のリングはそのままの大きさで残します。高高度の爆発による弱い衝撃波は広く伝わるからで、チェリャビンスクでは数十km離れた場所でもガラスが割れました。建物倒壊の区域が地面に届かない場合、窓ガラスの区域では死者を数えません。チェリャビンスクでは約1,500人が、主にガラスで負傷しましたが、死者は出ませんでした。

爆風半径は威力の立方根に比例して大きくなります。これはGlasstone and DolanのThe Effects of Nuclear Weaponsにある爆風スケーリング則で、係数と火球のべき乗則はこのサイト独自の較正です。熱の扱いは核爆発とは異なります。衝突ではエネルギーのうち光として放射される割合がごくわずかで、核兵器の約35%に対して0.3%程度です。そのため熱傷半径には、核の熱傷の式（12.8·Y^0.41）を熱出力0.0086·Yに対して適用し、1.83·Y^0.41を得ています。死者の割合が距離とともに増えてはならないため、各区域の値は、そのすぐ外側の区域の値を下回らないよう引き上げられます。

海への衝突とその津波、1 kmを超える天体の地球規模の影響はモデル化していません。隕石の大きさごとの被害を参照してください。

直径19 mのチェリャビンスク天体をチェリャビンスクに落とす →

ハリケーン：高潮と風速分布

スライダーは上陸時の最大持続風速を120〜320 km/hの範囲で設定し、そこからサファ・シンプソンのカテゴリーが決まります。119 km/hからカテゴリー1、154から2、178から3、209から4、252から5です。

高潮。各風速には旧版サファ・シンプソン表の典型的な高潮を割り当て、120 km/hで1.2 m、154で1.8 m、178で2.7 m、209で4.0 m、252で5.5 m、320で7.5 mの間を補間します。過去の嵐のプリセットはこれを、その嵐で実際に観測された高潮で上書きします。サンディ3.9 m、ボーラ10 m、カトリーナ8.5 m、ナルギス4 m、イアン4.5 m、ハイヤン6 mです。高潮は津波エンジンで地形を浸水させますが、高さを失う速さは10分の1、つまり2.5 kmごとに1 mです。高潮は単発の波ではなく、数時間かけてゆっくり海面が上がる現象だからです。浸水した土地での死者の割合は津波より緩やかな曲線を使い、水深0.5 m未満の0.1%から6 m超の45%までです。1900年のガルベストンでは、警報なしに襲った4.6 mの高潮が島の住民の約4分の1の命を奪いましたが、これはこの曲線のほぼ中央に位置します。

風。目の壁の外側では風速は距離の平方根に反比例して弱まります。v(r) = V_max·(R_max/r)^0.5なので、しきい値vまで弱まる半径はR_max·(V_max/v)²です。最大風速半径はWilloughby and Rahn（2004）によるもので、R_max = 46.4·e^{−0.0155·V + 0.0169·|緯度|} km（Vはm/s）、10〜80 kmの範囲に制限します。リングはカテゴリー5、4、3の風、ハリケーン級の風（119 km/h）、強風（63 km/h）を示します。風そのものが奪う命は少ないため、割合は小さく設定しています。カテゴリー5の風の中にいる人の0.05%、カテゴリー4で0.015%、カテゴリー3で0.004%、ハリケーン級の風で0.0005%、強風域ではゼロです。

嵐は対称で、移動しません。実際の高潮は北半球では進路の右側で最も高くなります。雨による洪水、潮汐、高潮の上に乗る波、堤防はモデル化していません。

カトリーナの8.5 mの高潮をニューオーリンズへ →

人の数え方

都市の人口密度は、その都市と同じ面積の円の内側に適用します（都市が見つからなかった場合は半径6 km）。その外側では、密度は人の住む土地のおおまかな平均である60人/km²に向かって減衰します。

密度(r) = 60 + (D − 60)·e^{−(r − R)/(0.8R + 2)}

ここでDはスライダーの密度、Rは都市の半径、rは距離（km）です。この減衰がなければ、直径1 kmの隕石は地球の全人口より多くの人を殺すことになってしまいます。

浸水。浸水した各セルは、セル面積 × 密度 × 水深に応じた死者の割合を加算します。距離はクリック地点ではなく地形グリッドの中心から測ります。海面上昇では割合は1で、「住む場所を失う人」として報告します。

リング。地震、噴火、衝突では、最外リングの内側の円盤を800本の細い環に分割し、それぞれに2πr × 幅 × 密度 × 陸地の割合（地形グリッドのうち標高0.6 mを超えるセルの割合）を割り当てます。並行して、最外半径が450 km以下なら、コードはOverpass APIに、地点を囲む正方形内にある人口タグ付きのcityとtownをすべて問い合わせます。ひとつでも見つかれば背景密度は60 /km²に下がり、各町の全人口がその中心点の距離に加算されます。まず概算が表示され、リストが届いた時点で精緻化されます。

合計は82億人が上限です。全員が自宅にいて、警報を受けておらず、避難していないものと仮定します。

限界：なぜ桁数の目安なのか

• 不完全な地形。低い海岸では、標高の誤差と一辺数十mのセルが、浸水がどこで止まるかを決めてしまいます。
• 平均化された人口。境界内は一様な密度、町は1つの点、国勢調査は年がばらばらです。
• 固定された死者の割合。実際の被害は警報、時間帯、建物、救助に左右されます。1994年のカリフォルニア州ノースリッジではマグニチュード6.7で57人が亡くなり、2010年のハイチではマグニチュード7.0で10万人以上が亡くなりました。
• 点としての空中爆発。実際の空中爆発は、斜めの軌跡に沿って数十kmにわたってエネルギーを放出します。モデルはそれを、クリック地点の真上の推定高度にある1点として扱います。

結果は、数百人と数十万人を区別するため、あるいは都市のどの部分が低地にあるかを見るために使ってください。正確な人数としてではなく。

データのライセンスと出典表示

• 境界、地名、人口：© OpenStreetMap contributors、Open Database License（ODbL）、NominatimとOverpass APIを通じて取得。
• 標高、衛星画像、ベースマップ、検索：© Mapbox、Mapbox利用規約に基づく。画像と地図データの提供元は地図上に表示。
• 火山：Smithsonian Institution, Global Volcanism Program, Volcanoes of the World。
• 最近の実行ページの地図：OpenFreeMapタイル（OpenMapTilesスキーマ）、データ © OpenStreetMap contributors。