動機
僕たちは津波の仕組みに興味を
大きな被害を与えた津波はどのようにして
調べてみることにした。
津波とは 津波は普通の波とはちがう。津波
海面が隆起すると、その上の海水が
直後に重力によって一気に崩れ、波
津波の波長は、数十キロ～数百キロメートルにも
なるのが、普通の波（波長約 600 メートル
との違いである。また、普通の波は
で起こっているが、津波は海水全体
になって陸にながれこむ。
水深との関係
① 水深と波の伝播速度との
波の伝播速度を ｃ （ｍ/ｓ）
重力加速度を ｇ （9.8ｍ/s2）
水深を Ｄ （ｍ） とすると
c=�ｇＤ の式が与えられる
② 水深と波高の関係
水深 D0の深海域を進行する時、波高
た津波が、水深 Ds の浅海域まで来
波高 Hs は、およそ次の式の値となる
HHHHssss=H=H=H=H0000��������
これらの式から、水深が浅くなるにつれて
なることが分かる。
TSUNAMI
を持った。そのきっかけとなったのは東日本大震災
はどのようにして発生し、どのような性質が有るのか
津波を引き起こすのは地震による海底地形の
が持ち上げられて、水面も隆起する。隆起
波となって四方へ伝わる。これが津波である
キロメートルにも
メートル以下）
は海の表面のみ
海水全体が洪水のよう
との関係
えられる。
波高 H0であっ
来たときの
となる。
（グリーンの公式）
くなるにつれて波の伝播速度は小さくなり、、、、そのときの
東日本大震災である。
るのか、実験によって
の変化である。
隆起した海水は、
である。
そのときの波高は大きく
予備実験 � 物理室にあった長さ１００ｃｍ、
� 水槽に板をいれて水をため、その
結果 水深が浅くなるにつれ、波の速
そこで、波のふるまいをより詳しく
実験 � アクリル板と木の板を用いて長
った。なお、この水槽をつくるのに
� 速さを測定するために、多くの
をおこした。
ｃｍ、幅１５ｃｍ、高さ１６ｃｍの水槽を使用
その板を抜くことにより、波を起こした。
速さは遅くなり、波高は高くなることが確認
しく観察するためにもっと大きな水槽を作ることにした
長さ３５０ｃｍ、幅１６ｃｍ、高さ３６ｃｍ
をつくるのに三か月を要した。
くの回数の波を起こす必要があったので木の
使用した。
。
確認できた。
ることにした。
ｃｍの大きな水槽をつく
の板を手動で動かして波
① 水深と速さについて
考察 測定値と理論値とのあいだに大きな
はないだろうか。
海で起こる津波の場合は、水深が深
め、無視できない。
修正版 波の伝播速度を C (ｍ/Ｓ）、重力加速度
とすると次の式が与えられる。
Ｃ＝Ｃ＝Ｃ＝Ｃ＝�ｇ（ｇ（ｇ（ｇ（とくに、D≫H のとき
Ｃ＝Ｃ＝Ｃ＝Ｃ＝�ｇＤｇＤｇＤｇＤ
が成り立つ。
そのように修正すると、
測定値と理論値がほぼ一致した。
測定値（青）理論値（緑）
さについて
実際の測定値と c=�値を比較したところ、
が速くなることは確認
があった。
（縦軸） 速さ(ｍ/s)
理論値は緑、測定値は
きな誤差が生じた原因は波高の影響を考慮
深いため、波高を無視できるが、私たちの
重力加速度を g （9.8ｍ/�２)水深をＤ（ｍ）、
�
ｇＤｇＤｇＤｇＤ
�ｇＤから得られる理論
、水深が深くなると速さ
確認できたが、大きな誤差
（横軸） 水深（ｍ）
は黒
考慮してなかったからで
たちの実験では水深が浅いた
Ｄ（ｍ）、波高を H（ｍ）
② 水深と波高について 水深と波高の関係については
測定値と理論値の間に大きな誤差は
なかったので式通りの関係が成り立つ
ことが確認できた。
様々な水深で測定した結果が右の表
である。
この実験では他にも浅い海域に入ることで波が崩れておこる巻き波や、津波が沖に引いていく
ときに海底が現れるような現象も見られた。
感想 今回の実験を通して、津波のことについてよく分かりました。水槽を制作するのに三か月かかり、
一時はどうなるかと思いましたが、実験がうまくいきよかったです。
水深を変えることによって波高や波の速さが変わることが驚きました。実験を行う中で、引き波
や巻き波など他の現象も見られました。これらの現象が東日本大震災で実際に起こったと思うとと
ても恐ろしく感じます。課題研究の時間では、津波と地形の関係について調べることができません
でしたが、機会があれば調べてみたいと思います。
この課題研究を通して、津波の仕組みだけでなく実験の進め方やレポート、Power point 発表の
方法など様々なことを学ぶことができました。この実験をすることができて本当に良かったと思い
ます。
水深と波高の関係はじめ水深Ｄ0（ｃｍ）
おわり水深Ｄｓ（ｃｍ）
はじめ波高Ｈ0（ｃｍ）
波高の理論値Ｈｓ’（ｃｍ）
実際の波高Ｈｓ（ｃｍ）
8 2.2 2 2.76 2.29 3.2 1.7 2.20 2.310 4.2 2 2.48 2.311 5.2 2 2.41 2.512 6.2 2 2.36 2.513 7.2 2.5 2.90 2.8
