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2025 Vol.18, Issue 4 Preview Page

Original Article

A Study on Predicting Coastal Wave Arrival along the South Korea Southern Coast under Nankai Earthquake Scenarios Using a Generative AI Platform

생성형 AI 플랫폼을 활용한 난카이 지진 시나리오에서 남해안의 도달 파도 예측 연구

Sungkwon Baek1*
,
Jaehyeung Jeoung2
백 성권1*
,
정 재형2
1Research Fellow, R&D Team, KATRI
2Research Fellow, Geo-Research Department, KICT
1KATRI시험연구원 연구개발팀 연구위원
2한국건설기술연구원 지반연구부 연구위원
*Corresponding Author
31 December 2025. pp. 11-21
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Abstract

This study investigates tsunami propagation and wave arrival characteristics along the southern coast of Korea and Jeju Island, generated by a potential large-scale Nankai Trough earthquake (Mw 9.1), using a generative artificial intelligence (AI) platform. The AI framework, based on the linear shallow-water approximation and travel-time integration method, performed automated multi-scenario calculations, uncertainty quantification, and rapid prediction for 11 distributed fault scenarios. Three analytical approaches—Case 1 (single Okada model), Case 2 (multi-scenario ensemble), and Case 3 (Tohoku observation-based correction)—were compared. The results show tsunami arrival times of approximately 4–7 hours and maximum wave heights mostly below 1.0 m at major southern coastal ports. The corrected Case 3 results demonstrated strong agreement with existing observational and numerical model data. This study suggests that AI-based approximate modeling can serve as a practical tool for preliminary assessments and early-warning support.

Keywords
Nankai Trough
Tsunami arrival time
Maximum wave height
Southern coast of Korea
Generative AI platform

본 연구는 일본 난카이 해곡에서 발생 가능한 대규모 지진(Mw 9.1)을 대상으로, 생성형 인공지능(AI) 플랫폼을 활용하여 남해안 및 제주 연안에 도달하는 쓰나미의 전파 특성과 도달 파고를 예측하였다. AI 플랫폼은 선형 천수파 근사와 도달시간 적분법을 기반으로 하여, 11개 분포형 단층 시나리오의 자동 계산, 불확실성 정량화, 신속 예측을 수행하였다. 해석은 Case 1(단일 Okada 해석), Case 2(다중 시나리오 앙상블), Case 3(도호쿠 실측 보정)의 세 가지 접근법으로 비교되었다. 결과적으로 남해안 주요 항만의 쓰나미 도달시간은 약 4–7시간, 최대 파고는 대부분 1.0 m 이하로 나타났다. Case 3 보정 결과는 기존 관측자료 및 수치모델 결과와 높은 일치성을 보였다. 본 연구는 생성형 AI 기반 근사 해석이 실무적 사전 검토 및 조기경보 지원 도구로 활용될 수 있음을 제시하였다.

키워드
난카이 해곡
쓰나미 도달시간
최대 파고
남해안
생성형 AI 플랫폼
References
1

Bae, Jae Seok, Young Joon Cho, Seok Jae Kwon, and Sung Bum Yoon. (2012). Numerical Analyses of 2011 East Japan Tsunami Propagation towards Korean Peninsula. Journal of Korean Society of Coastal and Ocean Engineers. 24(1): 66-76.

10.9765/KSCOE.2012.24.1.066
2

Ha, T., J.-S. Yoon, J. B. Kyung, S.-H. Yoon, D.-W. Lee, and K.-H. Kim. (2022). Occurrence of Local Tsunamis Along the Eastern Coast of the Korean Peninsula Based on Numerical Modeling of Historical Earthquakes. Frontiers in Earth Science. 10: 836168.

10.3389/feart.2022.836168
3

Kim, Hyun-Seung, Hyeon-Seong Kim, and Young-Seung Kang. (2008). The Simulation of Tsunami Against the South Coast of the Korean Peninsula. Journal of Ocean Engineering and Technology. 22(5): 31-38.

4

Kim, S., T. Saito, E. Fukuyama, and T. S. Kang. (2016). The Nankai Trough Earthquake Tsunamis in Korea: Numerical Studies of the 1707 Hoei Earthquake and Physics-Based Scenarios. Earth, Planets and Space. 68: 64.

10.1186/s40623-016-0438-9
5

Korea Hydrographic and Oceanographic Agency. (2013). Numerical Simulation and Hazard Assessment of Tsunami around the Korean Peninsula. Seoul: KHOA.

6

Korea Meteorological Administration and National Emergency Management Agency. (2019). Technical Report on Tsunami Response System. Seoul: KMA and NEMA.

7

Okada, Y. (1985). Surface Deformation due to Shear and Tensile Faults in a Half-Space. Bulletin of the Seismological Society of America. 75(4): 1135-1154.

10.1785/BSSA0750041135
8

Okada, Y. (1992). Internal Deformation due to Shear and Tensile Faults in a Half-Space. Bulletin of the Seismological Society of America. 82(2): 1018-1040.

10.1785/BSSA0820021018
9

Tanioka, Y. and K. Satake. (1996). Tsunami Generation by Horizontal Displacement of Ocean Bottom. Geophysical Research Letters. 23(8): 861-864.

10.1029/96GL00736
10

Warren, S. (2011). May 26, 1983 Tsunami in the Sea of Japan. University at Buffalo Class Report.

Korean References Translated from the English

1

국립해양조사원 (2013). 한반도 주변 쓰나미 전파 및 위험성 평가를 위해 수행한 수치해석 보고서. 서울: 국립해양조사원.

2

김현승, 김현성, 강영승 (2008). 한반도 남해안에 대한 지진해일 수치실험. 한국해양공학회지. 22(5): 31-38.

3

배재석, 조영준, 권석재, 윤성범 (2012). 2011년 동일본 지진해일의 한반도 전파 수치해석. 한국해안·해양공학회논문집. 24(1): 66-76.

10.9765/KSCOE.2012.24.1.066
4

이준환, 박은희, 박순천, 이덕기, 이종호 (2016). 지형효과를 이용한 한반도에서 관측된 2011년 동일본 지진해일 선행파 수치모의. 한국해안·해양공학회 논문집. 28(5): 265-276.

10.9765/KSCOE.2016.28.5.265
Information
  • Publisher :Korean Society of Disaster and Security
  • Publisher(Ko) :한국방재안전학회
  • Journal Title :Journal of Korean Society of Disaster and Security
  • Journal Title(Ko) :한국방재안전학회 논문집
  • Volume : 18
  • No :4
  • Pages :11-21
  • Received Date : 2025-10-15
  • Revised Date : 2025-11-11
  • Accepted Date : 2025-12-09
  • DOI :https://doi.org/10.21729/ksds.2025.18.4.11
Journal Informaiton Journal of Korean Society of Disaster and Security Journal of Korean Society of Disaster and Security
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