JP2017133878A - 地震予測方法および地震予測システム - Google Patents
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Abstract
Description
なお、本発明は、特許請求の範囲の記載自体から理解されるものであり、下記の説明により、不当に解釈してはならない。
地中に設けられた受信装置で受信された第1周波数の電波に地震の前兆現象の影響があるか否かを判定する第1判定を行う第1判定段階と、
地上に設けられた受信装置で受信された第2周波数の電波に地震の前兆現象の影響があるか否かを判定する第2判定を行う第2判定段階と、
前記第1周波数の電波と前記第2周波数の電波とに基づいて地震を予測するための所定領域を設定する所定領域設定段階と、
前記第1判定および前記第2判定の両方で影響があると判定された場合、前記所定領域で地震が起こると予測する予測段階と、を有することを特徴とする。
上記構成によれば、地中で受信された第1周波数の電波、および地上で受信された第2周波数の電波の2種類の電波に基づいて地震が予測されるので、一種類の電波による地震の予測よりもより正確に地震を予測可能となる。
前記第1判定では、地震が起こる日の第1数の日前から地震の前兆現象の影響を判定可能であり、
前記第2判定では、前記第1数よりも短い第2数の日前から地震の前兆現象の影響を判定可能であり、
前記予測段階では、前記第1判定において影響があると判定された後に前記第2判定において影響があると判定された場合、前記所定領域で地震が起こる確率が相対的に高いと予測することを特徴とする。
上記構成によれば、地震の前兆現象の影響が判定可能な時間的特性が電波の種類に応じて加味されるので、より正確に地震を予測できるようになる。
前記第1判定で影響があると判定されたが、前記第2判定で影響があるか否かが判定されなかった場合、前記所定領域で地震が起こる確率が、前記第1判定および前記第2判定の両方で影響があると判定される場合よりも低いと予測することを特徴とする。
上記構成によれば、第1判定で地震の前兆現象の影響があると判定された場合、例えば第2の周波数の電波が停波していて受信されないなどの理由により、第2判定で地震の前兆現象の影響の有無が判定されなかったとしても、地震を予測可能となるので、予測の信頼性を高めることができる。
前記第1周波数の電波は、ULFであり、
前記第2周波数の電波は、VLF/LFであり、
前記第1判定において、前記ULFの解析により所定のULF放射が検出された場合、地震の前兆現象の影響があると判定し、
前記第2判定において、前記VLF/LFの解析により電離層の擾乱が検出された場合、地震の前兆現象の影響があると判定することを特徴とする。
上記構成によれば、一の地震での異なる前兆現象が複合的に観測されて判定されるので、予測の信頼性を高めることができる。
地中に設けられた受信装置で受信された第1周波数の電波に地震の前兆現象の影響があるか否かを判定する第1判定を行う第1判定手段と、
地上に設けられた受信装置で受信された第2周波数の電波に地震の前兆現象の影響があるか否かを判定する第2判定を行う第2判定手段と、
前記第1周波数の電波と前記第2周波数の電波とに基づいて地震を予測するための所定領域を設定する所定領域設定手段と、
前記第1判定および前記第2判定の両方で影響があると判定された場合、前記所定領域で地震が起こると予測する予測手段と、を有することを特徴とする。
上記構成によれば、地中で受信された第1周波数の電波、および地上で受信された第2周波数の電波の2種類の電波に基づいて地震が予測されるので、一種類の電波による地震の予測よりもより正確に地震を予測可能となる。
<<地震予測システム(地震予測方法)の概要>>
図1〜図3を用いて地震予測システム(地震予測方法)の概要について説明する。
図1は、本実施形態に係る地震予測システム100の一例を示す図である。地震予測システム100は、地震の前兆現象に係る複数種類の観測データを収集して解析することで、地震の予測の精度を高めることが可能なシステムである。
なお、第3データベース123には、地震、気象、地質、月齢、潮汐に関する情報が含まれている。
図2は、地震予測システム100で用いられる観測データの観測手法を模式的に示した図である。図2を用いて観測方法(観測データ)について説明する。観測データは、各地に設けられた観測点において観測されたデータである。
第1の前兆現象として、地震が発生する際、震源域201(震源付近)では微細破壊(マイクロクラック)が起こり、無数のクラックに電気が発生することが報告されている。換言するならば、第1の前兆現象では、小さなアンテナ(送信局)が多数発生し、その際、様々な周波数の電波が放出され、そのうちの極超低周波(例えば、周波数10Hz以下)が地表近くで受信可能となる。なお、高周波の電波は、地下での伝搬損失を受けるので、地表近くでは計測できない。
受信局212(第1の観測点)では、第1の前兆現象に係る観測が行われる。より具体的には、受信局212では、地震に伴って放射される極超低周波の第1の電波213(ULF(Ultra Low Frequency)電波)が受信される。
例えば、アメリカ・ロマプリータ地震(1989年10月8日、M7.1、d=15km)の際、地震の12〜5日前に磁場の水平成分の強度が著しく上昇し、沈静化した後、1日前から強度が再び上昇し、約4時間前から強度の急激な上昇が観測されている。
つまり、第1の電波213についての特有のパターンを捉えることで、受信局212の近傍での地震を予測可能となる。
なお、詳細は後述するが、地震予測システム100では、第1の電波213の観測データに基づいて、受信局212の近傍での地震を予測することが可能である。
第2の前兆現象として、地震が発生する際、マイクロクラックによる電荷変動が生じ、電荷変動が電離層に到達することによって電離層の電子密度(プラズマ密度)に変化が生じ、電離層に擾乱202が生じることが報告されている。また、これまでに、電離層の擾乱202の程度に応じて、地震のマグニチュードの大小が定まることが知られている。
受信局222(第2の観測点)では、第2の前兆現象に係る観測が行われる。より具体的には、受信局222では、電波時計に用いられる標準電波および航行ナビゲーションに用いられるナビゲーション用電波が受信される。特段の区別を要しない場合、標準電波およびナビゲーション用電波を第2の電波223(VLF(Very Low Frequency)/LF(Low Frequency)電波)と称する。また、VLF/LF電波は、特段の区別を要しない場合、VLF電波と称する。第2の電波223は、電離層に当ると、その殆どが電離層の最下面で反射し、地上と電離層との間を反射することで非常に遠くまで伝播する特徴を有する。
また、例えば、低い部分で反射するほどエネルギーの損失が大きくなり、第2の電波223の受信強度が通常時よりも小さくなることが挙げられる。
また、例えば、地震の数日前より位相最小を示す日の出時間が早くなり、位相最小を示す日の入り時間が遅くなることが挙げられる。
また、例えば、夜間の平均振幅変化からのずれを夜間にわたって積分した量(夜間の揺らぎ量)が上昇することが挙げられる。
つまり、第2の電波223の伝播異常を捉えることで、第2の電波223の送信局221と受信局222とを結ぶ所定の幅(例えば約200km)の帯状(パス)内の地震を予測可能となる。
受信局232(第3の観測点)では、第2の前兆現象に係る観測が行われる。より具体的には、受信局232では、航空無線標識に用いられる第3の電波233(VHF(Very High Frequency)電波)が受信され得る。通常、第3の電波233は、電離層で反射されることがなく、電離層を突き抜けるが、地震の前兆現象により電離層に擾乱202または大気圏に擾乱(図示せず)が発生すると、擾乱により一部の電波が反射され、通常では電波が届かない遠方(見通し外)でも受信される。
なお、第3の電波233は、FMラジオ等とは異なり、混信も停波もないことから、第3の電波233によれば、質の高い観測が可能になる。
なお、第3の電波233は、VHF電波に限られるものではなく、浜松送信局(周波数998MHz)などから送信されるUHF(Ultra High Frequency)電波を採用してもよい。
受信局242(第4の観測点)では、第2の前兆現象に係る観測が行われる。より具体的には、受信局242では、送信局241(GPS衛星)から放射される2種類の周波数(L1:1575.42MHz、L2:1227.60MHz)の第4の電波243が受信される。
電波の速度は、一般に光速であるが、電離層を通過するときには周波数によって速度が異なってくる。送信局241からは、異なる周波数の第4の電波243が放射され、これらが電離層を通過するのに要する時間(遅延差)から電離層の電子数(電子密度)が算出可能であるので、受信局242では、第4の電波243を受信することで電離層中の電子密度を観測している。
図3は、上述した第1の電波213〜第4の電波243の各観測手法の主な特徴を示す図である。なお、図3に示す数値は一例である。
なお、同じ観測手法の検出範囲を重ね合わせることで、地震の発生場所をより正確に把握可能となる場合もある。
図4は、地震予測システム100を含む地震観測システム300のシステム構成の一例を示す図である。
地震観測システム300は、解析サーバ101、バックアップサーバ102、複数の受信局212、複数の受信局222、複数の受信局232および受信局242を有する。
なお、受信局212〜232の各々は、複数に限られるものではなく、1つであってもよい。受信局242は、1つに限られるものではなく、複数であってもよい。バックアップサーバ102は、1つに限られるものではなく、複数であってもよい。
解析サーバ101は、地震予測システム100の一例であり、クラウド301を介して、一または複数の受信局212〜242およびバックアップサーバ102と通信可能に接続される。
バックアップサーバ102は、観測データ、解析サーバ101による解析結果などのデータのバックアップを行う。なお、バックアップサーバ102は、情報処理装置の一例であり、バックアップサーバ102のハードウェア構成については、解析サーバ101と同様であるので、その説明は省略する。
受信局212は、検出器2121、制御器2122およびコンピュータ2123を有する。受信局212では、地球磁場の3成分(互いに直行する3方向であり、例えば、東西方向、南北方向および鉛直方向)が連続測定され、観測データとして所定の記憶領域に記憶される。
なお、制御器2122は、電波時計に用いられる標準電波を受信可能なアンテナ、時刻を特定するGPS信号を受信可能なGPSアンテナ等、時刻を特定可能なデバイスを有する。
コンピュータ2123は、受信データを送信する旨の指令を制御器2122に送信する。制御器2122は、指令に応じて受信データをコンピュータ2123に送信する。コンピュータ2123は、制御器2122から送信された受信データを受信し、自己の所定の記憶領域に記憶し、クラウド301上の所定の記憶領域にアップロードする。
このようにして、解析サーバ101は、各地に設置されている受信局212から受信データを収集(取得)することができる。
なお、コンピュータ2123は、ネットワーク(クラウド301)を介して解析サーバ101と通信可能に接続される構成であってもよい。この場合、例えば、解析サーバ101は、受信データを送信する送信指令をコンピュータ2123に送信する。コンピュータ2123は、送信指令を受信すると、HDDなどに記憶されている受信データを解析サーバ101に送信する。
受信局222は、アンテナ2221、受信機2222およびコンピュータ2223を有する。受信局222では、予め設定された所定の周波数の電波が測定され、観測データとして所定の記憶領域に記憶される。
アンテナ2221は、広帯域にて電波を受信し、第2の電波223を受信可能に構成されている。なお、複数の送信局221から送信される各電波を受信するにあたり、アンテナ2221は、周波数ごとに設けられていてもよい。
なお、受信機2222は、電波時計に用いられる標準電波を受信可能なアンテナ、時刻を特定するGPS信号を受信可能なGPSアンテナ等、時刻を特定可能なデバイスを有する。
コンピュータ2223は、受信データを送信する旨の指令を受信機2222に送信する。受信機2222は、指令に応じて受信データをコンピュータ2223に送信する。コンピュータ2223は、受信機2222から送信された受信データ(時刻、位相、振幅など)を受信し、自己の所定の記憶領域に記憶し、クラウド301上の所定の記憶領域にアップロードする。
このようにして、解析サーバ101は、各地に設置されている受信局222から受信データを収集(取得)することができる。
なお、コンピュータ2223は、ネットワーク(クラウド301)を介して解析サーバ101と通信可能に接続される構成であってもよい。この場合、例えば、解析サーバ101は、受信データを送信する送信指令をコンピュータ2223に送信する。コンピュータ2223は、送信指令を受信すると、HDDなどに記憶されている受信データを解析サーバ101に送信する。
受信局232は、アンテナ2321、受信機2322およびコンピュータ2323を有する。受信局232では、予め設定された所定の周波数の電波が測定され、観測データとして所定の記憶領域に記憶される。
アンテナ2321は、広帯域にて電波を受信し、第3の電波233を受信可能に構成されている。なお、複数の送信局231から送信される各電波を受信するにあたり、アンテナ2321は、周波数ごとに設けられていてもよい。
なお、受信機2322は、電波時計に用いられる標準電波を受信可能なアンテナ、時刻を特定するGPS信号を受信可能なGPSアンテナ等、時刻を特定可能なデバイスを有する。
コンピュータ2323は、受信データを送信する旨の指令を受信機2322に送信する。受信機2322は、指令に応じて受信データをコンピュータ2323に送信する。コンピュータ2323は、受信機2322から送信された受信データ(時刻、位相、振幅など)を受信し、自己の所定の記憶領域に記憶し、クラウド301上の所定の記憶領域にアップロードする。
このようにして、解析サーバ101は、各地に設置されている受信局232から受信データを収集(取得)することができる。
なお、コンピュータ2323は、ネットワーク(クラウド301)を介して解析サーバ101と通信可能に接続される構成であってもよい。この場合、例えば、解析サーバ101は、受信データを送信する送信指令をコンピュータ2323に送信する。コンピュータ2323は、送信指令を受信すると、HDDなどに記憶されている受信データを解析サーバ101に送信する。
受信局242は、アンテナ2421、受信機2422およびコンピュータ2423を有する。受信局242では、予め設定された所定の周波数の電波が測定され、観測データとして所定の記憶領域に記憶される。
アンテナ2421は、第4の電波243を受信可能に構成されている。
なお、受信機2422は、電波時計に用いられる標準電波を受信可能なアンテナ、時刻を特定するGPS信号を受信可能なGPSアンテナ等、時刻を特定可能なデバイスを有する。
コンピュータ2423は、受信データを送信する旨の指令を受信機2422に送信する。受信機2422は、指令に応じて受信データをコンピュータ2423に送信する。コンピュータ2423は、受信機2422から送信された受信データ(時刻、位相、振幅など)を受信し、自己の所定の記憶領域に記憶し、クラウド301上の所定の記憶領域にアップロードする。
このようにして、解析サーバ101は、各地に設置されている受信局242から受信データを収集(取得)することができる。
なお、コンピュータ2423は、ネットワーク(クラウド301)を介して解析サーバ101と通信可能に接続される構成であってもよい。この場合、例えば、解析サーバ101は、受信データを送信する送信指令をコンピュータ2423に送信する。コンピュータ2423は、送信指令を受信すると、HDDなどに記憶されている受信データを解析サーバ101に送信する。
図5は、解析サーバ101のハードウェア構成の一例を示す図である。
解析サーバ101は、CPU1010(Central Processing Unit)、ROM1011(Read Only Memory)、RAM1012(Random Access Memory)、外部記憶装置1013、グラフィックボード1014、入力制御装置1015およびネットワークI/F1016(interface)を有する。
<異常判定結果(異常判定データ)>
図6は、異常判定結果(異常判定データ)の一例(判定結果テーブル)を示す図である。異常判定結果は、予測情報作成処理113において異常度合いの判定が行われて生成されるデータであり、基本的には、一日一回、外部記憶装置1013(第3データベース123)に記憶される。
判定結果テーブルには、観測データ種別に対応して、DOY(Day-Of-Year)ごとに異常判定結果を示す情報が記憶されている。
図7は、地震予測カレンダー(地震予測データ)の一例(地震予測テーブル)を示す図である。地震予測カレンダーは、第3データベース123に記憶され、図8に示す前兆異常期間等に基づいて更新される。
地震予測テーブルには、観測データ種別に対応して、DOYごとに地震が発生すると予測したことを示す情報が記憶される。
図8は、前兆異常期間(異常期間データ)の一例(前兆異常期間設定用テーブル)を示す図である。前兆異常期間は、予め設定されるデータであり、外部記憶装置1013に記憶されている。なお、前兆異常期間は、適宜の見直しが行われる。
前兆異常期間設定用テーブルには、観測手法ごとに前兆異常期間の開始および終了を示す情報が規定されている。
図9は、予測震源ブロック(ブロックデータ)の一例(予測震源ブロック設定用テーブル)を示す図である。予測震源ブロックは、外部記憶装置1013に記憶されている。
<ULF電波受信局の設置例>
図10は、受信局212の設置の設置場所(ULF観測網)の一例を示す図である。
検出器2121は、地下(地中)約1mに埋設されるが、受信感度がよく、人工ノイズ(列車、車などによる振動)も検出するので、受信局212は、都市部ではなく、静かな環境に設置されている。
図11は、受信局222の設置の設置場所(VLF/LF観測網)の一例を示す図である。
地震予測システム100では、日本全国を網羅するように、すなわち観測エリア(パス)が重なるように受信局222が10箇所設けられている。
より具体的には、VLFの異常が検出され、更にULFの異常が検出された場合、VLFの異常により予測された地震の規模に応じてULFの観測エリアを特定し、震源を絞り込む。
例えば、VLFの観測エリア内にULFの受信局が設置されている場合、またはVLFの観測エリア付近にULFの受信局が設置されている場合に、VLFの異常が検出され、予測する地震のマグニチュードが「6」であり、かつ、ULFの異常が検出されたとき、ULFの受信局から半径60km内で地震が発生すると予測することが可能となる。
この組合せの場合、ULFの受信局を設置する際、どの程度の規模の地震を予測するかに応じて受信局を設置することが好ましい。例えば、「M7」クラスの地震を予測する場合、VORの観測エリアから100km以内にULFの受信局を設置し、「M6」クラスの地震を予測する場合、VORの観測エリアから60km以内にULFの受信局を設置する。付言するならば、ULFの受信局を設置する場合、ULFの磁場変動データの解析結果から示される地震の震央距離とマグニチュードとの関係を考慮して配置することが好ましい。
より具体的には、VORの異常が検出され、更にULFの異常が検出された場合、ULFの受信局の設置位置に応じてULFの観測エリアを特定し、震源を絞り込む。
例えば、VORの観測エリアから60km以内にULFの受信局を設置し、VLFの異常が検出され、かつ、ULFの異常が検出されたとき、ULFの受信局から半径60km内で地震が発生すると予測することが可能となる。
この組合せの場合、GPS観測手法では、マグニチュードの正確な予測困難であり、観測エリアも広く、さらに、ULFの受信局1つでは観測エリアを特定することが困難であるので、ULFの受信局を2つ以上設置することが好ましい。
例えば、一のULFの異常が検出され、かつ、他のULFの異常が検出されたとき、一のULFの観測エリアと他のULFの観測エリアとが重なるエリアで地震が発生すると予測することが可能となる。
なお、このことは、検出範囲が広いGPS観測手法と検出範囲が狭いVLF観測手法(またはVOR観測手法)との組合せについても同様であり、VLF(またはVOR)の受信局を2つ以上設置することで、地震の発生場所をより正確に把握可能となる。
例えば、一のVLF(VOR)の異常が検出され、かつ、他のVLF(VOR)の異常が検出されたとき、一のVLF(VOR)の観測エリアと他のVLF(VOR)の観測エリアとが重なるエリアで地震が発生すると予測することが可能となる。
例えば、VLFの異常が検出され、かつ、VORの異常が検出されたとき、VLFの観測エリアとVORの観測エリアとが重なるエリアで地震が発生すると予測することが可能となる。
地震予測システムでは、解析サーバ101は、図12および図13のフローチャートに示す処理を実行する。
図12は、地震予測システムのメイン処理に係るフローチャートの一例を示す図である。メイン処理は、1日1回、所定の時間(例えば、9時)に実行される。
(1)解析サーバ101は、夜間(例えば、1時〜4時)に観測されたULF観測データを抽出する。なお、夜間の観測データを用いるのは、人工ノイズを極力避けるためであり、昼間に人工ノイズが少ない場合は、昼間の観測データを用いてもよい。
ここで、ULF観測データの一例を図14に示す。図14(A)は、ULF電波の強度(振幅)の南北成分の一例を示す。図14(B)は、ULF電波の強度(振幅)の東西成分の一例を示す。図14(C)は、ULF電波の強度(振幅)の垂直成分の一例を示す。
(1)解析サーバ101は、夜間(例えば、21時〜3時)に観測されたVLF観測データを抽出する。なお、夜間の観測データを用いるのは、主に、太陽の影響を避けるためである。
ここで、VLF観測データの一例を図16に示す。図16は、根室に設置された受信局222で観測された観測データの一例を示す。
(1)解析サーバ101は、VOR観測データを抽出する。
ここで、VOR観測データの一例を図18および図19に示す。図18は、通常時の観測データの一例を示す。図19は、異常時の観測データの一例を示す。
VORグラフの一例を図20および図21に示す。図20は、観測データと平均(m)と計算結果「平均(m)+標準偏差の3倍(3σ)」と観測データが「平均(m)+標準偏差の3倍(3σ)」を超える値との関係の一例を示す図である。図21は、「平均(m)+標準偏差の3倍(3σ)」を超えた累積時間(1日毎)の一例を示す図である。
(1)解析サーバ101は、L1、L2という異なる周波数の電波の到達時間差から電離層電子密度変動(TEC)を計算する。
なお、ファイルは、PDF(Portable Document Format)、HTML(HyperText Markup Language)など、任意の形式を採用可能である。
例えば、配信は、毎日行われてもよいし、毎週、水曜日と金曜日というように、指定した曜日に行われてもよい。また、例えば、地震レベルに応じて配信してもよい。地震レベルが「(異常なし)」、「注意」である場合は、指定した曜日に配信が行われ、「警戒」である場合は、臨時(例えば、地震予測の直後)に配信が行われてもよい。
図13は、地震予測処理に係るフローチャートの一例を示す図である。
解析サーバ101は、ステップS12で算出した「鉛直/南北」、「鉛直/東西」の値が3週間かけて徐々に上がり、通常時の2倍になって2日以上継続したか否かを判定する。このとき、継続したと判定した場合、地磁気活動指数と比較して地磁気の影響の有無を判定し、地磁気の影響がないと判定した場合、地震が発生すると予測し(異常を検出し)、継続していない、または地磁気の影響があると判定した場合、地震が発生しないと予測する。
解析サーバ101は、ステップS12で算出した夜間時間の合計が所定の値(「−2.5」、「−3」等)を超えたか否かを判定する。所定の値を超えたと判定した場合、地震が発生すると予測し、所定の値を超えていないと判定した場合、地震が発生しないと予測する。
解析サーバ101は、ステップS12で算出した「m+3σ」を超えた時間が所定の値(例えば、120分)を超えたか否かを判定する。所定の値を超えたと判定した場合、地震が発生すると予測し、所定の値を超えていないと判定した場合、地震が発生しないと予測する。
なお、所定の値については、過去の実績がフィードバックされる構成を採用してもよく、その場合、VOR観測データ種別ごとに所定の値を示すデータが外部記憶装置1013に記憶され、所定の値は、VOR観測データ種別ごとに異なり得る。
解析サーバ101は、ステップS12で算出した電離層電子密度変動について、閾値(例えば、前15日に対して+2σ)を超えた時間が所定時間(例えば、10時間)以上あったか否かを判定し、閾値を超えた時間が所定時間以上あったと判定した場合、地震が発生すると予測し、閾値を超えた時間が所定時間以上継続しなかったと判定した場合、地震が発生しないと予測する。
より具体的には、ブロック区分に対応付けられた観測データ種別の全てにおいて、地震が発生すると予測された場合(発生日予測情報が設定されている場合)、警戒レベルを設定する。
例えば、図9に示すブロック区分「B」について見ると、観測データ種別は、全部で、「ULF2」、「ULF3」、「ULF4」、「VLF3」、「VLF4」、「VLF5」、「VLF15」、「VOR6」、および「GPS」であり、全ての観測データ種別において発生日予測情報が設定されている場合、ブロック区分「B」に対して警戒レベルが設定される。
例えば、図9に示すブロック区分「B」について見ると、観測データ種別「ULF2」、「ULF3」、および「ULF4」においてのみ発生日予測情報が設定されている場合、ブロック区分「B」に対して異常なしが設定される。例えば、図9に示すブロック区分「B」について見ると、観測データ種別「ULF2」、「ULF3」、「ULF4」、「VLF5」、および「VLF15」においてのみ発生日予測情報が設定されている場合、ブロック区分「B」に対して注意レベルが設定される。
このように、ブロック区分の中で、受信機の故障、停波などにより、何れかの観測エリアの一または複数の観測データ種別で地震が予測されなかった場合でも、ブロック区分における地震レベルを予測することができるので、地震予測の信頼性を高めることができる。
この際、ブロック区分の中で、被害の大きいと予測される人口の多い地域を特定の観測エリアとして選定することで、より効率的に地震への警戒(準備)を促すことが可能となる。
上述の構成によれば、地震可能なエリアへの観測データ種別の割当てをより詳細に行うことができるようになるので、震源地の特定をより正確に行うことが可能になる。
図22は、配信情報の一例(地震ハザードマップ:地震警戒度マップ)を示す図である。
地震ハザードマップには、地図画像500、ブロック区分に対応するブロック画像501,502,503,504、地震予測詳細505が含まれる。
ブロック画像501,502,503,504は、地震レベルも示している。ブロック画像501は、地震レベルが警戒レベルを示す画像であり、赤色で表示される。ブロック画像502,503,504は、地震レベルが注意レベルを示す画像であり、緑色で表示される。
例えば、地震検知可能なエリア(観測データ種別)の組合せに対応して設けられてもよい。図9のブロック区分「B」を例に挙げてみると、観測データ種別「ULF2」および「ULF3」で異常が検出された場合、ブロック画像B1が特定され、観測データ種別「ULF2」、「ULF3」、「VLF3」、および「VLF15」で異常が検出された場合、ブロック画像B1よりも広い範囲を示すブロック画像B2が特定される。このように、時系列で異常が検知されたデータ種別が増えたことに対応して、ブロック画像も広い範囲のブロック画像が用いられる。
上述の構成によれば、所定のマグニチュード以上の地震を予測の対象とすることで、毎日起きている「M4」以下の小規模レベルの地震を排除することができ、地震予測の重要度を上げることが可能となる。
最も優先順位が高い観測手法は、マグニチュードの予測に過去の実績データが反映されるVLFに係る観測であり、次に優先順位が高い観測手法は、マグニチュードの予測が段階的なULFに係る観測であり(受信局212の設置の関係上、段階的になる。)、最も優先順位が低い観測手法は、マグニチュードの特定が一定となるGPSに係る観測手法である。なお、VORに係る観測では、マグニチュードを特定することが困難であるので、優先順位を設けていない(マグニチュードを決定する観測手法の対象から除外している。)。
例えば、ULFに係る観測によれば「M7.0」が予測され、VLFに係る観測によれば「M6.5」が予測され、GPSに係る観測手法によれば「M6.0」以上が予測された場合、地震のマグニチュードは、「M6.5」と予測する。
上述の構成によれば、より的確にマグニチュードを予測可能となる。
上述の構成によれば、最悪のケースを想定した予測が可能になる。
第2実施形態について図面を参照して説明する。第2実施形態では、第1実施形態に示す構成要素と同一又は類似の構成要素については、適宜、同一符号を用いてその説明を省略する。
図23は、予測震源ブロック(ブロックデータ)の一例(予測震源ブロック設定用テーブル)を示す図である。予測震源ブロック設定用テーブルは、外部記憶装置1013に記憶されている。
例えば、観測データ種別「ULF1」において地震が発生すると予測された場合、予測震源ブロック設定用テーブルに基づいて、観測データ種別「ULF1」が含まれるブロックNo.138が特定され、ブロック画像B138が特定される。すなわち、ブロックNo.138のエリア内を震源とする地震が発生すると予測し、地震発生地域としてブロックNo.138のエリアを絞り込む。
地震レベルおよび地震予測確度の設定は、図13に示すステップS109において行われる。
例えば、第1日に、観測データ種別「ULF1」において第1日以降に地震が発生すると予測され、第1日の日後の第2日に、観測データ種別「ULF1」において第2日以降に地震が発生すると予測され、かつ観測データ種別「VLF2」および「VLF3」において第2日の翌日以降(第3日以降)に地震が発生すると予測された場合を例に挙げて説明する。
付言するならば、ULFに係る観測では、数週間も前から前兆現象を検知可能であり、緊急性が乏しく、地震レベルとして「(異常なし)」とすることが許容される。ただし、地震レベルとして注意レベルを設定してもよい。
このように、一のエリア(ブロック)で、地震の前兆現象を検知する時期が相対的に早い第1観測データ種別をもとに第1の地震予測を行い、地震の前兆現象を検知する時期が第1観測データ種別よりも遅い第2観測データ種別をもとに第2の地震予測を行い、地震の前兆現象を検知する時期が第2観測データ種別よりも遅い第3観測データ種別をもとに第3の地震予測を行うことで、地震予測の確度をさらに高めることが可能となる。
この観測手法では、地震予測システム100では、まず、電離層のF層を通過することができる所定の周波数の電波を地上で受信できるようにアンテナを設置しておく。この所定の周波数の電波を地上で受信できているときには、惑星からの電波は電離層のF層を通過しているので、電離層のF層に擾乱が生じていないと判断することができる。一方、この所定の周波数の電波を地上で受信できなくなったときには、惑星からの電波は電離層のF層によって反射されて、電離層のF層に擾乱が生じていると判断することができる。
つまり、臨界周波数を求めてF層の擾乱の発生を判断して地震発生を予測する。より具体的には、複数の周波数について、惑星から電波を受信できるか否かを判断して臨界周波数を求める。求めた臨界周波数が低い場合には、電離層のF層に擾乱が生じておらず、地震は起こらないと判断する。一方、臨界周波数が高い場合には、電離層のF層に擾乱が生じており地震が起こると判断する。
上述した構成によれば、様々な角度から地震の前兆現象を捉えることで、高確率な地震予測を実現できる。
地中に設けられた受信装置(例えば、検出器2121)で受信された第1周波数の電波(例えば、ULF)に地震の前兆現象の影響があるか否かを判定する第1判定を行う第1判定段階(例えば、ステップS102)と、
地上に設けられた受信装置(例えば、アンテナ2221,2321,2421)で受信された第2周波数の電波(例えば、VLF/LF、VOR、GPS、銀河電波)に地震の前兆現象の影響があるか否かを判定する第2判定を行う第2判定段階(例えば、ステップS102)と、
前記第1周波数の電波と前記第2周波数の電波とに基づいて地震を予測するための所定領域(例えば、日本全土が予め複数のブロックに分割された各ブロック)を設定する所定領域設定段階(例えば、ステップS107)と、
前記第1判定および前記第2判定の両方で影響があると判定された場合、前記所定領域で地震が起こると予測する予測段階(例えば、ステップS109、ステップS110)と、を有することを特徴とする。
上記構成によれば、地中で受信された第1周波数の電波、および地上で受信された第2周波数の電波の2種類の電波に基づいて地震が予測されるので、一種類の電波による地震の予測よりもより正確に地震を予測可能となる。
前記第1判定では、地震が起こる日の第1数の日前から地震の前兆現象の影響を判定可能であり(例えば、図3)、
前記第2判定では、前記第1数よりも短い第2数の日前から地震の前兆現象の影響を判定可能であり(例えば、図3)、
前記予測段階では、前記第1判定において影響があると判定された後に前記第2判定において影響があると判定された場合、前記所定領域で地震が起こる確率が相対的に高いと予測する(例えば、地震予測確度を設定する)ことを特徴とする。
上記構成によれば、地震の前兆現象の影響が判定可能な時間的特性が電波の種類に応じて加味されるので、より正確に地震を予測できるようになる。
前記第1判定で影響があると判定されたが、前記第2判定で影響があるか否かが判定されなかった場合、前記所定領域で地震が起こる確率が、前記第1判定および前記第2判定の両方で影響があると判定される場合よりも低いと予測する(例えば、地震予測確度を設定する)ことを特徴とする。
上記構成によれば、第1判定で地震の前兆現象の影響があると判定された場合、例えば第2の周波数の電波が停波していて受信されないなどの理由により、第2判定で地震の前兆現象の影響の有無が判定されなかったとしても、地震を予測可能となるので、予測の信頼性を高めることができる。
前記第1の周波数の電波は、ULFであり、
前記第2の周波数の電波は、VLF/LFであり、
前記第1判定において、前記ULFの解析により所定のULF放射が検出された場合、地震の前兆現象の影響があると判定し、
前記第2判定において、前記VLF/LFの解析により電離層の擾乱が検出された場合、地震の前兆現象の影響があると判定することを特徴とする。
上記構成によれば、一の地震での異なる前兆現象が複合的に観測されて判定されるので、予測の信頼性を高めることができる。
前記第2の周波数の電波は、VHF/UHFであり、
前記第2判定において、前記VHF/UHFの解析により電離層の擾乱が検出された場合、地震の前兆現象の影響があると判定することを特徴とする。
前記第2の周波数の電波は、GPSであり、
前記第2判定において、前記GPSの解析により電離層の擾乱が検出された場合、地震の前兆現象の影響があると判定することを特徴とする。
前記第2の周波数の電波は、銀河電波であり、
前記第2判定において、前記銀河電波の解析により電離層の擾乱が検出された場合、地震の前兆現象の影響があると判定することを特徴とする。
地中に設けられた受信装置(例えば、検出器2121)で受信された第1周波数の電波(例えば、ULF)に地震の前兆現象の影響があるか否かを判定する第1判定を行う第1判定手段(例えば、データ処理部110、情報処理装置、解析サーバ101、ステップS102)と、
地上に設けられた受信装置(例えば、アンテナ2221,2321,2421)で受信された第2周波数の電波(例えば、VLF/LF、VOR、GPS、銀河電波)に地震の前兆現象の影響があるか否かを判定する第2判定を行う第2判定手段(例えば、データ処理部110、情報処理装置、解析サーバ101、ステップS102)と、
前記第1周波数の電波と前記第2周波数の電波とに基づいて地震を予測するための所定領域(例えば、日本全土が予め複数のブロックに分割された各ブロック)を設定する所定領域設定手段(例えば、データ処理部110、情報処理装置、解析サーバ101、ステップS107)と、
前記第1判定および前記第2判定の両方で影響があると判定された場合、前記所定領域で地震が起こると予測する予測手段(例えば、データ処理部110、情報処理装置、解析サーバ101、ステップS109、ステップS110)と、を有することを特徴とする。
上記構成によれば、地中で受信された第1周波数の電波、および地上で受信された第2周波数の電波の2種類の電波に基づいて地震が予測されるので、一種類の電波による地震の予測よりもより正確に地震を予測可能となる。
地中に設けられた受信装置(例えば、検出器2121)で受信された第1周波数の電波(例えば、ULF)に地震の前兆現象の影響があるか否かを判定する第1判定を行う第1判定手段(例えば、データ処理部110、情報処理装置、解析サーバ101、ステップS102)と、
地上に設けられた受信装置(例えば、アンテナ2221,2321,2421)で受信された第2周波数の電波(例えば、VLF/LF、VOR、GPS、銀河電波)に地震の前兆現象の影響があるか否かを判定する第2判定を行う第2判定手段(例えば、データ処理部110、情報処理装置、解析サーバ101、ステップS102)と、
前記第1周波数の電波と前記第2周波数の電波とに基づいて地震を予測するための所定領域(例えば、日本全土が予め複数のブロックに分割された各ブロック)を設定する所定領域設定手段(例えば、データ処理部110、情報処理装置、解析サーバ101、ステップS107)と、
前記第1判定および前記第2判定の両方で影響があると判定された場合、前記所定領域で地震が起こると予測する予測手段(例えば、データ処理部110、情報処理装置、解析サーバ101、ステップS109、ステップS110)と、を有することを特徴とする。
110 データ処理部
120 データ記憶部
131 観測データ
132 統計基礎データ
Claims (5)
- 地中に設けられた受信装置で受信された第1周波数の電波に地震の前兆現象の影響があるか否かを判定する第1判定を行う第1判定段階と、
地上に設けられた受信装置で受信された第2周波数の電波に地震の前兆現象の影響があるか否かを判定する第2判定を行う第2判定段階と、
前記第1周波数の電波と前記第2周波数の電波とに基づいて地震を予測するための所定領域を設定する所定領域設定段階と、
前記第1判定および前記第2判定の両方で影響があると判定された場合、前記所定領域で地震が起こると予測する予測段階と、を有することを特徴とする地震予測方法。 - 前記第1判定では、地震が起こる日の第1数の日前から地震の前兆現象の影響を判定可能であり、
前記第2判定では、前記第1数よりも短い第2数の日前から地震の前兆現象の影響を判定可能であり、
前記予測段階では、前記第1判定において影響があると判定された後に前記第2判定において影響があると判定された場合、前記所定領域で地震が起こる確率が相対的に高いと予測することを特徴とする請求項1に記載の地震予測方法。 - 前記第1判定で影響があると判定されたが、前記第2判定で影響があるか否かが判定されなかった場合、前記所定領域で地震が起こる確率が、前記第1判定および前記第2判定の両方で影響があると判定される場合よりも低いと予測することを特徴とする請求項1または2に記載の地震予測方法。
- 前記第1周波数の電波は、ULFであり、
前記第2周波数の電波は、VLF/LFであり、
前記第1判定において、前記ULFの解析により所定のULF放射が検出された場合、地震の前兆現象の影響があると判定し、
前記第2判定において、前記VLF/LFの解析により電離層の擾乱が検出された場合、地震の前兆現象の影響があると判定することを特徴とする請求項1乃至3の何れか1項に記載の地震予測方法。 - 地中に設けられた受信装置で受信された第1周波数の電波に地震の前兆現象の影響があるか否かを判定する第1判定を行う第1判定手段と、
地上に設けられた受信装置で受信された第2周波数の電波に地震の前兆現象の影響があるか否かを判定する第2判定を行う第2判定手段と、
前記第1周波数の電波と前記第2周波数の電波とに基づいて地震を予測するための所定領域を設定する所定領域設定手段と、
前記第1判定および前記第2判定の両方で影響があると判定された場合、前記所定領域で地震が起こると予測する予測手段と、を有することを特徴とする地震予測システム。
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