JP4182259B1

JP4182259B1 - 地震動の初期微動を用いた震源距離または震央距離推定方法

Info

Publication number: JP4182259B1
Application number: JP2008115459A
Authority: JP
Inventors: 豊中村
Original assignee: 株式会社システムアンドデータリサーチ
Priority date: 2008-04-25
Filing date: 2008-04-25
Publication date: 2008-11-19
Anticipated expiration: 2028-04-25
Also published as: JP2009264955A

Abstract

【課題】地震の初期微動を検知した段階で精度良く、さらに短時間で震源距離あるいは震央距離を推定する。
【解決手段】地震の初期微動を検知した場合、初期微動の振幅の検知後１秒乃至１秒以内の一定時間の最大値を保持する。また、他方で初期微動の検知後１秒乃至１秒以内の一定時間の最大振幅と震源距離または震央距離の関係を示す統計量を算出しておく。これにより、地震の初期微動を検知した場合、保持した初期微動の検知後１秒乃至１秒以内の一定時間の最大振幅と算出された統計量の関係から、震源距離あるいは震央距離を推定する。
【選択図】図１

Description

本発明は地震の初期微動の段階で、その地震の震源距離または震央距離を推定するための方法に関する。

地震動は初期微動（Ｐ波）と主要動（Ｓ波）に大別することができる。このなかで実際に地震被害を及ぼすのは、ほとんどの場合主要動（Ｓ波）である。しかし、従来の地震計は地動を監視しておき、その振動レベルが一定の値を超えると警報を出すため、地震動の主要動により警報を出すものがほとんどであった。しかし、このような方法では警報が出力されてから破壊的な地震動が到来するまでの時間がほとんど無いという問題があった。これを解決するためには、初期微動の段階でその地震の発生した場所や規模を推定し、それにしたがった警報をいち早く出すことが重要である。とくに震源距離や震央距離を初期微動の段階で推定することができると、破壊的な地震動が到来するまでの余裕時間を知ることができ、的確な対応をすることが可能となる。

従来の初期微動から地震の震源距離や震央距離を推定する方法には、初期微動の周期からマグニチュードを推定し、そのマグニチュードと振幅の関係から震源距離を推定する方法がある（例えば特許文献１参照）。しかし、この方法では、まずマグニチュードを推定し、その結果を使って震源距離を推定するため、誤差が累積するおそれがある。

また初動検知後の一定時間の波形の包絡曲線をあらかじめ想定した関数にフィッティングすることによって推定する方法がある（例えば特許文献２参照）。しかし、この方法では、最低２秒間の波形を用いて包絡曲線を求め、それをあらかじめ想定した関数にフィッティングさせるため推定に時間がかかり、またフィッティングがうまくできなかった場合には解が不定になり、さらに多くのデータが必要となるため推定結果が本震のあとになるおそれがある。
特許公開昭５７−５７２７３号公報（第５頁）特許公開２００２−２７７５５７号公報（第４頁）

そこで、本発明が解決しようとする課題は、地震の初期微動を検知した段階で精度良く、短時間で震源距離あるいは震央距離を推定する方法がないこと、である。

地震の断層破壊の過程を考えると、破壊開始からのごく短い間は地震動の大小に関係なく応力降下が一定である。このことから、地震動の大小に関係なく破壊の始まりの地震動はその地震の規模（マグニチュード）にかかわらず小さなほぼ一定の値であり、破壊の進行に伴って徐々に地震動が大きくなっていくものと考えられる。このため、地震を初期微動の早期の段階で検知した場合は、その検知後１秒乃至１秒以内の一定時間の最大振幅は観測地点の地震からの距離だけで規定される。

すなわち、初期微動の早期の地震動は、震源においては地震の規模（マグニチュード）によらずその地震動の振幅はほぼ一定であり、それをある距離離れた観測点で記録した場合、その観測点における地震動の振幅はその観測点までの距離減衰特性のみに影響される。つまり、ある地震の震源距離または震央距離は、地震動の初期微動を早期の段階で検知したときのその検知後１秒乃至１秒以内の一定時間の最大振幅値と、あらかじめ統計的に算出することができる距離減衰特性によって求めることができる。

なお、この方法のために観測する地震動の指標値は、その変動をリアルタイムに把握できるものであればよく、例えば、加速度、速度、変位、リアルタイム震度などを用いることができる。

本発明の方法によれば、地震の初期微動を早期の段階で検知すると、その検知後１秒乃至１秒以内の一定時間後には震源距離または震央距離を推定することができる。

本発明は地震の初期微動を検知した場合、初期微動の振幅の検知後１秒乃至１秒以内の一定時間の最大値を保持する。また、他方で初期微動の検知後１秒乃至１秒以内の一定時間の最大振幅と震源距離または震央距離の関係を示す統計量を算出しておく。これにより、地震の初期微動を検知した場合、保持した初期微動の検知後１秒乃至１秒以内の一定時間の最大振幅と算出された統計量の関係から、震源距離あるいは震央距離を推定する。

本発明の地震動の初期微動を用いた震源距離推定方法の実施例として、実際のマグニチュード５．４から８．０の地震を様々な観測点で記録した加速度波形を使って、初期微動の最初の１秒間の最大振幅値と震源距離を比較したものを図１に示す。バラツキはあるものの、最大振幅値と震源距離が対応していることがわかる。これを統計的に処理することにより距離減衰特性を算出することができ、それを用いて未知の地震についても地震の初期微動の１秒間の最大振幅値を用いて震源距離を推定することができる。

また図２には同じデータセットを用いて初期微動の最初の１秒間の最大振幅値と震央距離を比較したものを示す。こちらの場合もバラツキはあるものの、最大振幅値と震央距離が対応していることがわかる。これを統計的に処理することにより距離減衰特性を算出することができ、それを用いて未知の地震についても地震の初期微動の１秒間の最大振幅値を用いて震央距離を推定することができる。

なお、ここでは地震動の観測を加速度で行い震源距離あるいは震央距離を推定した場合の例を示したが、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、前述のように観測するのは加速度以外に速度、変位、リアルタイム震度など、地震動にあわせてリアルタイムに変動する指標値であればそれを用いることができる。また、初期微動の最大値を観測する時間もここでは１秒としたが、これも変動させてもっとも適当な数値を選ぶことができる。

本発明に係る初期微動の１秒間における最大値と震源距離の関係を示す図である。本発明に係る初期微動の１秒間における最大値と震央距離の関係を示す図である。

Claims

地震の初期微動を用いた震源距離または震央距離を推定する方法において、
地震動の初期微動を検知し、
検知後１秒乃至１秒以内の一定時間の最大振幅を保持し、
他方であらかじめ過去の地震動の初期微動の検知後１秒乃至１秒以内の一定時間の最大振幅と震源距離または震央距離の関係を示す統計量を算出しておき、
保持した地震動の初期微動の検知後１秒乃至１秒以内の一定時間の最大振幅とあらかじめ算出した統計量とから、
地震の初期微動を用いた震源距離または震央距離を推定する方法。
請求項１の地震の初期微動を用いた震源距離または震央距離を推定する方法において、
最大振幅を加速度の最大振幅としたことを特徴とする、
地震の初期微動を用いた震源距離または震央距離を推定する方法。
請求項１の地震の初期微動を用いた震源距離または震央距離を推定する方法において、
最大振幅を速度の最大振幅としたことを特徴とする、
地震の初期微動を用いた震源距離または震央距離を推定する方法。
請求項１の地震の初期微動を用いた震源距離または震央距離を推定する方法において、
最大振幅を変位の最大振幅としたことを特徴とする、
地震の初期微動を用いた震源距離または震央距離を推定する方法。