JPH0194286A - 地震前兆の長波・地電流の発生領域のトモグラフィ法 - Google Patents

地震前兆の長波・地電流の発生領域のトモグラフィ法

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JPH0194286A
JPH0194286A JP62251470A JP25147087A JPH0194286A JP H0194286 A JPH0194286 A JP H0194286A JP 62251470 A JP62251470 A JP 62251470A JP 25147087 A JP25147087 A JP 25147087A JP H0194286 A JPH0194286 A JP H0194286A
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （１）産業上の利用分野 本発明は、地震の前兆現象として発生する電波又は地電
流の観測により、地震の発生日時、規模及び震源域を予
知する方法に関するものである。
（２）従来の技術 従来の技術も、本発明同様、地震前兆の電波や地電流の
多点・同時観測により地震を予知しており、一部では、
定常的に予報を行っている。しかし、従来技術では、本
発明と異なり、地震前兆の電波や地電流の発生領域の形
・大きさ・時間変化は求めることができない。その予知
誤差は、日時が±１週間、マグニチュードが±０．５、
震源域が±５０ｋｍ程度である。（例えばＰ、Ｖａｒｏ
ｔｓｏｓ　＆　Ｋ、ＡＩｅｘ。
ｐｕｌｏｓ　：　Ｔｅｃｔｏｎｏｐｈｙｓｉｃｓ、　１
１０．７３（１９Ｂ４）及びｐ、ｖａｒｏｔｓｏｓ　＆
　Ｋ、ＡＩｅｘｏｐｏｕｌｏｓ　：　Ｔｅｃｔｏｎｏｐ
ｈｙｓｉｃｓ、　１１０．９９（１９８４）参照）。
（３）発明が解決しようとする問題点 従来技術による地震予知の場合、地震の規模と震源域の
誤差は、はぼ社会的要請の値に近いが、日時の誤差は、
社会的要請の値よりも２桁程度大きくなっている。地表
の２点以上で、地震前兆の電波又は地電流を同時観測し
、受信・検出した信号の振幅比から電波又は地電流の発
生地点（以下、波源という）を算出する従来技術の場合
は、震源域の誤差は、上述の様に約５０ｋｍになり、波
源域を立体的に画き出すことは不可能であった。指向性
アンテナを用いて波源な求める従来技術（例えはＴ、Ｖ
ｏｓｈｉｎｏ　：　Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ　ｏｆ　１
９８５　Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ　Ｓｙｍｐｏｓｉ
ｕｍ　ｏｎ　Ａｎｔｅｎｎａｓ　ａｎｄ　Ｐｒｏｐａｇ
ａｔｉｏｎ、２４３−４、ｋｙｏｔｏ　Ｊａｐａｎ参曜
）の場合も、波源方向の仰角の検出が困難な上、立体角
の誤差も大きいため、波源域を立体的に画き出すことは
不可能であった。
このため、波源域とほぼ一致する震源域の誤差が大きく
なるはかりでなく、波源域の大きざの関数である地震の
規模の誤差や、波源域の時間変化の関数である地震発生
の日時の誤差が大きくなるという問題点があった。
（４）問題点を解決するための手段 本発明の詳細な説明に先立ち、長波と地電流の意味を明
確にしておく。長波も地電流も、広く用いられている言
葉であるが、必ずしも一意的ではなく、本明細書では次
の定義に従っている。
長波：周波数が３００ｋＨｚ以下の電波地電流：地中に
埋設された電極間の電圧３００ｋＨｚ以下の電磁界を検
出するセンサをアンテナと考える場合は、検出された電
磁界を長波と言い、センサを電極と考える場合は（現在
は電圧を測っているが、歴史的には電界により生じた電
流を測ったため）地電流と言う。即ち、本明細書では、
地震前兆の長波と地電流は同じ物理量である。
表土は、通常、比抵抗が１０３〜１０５Ωｍ、屈折層が
２〜４であるため、３００ｋＨ２以上の地震前兆の電波
は表土により０．０１〜１ｄＢ／ｍの減衰を受け、地表
近くで観測される頻度は小さい。このため、本発明では
、観測可能な地震前兆の電波は長波としている。
地震前兆の長波を地表で観測する場合は、長波が地中か
ら大気中へ入射する点が不明、又は１箇所ではないため
、多点・同時観測しても、受信波間の位相差又は到来方
向から波源を高精度で求めることは困難である。
本発明では、地中又は）毎底で同時観測することにより
、上記の問題を解決している。受信法の一例は特願昭６
２−０１５１．７７に示されている（第１図参照）。地
震前兆の長波・地電流を、地中又は）毎底の少くとも４
地点で同時観測し、受信・検出した信号＝３− から波源を求める方法を、以下式と図面により説明する
。
波源をＱとし、観測点をＰ、、　ＰＪ（ｉｆ、ｊ、　　
ｉ、ｊ＝１゜２、・・・、ｎ、　ｎ≧４）とする（第１
図参照）。ＰｌとＰｌで同時に受信・検出した信号（時
刻ｔの振幅と位相情報）をそれぞれｆ、、　ｆＪ（第２
図参照）とすると、相互相関関数は次式で表される。
γ、Ｊ（δＤ＝、ｌｒｆ：（ｔ＋δｔ、）ｆ、　（ｔ）
ｄｔ　　　　　　（１）ここに、積分範囲Ｔは、受信さ
れた波束を含む時間。
上式（１）のγ１Ｊ（ｄｔ）が極大となるδ七〇値１゜
を求める（波源が２個以上あれは極大値を取るｊｉｊの
個数も２個以上となる）。即ち側しユｑ基乞工０（２） ８ｔ ｒ、−ｒｊ・。ｊ、、、　　　　　　　　　　　　　　
　　（３）（３）式は、ｐｌ、Ｉ］ｊを焦点とする回転
二葉双曲面である（第３図参照）。
ｎが４以上の場合、独立な（３）式が３個以上得られる
から、これらの独立な双曲面に共通な交点として波源Ｑ
を決定できる（第３図参照）。
（５）本発明の作用 従来の技術では、波源の算出誤差が５０ｋｍ程度あり、
波源域の大きさと同程度であったため、波源の三次元分
布を求めることは不可能であったが、本発明によれば、
長波の平均速度Ｃの誤差により生ずる系統誤差を除けば
、波源の誤差の大部分はｊｉｉの算出誤差Ａｔ１Ｊで決
まる。長波の観測周波数帯幅が、例えは１ｋＨｚの場合
５．！１ｔ１Ｊは１０−５秒以下とすることができ、地
中の長波の平均速度Ｃは約１．０”ｍ／Ｓだから、上述
のようにＣによる誤差を無視ずれは、るから、波源の相
対談差がｌｋｍならば、波源域の断層図を画き出すこと
（トモグラフィ）ができる。
即ち、前述の様に、地中又は海底の少くとも４地点で連
続観測すれは、波源域の連続トモグラフィが可能となる
。
地震は地殻内の歪が変形の限界を越えたときに起こる断
層面の急速なずれであるが、地殻は均一な岩石では構成
されていないため、震源域となる断層面では、構成され
ていないため、震源域となる断層面では、地震の発生に
先立ち、岩石の局所的な小破壊が起こり、その際電波が
発生する。それ故、波源域から震源域を予知することが
できる。
地震の規模と震源域の広さ及び断層面のずれの大きさの
関係は知られており、ずれの大きさと長波の発生強度の
関係も知られているから、地震の規模は、波源域の広さ
と発生強度から予知することができる。
ち、本震発生の直前に、３ｋ）（ｚ以下の長波の発生強
度、頻度、波源域の大きさが最大となるため、波源域の
連続トモグラフィにより、これらの時間変化を外挿し、
前述の方法で求めた地震の規模が（我が国の場合）７〜
８．４となる日時を、マグニチュード７以上の地震が発
生する日時とする。
（６）実施例 第１図の様に、例えは、陸域では鋼管深井戸をモノボー
ルアンテナとし、海域では）毎底に布設したケーブルを
ダイポールアンテナ又はループアンテナとして、地震前
兆の長波を観測する。観測点Ｐ１で受信・検出された信
号波形が第２図（ａ）、観測点Ｐ１のそれが第２図（ｂ
）の場合、（３）式のδｔが第２図（ａ）のｊｉｊに等
しいときγ（δｔ）は最大となる。Ｃｔ３１”ｃｔ４２
二ｃｔ、、：＝１の場合、（３）式は次の様になる。
ｒ３−ｒ１＝１　　　　　　　　　　　　　　　（４）
ｒ、−ｒ２＝１　　　　　　　　　　　　　　　（５）
ｒ４−ｒ１＝１　　　　　　　　　　　　　　　（６）
Ｑ、Ｐ、　（ｉ＝１．２，３．４）が同一平面内にあり
、Ｐ、、Ｐ２．Ｐ３、Ｐ４がそれぞれ（２，０）、（０
，２）、（−２，０）、（−２，−２）の場合、（４）
〜（６）式の双曲面と上記平面の交線は第３図の双曲線
１１〜１３の様になる。双曲線１１〜１３を直角座標で
表すと次式の様になる。
ｘ２−ｙ２／３＝１　　　　　　　　　　　　　（４’
）−ｘ２／３＋Ｘ／２＝ｌ　　　　　　　　　　　　　
（５つ２ｘｙ＋２ｘ−２ｙ＝３　　　　　　　　　　　
　（６’）双曲線１１，１２．１３の交点が波源Ｑであ
るとともに、（４′）〜（７′）式を解析的に解いた値
（Ｓ、Ｓ）がＱでもある。
上記の観測、計算を連続的に行えは、波源域の立体像を
時刻の関数として画くことができる。
（７）発明の効果 本発明では、地震前兆の長波の発生地点を、従来技術よ
りも１桁高い精度で算出し、発生領域の時間的変動から
、地震発生前の状況を従来技術よりも具体的に示し、発
生日時の予知誤差を従来技術の１割以下にできるという
効果がある。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の地震前兆の長波の受信法の実施例を示
す図、第２図は波源Ｑからの距離がＣｔ、１だけ異なる
２点Ｐ、、ＰＪでの受信波ｆｉ＋ちの関係を示す図（横
軸が時間、縦軸が受信波の電圧）、第３図は、４点Ｐ、
（ｉ＝１．２，３．４）で地震前兆の長波を同時受信し
、Ｐ、を焦点とする３個の双曲面の交点として波源Ｑを
求める原理を示す図である。 図中、ｌは鋼管深井戸利用のモノボールアンテナ、２は
海底に布設したダイポールアンテナ又はループアンテナ
、３は長波の増幅器、４は伝送路、５は計算機、６は地
震前兆の長波、７は大地、８は海底、９は観測点Ｐ１の
受信波ｆ、、１０は観測点Ｐ、の受信波ｆ、、１１はＰ
ｌとＰ３を焦点とする双曲面とＰ＋　、Ｐ２．Ｐ３．Ｐ
４．を含む平面との交線である双曲線（以下、双曲線と
いう）、１２はＰ２とＰ４を焦点とする双曲線、１３は
ＰｌとＰ４を焦点とする双曲線、Ｐ＋、Ｐ２．Ｐ３．Ｐ
４は地震前兆の長波の観測点、Ｑは地震前兆の長波の発
生地点である。 特許出願人　郵政省電波研究所長 （ａ） （ｂ） 第３図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 地震前兆の電磁現象の観測による地震予知法において、
    地震前兆の長波・地電流を、地中又は海底の少くとも４
    箇所で同時観測し、受信・検出した信号間の相互関係か
    ら、長波・地電流の発生地点とその強度の分布を３次元
    的に算出し、その立体画像と時間変化から、震源域、地
    震の規模及び地震発生の日時を予知することを特徴とす
    る地震前兆の長波・地電流の発生領域のトモグラフィに
    よる地震予知法。
JP62251470A 1987-10-07 1987-10-07 地震前兆の長波・地電流の発生領域のトモグラフィ法 Granted JPH0194286A (ja)

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