(57)【要約】      （修正有）【課題】電磁波の受信機を用いた地震予知装置を提供する。【解決手段】地面に、ある間隔を置いて多数の電磁波受信機を網目状に設置し、各受信機からのデータをリアルタイムで一カ所に集めコンピューターで処理し、受信機からの電波の信号強度を、時間の経過に沿って連続的に地図上にグラフ表示し、比較して、電波の地表面における発生位置、形状、強度、発生頻度、信号強度の勾配、などの画像上の特徴を調べ、地上から放出されたノイズか、あるいは地下から来た地震の前兆となる信号かを識別し、地下電波源の深さ、強度を調べることによって、地震の震源位置、深さ、発生日時、規模を自動的に予想することを特徴とする、地震予知装置である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
地面に、ある間隔を置いて多数の電磁波受信機を網目状に設置し、各受信機からのデータをリアルタイムで一カ所に集めコンピューターで処理し、受信機からの電波の信号強度を、時間の経過に沿って連続的に地図上にグラフ表示し、比較して、電波の地表面における発生位置、形状、強度、発生頻度、信号強度の勾配、などの画像上の特徴を調べ、地上から放出されたノイズか、あるいは地下から来た地震の前兆となる信号かを識別し、地下電波源の深さ、強度を調べることによって、地震の震源位置、深さ、発生日時、規模を自動的に予想することを特徴とする、地震予知装置。
【請求項２】
電磁波受信機を「指向性アンテナを備えた電磁波受信機」にした請求項１の地震予知装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】    本発明は、電磁波の受信機を用いた地震予知装置に関するものである。
［背景技術］【０００２】    従来、大地震の直前に震源付近の地下深くで、岩石の破砕などによって電波（電磁パルス）が放出されることは知られており、電磁波の受信機を用い、この電波を観測することによって、地震予知をしようという試みは行われていた。
［発明の開示］
［発明が解決しようとする課題］【０００３】    そのために、次のような問題点があった。
（イ）電磁波の受信機を用いた従来の装置では、人工的に出される電波などの地上からの多数のノイズも、岩石破砕によって生じる地下からの電波も、同じパルス波として受信されるため、地震の前兆となる電波であるかどうかを判別することができず、地震予知は不可能であった。
［課題を解決するための手段］【０００４】  地面に、ある間隔を置いて多数の電磁波受信機を網目状に設置し、各受信機からのデータをリアルタイムで一カ所に集めコンピューターで処理する。受信機からの電波の信号強度を、時間の経過に沿って連続的に地図上にグラフ表示し、比較して、電波の地表面における発生位置、形状、強度、発生頻度、信号強度の勾配、などの画像上の特徴を調べる。電波の特徴をもとにして、それが地上から放出されたノイズか、あるいは地下から来た地震の前兆となる信号かを識別し、地下電波源の深さ、強度を調べることによって、地震の震源位置、深さ、発生日時、規模を自動的に予想する。以上を特徴とする、地震予知装置である。
［発明の効果］【０００５】  地震の直前に岩石が破砕されることによって生じる電波は、地下深くで生じて昇ってくるため、地表面の、ある面積を持った範囲からほぼ同時刻に電波が出てくる。これに対して、人工的な電波などのノイズは、地上のある一点から放射される。ところが、これらを従来の受信機で捉えると、どちらも同じようなパルス波として捉えられるため、地下から来たものか、地上から来たものかを区別できない。しかし本発明を用いれば、地表面における電波の分布を地図上にグラフ表示でき、画像上の特徴から、両者を識別できる。電波は遠方に伝わるにつれて減衰していくため、本発明の各受信機が捉えた信号を比較すれば、発生源に近い位置で受信されたパルスほど、信号強度は大きくなる。そのため隣り合った受信機の距離程度のオーダーの精度で、電波の地表面における発生位置を推定できる。次に、電波の発生位置が推定できれば、地表面における電波の強度も推定できる。つまり、最も強いシグナルを捉えた受信機が発生源に最も近いため、このシグナル強度を目安にして、電波の強度を推定できる。
電波が地上のものか、地下のものか、を知るには、電波発生源から遠ざかるに従って信号強度が減少していくときの勾配を調べればわかる。また、地下で生じた場合は電波源の深さも、勾配を調べることによって知ることができる。強い電波源が地下深い位置にある場合でも、発生源から遠ざかるに従って信号は減少していくが、その勾配は緩やかである。電波源自体の強度が少し弱くなり、電波源が地下の浅い位置にある場合は、少し急な勾配で信号強度は減少していく。そして地上の一点から放射された電波の場合は勾配はさらに急になる。このように本発明は、電波源の鉛直方向の位置（深さ）を識別できるソフトを備えているため、電波源の種類と位置の推定を迅速に行える。受信機を増やして、隣り合った受信機の距離を短くすれば、電波の地表面における位置推定の精度を向上できる。例えば、地下で生じた電波が、地中の裂け目などを通って地表の複数の場所から発生する場合、断層のような長さあるいは面積を持った場所から出ているのであれば、その不規則な形状等の特徴も観測できる。このように、本発明を用いると地下からの信号は、地上からのノイズとは異なる特徴のある画像を示す。
地震予知を行うには限られた時間内に予想を立てることが必須であるが、受信機によって捉えられる信号には、複数の場所から岩石破砕による多数の電波があるだけでなく、地震の前兆となる電波とは関係のない、人工的なノイズなどが多数存在し、そのような多数のノイズと岩石破砕電波とを区別しながら、複数の岩石破砕電波の分析を同時に行わなければならない。限られた時間内での効果的な予知は、コンピューターを使用しリアルタイムで処理を迅速に行うことによって可能となる。本発明の場合、観測された電波の地表面における発生位置、形状、強度、発生頻度、信号強度の勾配、などから震源の位置、深さ、規模、発生までの時間、などを自動的に計算し地震予知を迅速に行える。天候不良であまり遠くまで電波が届かない場合は、測定時刻における天候をもとにして、信号強度の補正を行う。本発明はこの補正のためのソフトを搭載しており、正確かつ効率的な予知が行える。過去に発生した大地震の場合、前兆となる電波の観測から２週間程度以内に地震は発生している。本発明を使用すれば、地下電波源付近を震源として、２週間程度以内に地震が発生することを予想でき、シグナルの強度や発生頻度によって、地震の規模が予測できる。
［発明を実施するための最良の形態］【０００６】  以下、本発明の実施の形態について説明する。
（イ）多数の電磁波の受信機（１）を、調べたい地面に、ある間隔で並べる。受信機（１）を設置した位置が地図上のどこにあたるか正確に測定しておく。ＸＹ軸の格子点上に並べるなど、規則的な並べ方をする方が好ましい。
（ロ）各受信機（１）はケーブル（２）を介して、１台のコンピューター（３）につながれている。各受信機（１）はケーブル（２）の代わりに電話回線などを介してコンピューター（３）につないでもよい。
（ハ）コンピューター（３）には、各受信機（１）で捉えられた信号の強度を読み取り、地図上にグラフ表示し比較することによって、地表面における電波発生源ａ（４）の位置、形状、強度、発生頻度、信号強度の勾配、を算出し、地下からの信号かあるいは地上からのノイズかを判別し、電波源の深さ、強度を調べ、震源の位置、深さ、規模、日時を予想するソフトが入っている。
本発明は以上のような構成で、これを使用するときは、受信機（１）とコンピューター（３）に常時電源を入れておき、岩石破砕による電波が発生するのを待つ。
図１では受信機（１）を並べた範囲内で、地上の１点から電波が発生した例を示している。この電波は、各受信機（１）によって図２に示すような信号１（５）として捉えられ、コンピューター（３）に送られてくる。各信号１（５）のピークの強度を測定して、図３のように地図上にグラフ表示し、イメージングを作る。イメージングはある瞬間だけでなく、時間の経過に沿って連続的に作る。電波発生源ａ（４）は受信機Ｇに一番近いので、受信機Ｇが最も強い信号を示し、図３のグラフから発生源は受信機Ｇ付近であることが推測できる。これに対して図４では地下で生じた電波が電波発生源ｂ（６）と電波発生源ｃ（７）に達し、これら２カ所から、ほぼ同時に電波が発した場合を示す。この場合は図５のような信号２（８）が得られ、図６のように受信機Ｇと受信機Ｎの２カ所にピークが現れる。図３のように、地上にある電波源から出された信号は、空間を伝わるだけなので、電波源から遠ざかるに従って規則的に減衰しその意味で単純な画像を示すのに対して、電波源が地下にある場合は、地中には電波が通りやすい場所や通りにくい場所などのムラがあるため、図６のような比較的不規則で複雑な画像を示す。このように本発明を用いれば、どれが岩石破砕によって生じた信号であるかを、画像上の特徴から識別できる。
マグニチュード７程度の地震の場合、岩石破砕によって生じる電波の発生源から２００ｋｍ以内に受信機を設置しておくと、地震発生２週間程度前から数［Ｖ／ｍ］〜数十［Ｖ／ｍ］の電磁波が観測できる。この電磁波発生は地震発生の数日前に最も多く観測されるが、その後減少し、地震発生数時間前に再び強い電磁波が観測される。観測された信号強度と、実際に起こる地震の震度の間の相関関係については、地震が起こるたびにデータを蓄積することによって、予測の精度を高めることができる。また指向性を備えたアンテナを用いて電波の受信を行えば、電波源に近い位置にある受信機なら、電波が地下から来たものか地上から来たものかを判別することができるため、地上からのノイズと地下からの信号を識別する精度をさらに向上させることができる。受信機（１）を並べた範囲の外で、電波が発生した場合は、受信機（１）を並べた範囲内の信号強度の勾配をもとにして、ピークの大まかな位置と強度の推定ができる場合がある。受信機の周波数や感度については、周波数の違いによって電波は、遠くまで届くものや、すぐに減衰してしまうものもあり、条件によっては、周波数や感度を変更する必要が生じることがあり得る。この場合、ケーブル（２）とは別に、周波数や感度を制御するためのケーブルを、ケーブル（２）に並走させて設置し、コンピューター制御で各受信機の周波数や感度を同時に変更できるようにしておく。この他、全国の各家庭等にある多数のパソコンに受信機（１）をつないで、インターネットを介して信号をコンピューター（３）に集めれば、観測を簡便に行える。
【図面の簡単な説明】
【０００７】    ［図１］  本発明の概念図
［図２］  受信される信号を示す図
［図３］  信号のピークをグラフ化した図
［図４］  本発明の概念図
［図５］  受信される信号を示す図
［図６］  信号のピークをグラフ化した図
【符号の説明】
【０００８】１受信機
２ケーブル
３コンピューター
４電波発生源ａ
５信号１
６電波発生源ｂ
７電波発生源ｃ
８信号２
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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