潮汐変化と遠地地震を用いた温泉地学研究所
傾斜計センサー方位の検証
代田 寧＊、棚田俊收＊、原田昌武＊、伊東 博＊
Verification of the borehole-type tiltmeters sensor azimuth in HSRI using tide and teleseism
by＊＊

Yasushi DAITA ，Toshikazu TANADA ，Masatake HARADA ＊ and Hiroshi ITO ＊１．はじめにそこで本報では、地殻変動源の詳細な解析に先だち、温泉地学研究所では、図１に示す７地点にボアホール各観測点における設置方位を確認するため、平常時に観型の傾斜計を設置し、箱根火山における活動状況の把握測される潮汐変化、および遠地地震による長周期の揺れや、神奈川県西部地震における予知研究の推進を目的とを捉えたデータから検討した結果について報告する。

して傾斜観測を実施している（温泉地学研究所、１９９９）。
箱根火山では、２００１年６月中旬から中央火口丘の大涌

２．観測装置の設置方法

谷付近を中心に地震が起こり始め、１０月中旬までの約当所で用いている傾斜計は力平衡型振子式（南北、東４ヶ月間にわたり活発な活動が続いた（棚田ほか、２００２；西の水平２成分）で、耐圧容器に収納されて深度約１００温泉地学研究所、２００２）。この地震活動とほぼ同時期に、ｍの観測井内に設置されている（八巻ほか、１９９０）。また、当所で観測している複数の傾斜計に山体の隆起 ･ 膨張を

傾斜計の出力極性は、南北成分では地盤北下がりが、東示す地殻変動が捉えられている（代田ほか、２００２ｂ）。各西成分では地盤東下がりが、それぞれプラス出力として観測点が傾斜した方向や大きさなどを詳細に解析するこいる。ここでは傾斜計の設置方法の概要について簡単にとは、この箱根火山で生じた地殻変動の要因解明にとっ述べる。て重要なことである。そのためには、当然のことながらまず、観測用井戸を約１００ｍ掘削したのち、孔底にお傾斜計が正しい方位で設置されていることが前提となる

いて観測装置を収容するための設置ケース（着底部ガイが、これまで当所の傾斜計センサー方位について詳細なド）を固定する。設置ケースにはキー（出張り）が、観測検討および報告がされていなかった。

装置（着底具）にはそれに対応するキー溝が設けられており、キーとキー溝を合わせることにより観測装置を着139 15'E139 00'E底させる。ここで観測装置の着底に先だち、傾斜計が孔底において正しい方位を向くようにするため、固定したነ

設置ケースのキー方位をジャイロ検層により測定する。
測定結果からＮ方位のずれ角度を求め、観測装置（着底ጤୖ具）をずれ角度に合わせて固定することにより、傾斜計を正しい方位で設置することができる。なお、Ｎ方位は、天体観測によって各観測点ごとに決定している。

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３．設置方位に関するこれまでの経緯

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駒ヶ岳観測点においては、設置当初から方位がずれている可能性があったため、おもり落下法により方位測定

km0510をおこなった経緯がある。この方法は、深さ１００ｍ程度の浅いボアホール型の地震計でよくおこなわれるもので、

図１ 傾斜観測点分布

数十〜数百ｋｇのおもりをボアホール近くの地表で落と＊神奈川県温泉地学研究所〒 250-0031 神奈川県小田原市入生田 586
報告，神奈川県温泉地学研究所報告，第 35 巻，33 − 40，2003．

−３３−

し、水平２成分の初動の振幅比から設置方位を推定するで求めることができる。傾斜計の設置方位が正しければ、方法である。その結果、検出器のＮが真北より東回り約

地形効果等の影響により多少の違いは生じるが、観測さ１５０度の方向に向いていると推定された。

れる潮汐変化と計算で求めた潮汐変化とはほぼ一致する。

また当所では、地震計（水平２成分、上下１成分）も傾そこで、観測データと計算で求めた値を比較すること斜計とともに耐圧容器に収納し、微小地震の観測を同時により、観測点ごとに設置方位（極性）のチェックをおこにおこなっている。東京大学地震研究所が設置しているなった。実際には、位相のずれ、振幅の大きさ、傾動の関東甲信越の周辺観測点と当所の観測点について、遠地

時系列変化（傾動ベクトル）について比較検討した。

地震の観測データを用いて比較したところ、駒ヶ岳観測通常観測データには、潮汐による影響のほかに、降雨や気圧等の気象条件、地形、地質など、さまざまな要因点と裾野観測点の極性が反転していた。
以上のことから、駒ヶ岳観測点と裾野観測点についてによる変動が含まれており、観測データから潮汐によるは、設置方位がずれているか、あるいは極性が反転して変化だけを抽出するのは難しいため、降雨等による変動いる可能性が高い。当所では、ジャイロ検層によりキーが比較的少ない時期を選んで検討した。なお、潮汐によ方位を測定しているため、東西南北の方向がずれている

る影響量の計算には、ＧＯＴＩＣ２（Ｍａｔｓｕｍｏｔｏｅｔａｌ．，可能性は低いと考えている。それよりも、配線ミスなど２００１）を使用した。
ＧＯＴＩＣ２は ＧＯＴＩＣ（ＳａｔｏａｎｄＨａｎａｄａ，によりプラスマイナスの極性が逆になっている可能性が１９８４）の改良版であり、陸上の点について固体地球潮汐お高く、観測データの出力を反転させて対応してきており、よび海洋潮汐の影響量を計算するプログラムである。以その旨東京大学地震研究所にも連絡している。

後、このプログラムで計算された値を「予測値」と呼ぶ。

４．設置方位の確認方法

４．２．遠地地震の観測データによる検証

４．１．潮汐変化による検討

傾斜計は、遠地地震に対して長周期の地震計として振傾斜計は非常に感度が高く、明瞭な潮汐変化が観測さる舞う。また、当所のような狭い範囲の観測網では、遠れる。この変化は、地球潮汐現象に海洋潮汐の影響が加地地震の入射角や地震波線はほぼ同一とみなすことがでわったものであり、理論的にそれらの潮汐変化量を計算きると仮定すると、全ての観測点で振動方向の揃った同ධർᚑಽ᷹ⷰ୯

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駒ヶ岳観測点における観測値と予測値
左：２００１年１２月
右：２００３年５月

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上：南北成分㪌㪆㪈㪌㪆㪍

下：東西成分−３４−㪌㪆㪈㪈

お、図中の破線は、位相のずれを認識しやすいように引じようなデータ波形が得られるはずである。
そこで、遠地地震による長周期の揺れを観測したデーいたものである。いずれの期間とも、また南北、東西両タを用いて、各観測点のデータ波形を比較し、設置方位成分とも位相がずれており、ほぼ反転していることがわの検証をおこなった。検証に利用した地震は、２００３年５月

かる。振幅については、それほど大きな差は認められな

２１日１９時４４分（日本時間２２日０３時４４分）にアルジェい。
図３には、観測値と予測値のずれがよくわかるようにリア北部で発生したＭ６．
８の地震である。

ベクトル傾動図を示した。左上の図は２００１（平成１３）年１２５．検討結果

月４日２４時間の傾動を示しており、それぞれ００時を原５．１．潮汐変化による検討点にして１時間ごとにマークを付してある。予測値は、南東下がりの傾動を示した後、北西下がりに変わる長円を駒ケ岳観測点
降雨等による影響があまり認められない、２００１（平成

描いているが、観測値はそれとはほぼ１８０度反転した傾

１３）年１２月と２００３（平成１５）年５月の観測データを用い動を示していることがわかる。また、左下の２００１（平成て検討した。各期間における観測値と予測値の比較を図１３）年１２月２日〜４日までの３日間、右上の２００３（平成１５）２に示す。全てのグラフは、それぞれ毎正時のデータを

年５月１７日の２４時間、右下の２００３（平成１５）年５月１７使用して作図している。左図が２００１（平成１３）年１２月、日〜１９日までの３日間の傾動においても同様である。

右図が２００３（平成１５）年５月の結果である。また、それ

駒ヶ岳観測点は、先に述べたように、検出器のＮが真ぞれ上図が南北成分、下図が東西成分を示している。な

北より東回りに約１５０度ずれているか、あるいは出力極㚤䊱ጪ㩷㩷㪉㪇㪇㪈ᐕ㪈㪉᦬㪋ᣣ㪉㪋ᤨ㑆㚤䊱ጪ㩷㩷㪉㪇㪇㪊ᐕ㪌᦬㪈㪎ᣣ㪉㪋ᤨ㑆䌎䌎᷹ⷰ୯੍᷹୯੍᷹୯੍᷹୯᷹ⷰ୯㪮᷹ⷰ୯㪜㪮㪜੍᷹୯᷹ⷰ୯㪪㪪㚤䊱ጪ㩷㩷㪉㪇㪇㪈ᐕ㪈㪉᦬㪉ᣣ䌾㪋ᣣ㚤䊱ጪ㩷㩷㪉㪇㪇㪊ᐕ㪌᦬㪈㪎ᣣ䌾㪈㪐ᣣ

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図３ 駒ヶ岳観測点における観測値と予測値のベクトル傾動図−３５−

性が反転している（１８０度ずれている）可能性がある。そしたがって、駒ヶ岳観測点については、南北、東西両こで、観測データを東回り１５０度、および１８０度回転さ成分とも１８０度方位がずれていると結論できる。計器のせた値に変換して、予測値と比較する。南北成分の観測設置ミスなのか、それとも配線ミスなのかは明確にはわ

値をｙ、東西成分の観測値をｘとすると、東回りにθ回からないが、出力極性を反転させることによって、ほぼ転した時の南北成分ｙ '、東西成分ｘ ' との関係は以下の正確な観測データが得られると考えられる。

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ｃｏｓθ







 ｃｏｓθ

−ｓｉｎθ


ｘ


ｙ








ようになる。
ｘ '


＝
ｙ '

裾野観測点
裾野観測点においても、駒ヶ岳観測点と同様に検討した。裾野観測点は、降雨の影響はそれほど顕著ではないが、約０．
８μｒａｄ/ 月の北下がり、および約０．
１７μｒａｄ/ 月

したがって、ｘ' ＝ ｘｃｏｓθ ＋ ｙｓｉｎθ 、ｙ' ＝ −ｘｓｉｎθの東下がりのドリフト的な変化と、原因不明な短周期の＋ ｙｃｏｓθ の変換式が得られる。θが１５０度の場合は、変化が定常的に認められる（代田ほか、２００２ｂ）。予測値、

ｘ' ＝ −０．
８６６ｘ ＋ ０．
５ｙ 、ｙ' ＝ −０．
５ｘ −０．
８６６ｙ 、θ が観測値、極性を反転させた１８０度変換値のベクトル傾動

１８０度の場合には、ｘ' ＝ −ｘ 、ｙ' ＝ −ｙ となる。

図を図６に示す。できるだけ潮汐以外の変動が少ない日

図４に、上式により計算した１５０度変換値と１８０度変を選んだが、とくに２００１（平成１３）年１２月２日について換値を予測値とともに示す。予測値と比較して、位相はは予測値との差が大きい。しかしながら、明らかに変換１５０度変換値および１８０度変換値ともほぼ同じである。

値の方が予測値に近い傾動を示し、ほぼ１８０度変換値で振幅については、１８０度変換値の方が予測値に近いよう方位は合っているものと考えられる。

である。図５にはベクトル傾動図を示した。１８０度変換

したがって、裾野観測点についても、南北、東西両成値はほぼ予測値と同様の傾動を示していることがわかる。

分とも１８０度方位がずれており、出力極性を反転させる

２００３（平成１５）年５月１７日〜１９日については、予測値とことによって、ほぼ正確な観測データが得られると考え比較して１８０度変換値の方が若干大きな長円を描いていられる。

るが、基本的に方位は合っていると考えられる。
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駒ヶ岳観測点における１５０度変換値、１８０度変換値と予測値
左：２００１年１２月 右：２００３年５月 上：南北成分 下：東西成分−３６−㪌㪆㪍㪌㪆㪈㪈㚤䊱ጪ㩷㩷㪉㪇㪇㪈ᐕ㪈㪉᦬㪋ᣣ㪉㪋ᤨ㑆㚤䊱ጪ㩷㩷㪉㪇㪇㪊ᐕ㪌᦬㪈㪎ᣣ㪉㪋ᤨ㑆䌎䌎੍᷹୯㪈㪌㪇ᐲ㪈㪏㪇ᐲ੍᷹୯㪈㪌㪇ᐲ㪈㪏㪇ᐲ㪮㪮㪜㪜㪪㪪㚤䊱ጪ㩷㩷㪉㪇㪇㪈ᐕ㪈㪉᦬㪉ᣣ䌾㪋ᣣ㚤䊱ጪ㩷㩷㪉㪇㪇㪊ᐕ㪌᦬㪈㪎ᣣ䌾㪈㪐ᣣ䌎䌎੍᷹୯㪈㪌㪇ᐲ㪈㪏㪇ᐲ੍᷹୯㪈㪌㪇ᐲ㪈㪏㪇ᐲ㪮㪮㪜

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図５ 駒ヶ岳観測点における１５０度変換値、１８０度変換値と予測値のベクトル傾動図

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図６ 裾野観測点における観測値、１８０度変換値と予測値のベクトル傾動図−３７−ḓዥ㩷㩷㪉㪇㪇㪊ᐕ㪌᦬㪈㪎ᣣ䌾㪈㪐ᣣዊႦጊ㩷㩷㪉㪇㪇㪊ᐕ㪌᦬㪈㪎ᣣ䌾㪈㪐ᣣ

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図７ 湖尻、小塚山、塔の峰、岩倉、寄観測点における観測値と予測値のベクトル傾動図

−３８−



その他の観測点によりそれぞれ北東下がりおよび東下がりの変動を生じ

湖尻、小塚山、塔の峰、岩倉、寄観測点におけるベクることがわかっており（代田ほか、２００２ａ）、潮汐によるトル傾動図を予測値とともに図７に示す。期間は、２００３変動と降雨による変動が合わさったものと解釈できる。

（平成１５）年５月１７日〜１９日の３日間である。塔の峰、これら２つの観測点は降雨による影響が非常に大きく、岩倉、寄の各観測点は、観測値と予測値がほぼ同様の傾１年を通じて全く影響のない期間はほとんど見られない。

動を示しており、ほとんど方位のずれはないものと考えしたがって、降雨による影響が少ない時期であっても、られる。

この程度の変動は生じてしまう。図７から、それぞれ１日ごとの潮汐変化を示す長円の方向は予測値とほぼ一描きながら、それぞれ北東下がりおよび東下がりの変動致しており、これらの観測点においても、ほとんど方位が生じている。湖尻観測点および小塚山観測点は、降雨のずれはないものと考えられる。

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湖尻観測点および小塚山観測点は、潮汐による長円をධർᚑಽነጤୖ㪥㩷㪾㫉㫆㫌㫅㪻㩷㪻㫆㫎㫅⵿㊁Ⴁ䈱ፄḓዥ㚤䊱ጪዊႦጊ㪊㪑㪊㪇㪑㪇㪇 㪊㪑㪋㪌㪑㪇㪇 㪋㪑㪇㪇㪑㪇㪇 㪋㪑㪈㪌㪑㪇㪇 㪋㪑㪊㪇㪑㪇㪇 㪋㪑㪋㪌㪑㪇㪇 㪌㪑㪇㪇㪑㪇㪇 㪌㪑㪈㪌㪑㪇㪇㪇㪅㪉㱘㫉㪸㪻㩷㩿㪿㪑㫄㪑㫊㪀᧲⷏ᚑಽነጤୖ㪜㩷㪾㫉㫆㫌㫅㪻㩷㪻㫆㫎㫅⵿㊁Ⴁ䈱ፄḓዥ㚤䊱ጪዊႦጊ㪊㪑㪊㪇㪑㪇㪇 㪊㪑㪋㪌㪑㪇㪇 㪋㪑㪇㪇㪑㪇㪇 㪋㪑㪈㪌㪑㪇㪇 㪋㪑㪊㪇㪑㪇㪇 㪋㪑㪋㪌㪑㪇㪇 㪌㪑㪇㪇㪑㪇㪇 㪌㪑㪈㪌㪑㪇㪇㩷㩿㪿㪑㫄㪑㫊㪀図８

遠地地震を捉えた傾斜データ
駒ヶ岳と裾野の傾斜データは１８０度変換値を用いている。

−３９−

５．２．遠地地震の観測データによる検証

野観測点とも極性を反転させたデータを用いている。今

潮汐変化による検討では、駒ヶ岳観測点と裾野観測点回はこの報告と前後したが、詳細な解析に先だち傾斜計の出力極性が反転している結果となった。ここでは、遠センサー方位の検証をおこなった。今後は特に記さない

地地震による長周期の揺れを観測したデータを用いて検限り、駒ヶ岳観測点と裾野観測点の傾斜データは、極性証をおこなった。

を反転させて使用する。

各観測点において、２００３年５月２１日１９時４４分（日本時間２２日０３時４４分）にアルジェリア北部で発生したア

参考文献

ルジェリア ブーメルデス地震（Ｍ６．
８）の地震波を捉えた

代田寧、伊東博、棚田俊收、八巻和幸 （２００２ａ） 神奈

傾斜データ（１分値データ）を図８に示す。なお、駒ヶ岳

川県西部地域における最近２年間の傾斜観測結果，温地研報告，３３，４３-４８．

観測点と裾野観測点のデータは、出力極性を反転してある。各観測点とも、地震発生後１５分程度経過した０４時

代田寧、棚田俊收、伊東博 （２００２ｂ） ２００１
（平成１３）年頃から変化が現れ、０４時４０分頃に最も大きなピークがあ

箱根群発地震活動に関連した地殻傾斜変動，温地研報る。同じ地震波を捉えたといっても、観測点における地告，３４，３５-４４．

形等の影響により、必ずしも完全に一致するわけではな

Matsumoto，K．，Sato，T．，Takanezawa，T． and Ooe，

いが、全ての観測点がほぼ同様の波形を示していること

M． （２００１） GOTIC２： A program for computationがわかる。したがって、遠地地震による観測データから

ofも、潮汐変化による検討結果と同様に、駒ヶ岳観測点とJapan，４７，２４３-２４８．

裾野観測点の出力極性が反転している（１８０度ずれていoceanic

tidal

loading

effect．，J． Geod． Soc．，

温泉地学研究所 （１９９９） 温泉地学研究所における「神奈川県西部地震」の取り組み，温地研報告，２９，３-４０．

る）ことが示された。

温泉地学研究所 （２００２） ２００１年箱根火山の群発地震活動について，火山噴火予知連絡会会報，８０，４５-４８．

６．おわりに
温泉地学研究所で実施している傾斜観測点の設置方位

Sato，T．and
theについて、平常時に観測される潮汐変化、および遠地地

computation

ofoceanic

tidal

programloadingforeffects'GOTIC'．，Publ．Int． Lat． Obs． Mizusawa １８，震による長周期の揺れを捉えたデータから検証した結果、

２９-４７．

駒ヶ岳観測点と裾野観測点の出力極性が反転していることがわかった。この原因については明確ではないが、計Hanada，H． （１９８４） A棚田俊收、代田寧、伊東博、袴田和夫 （２００２） ２００１
（平成１３）年箱根火山の群発地震活動について，温地研観器の設置ミスや配線ミスなどが考えられる。

測だより，５２，１-４．

駒ヶ岳観測点においては、これまでも出力極性が反転している可能性が高いと考え、観測データの出力を反転八巻和幸、小鷹滋郎、伊東博、棚田俊收、大木靖衛させて対応してきた。箱根火山において大きな傾斜変動（１９９０） 箱根火山 ･ 傾斜変化解析システム，温地研報が生じた２００１年の活動に関する報告（代田ほか、２００２ｂ）

告，２１（３），８７-１０２．のなかでおこなった解析についても、駒ヶ岳観測点、裾−４０−