12 −６ 気象庁震度データベースを用いた地震予測
Earthquake forecasting by using the seismic intensity database of Japan
Meteorological Agency
滋賀県立大学環境科学部・国土地理院
Sch. Environ. Sci., Univ. Shiga Pref. and Geospatial Information Authority of Japan
1．はじめに
個人レベルで地震災害に備えるにあたっては，地震に関する正しい知識に基づいた判断がなされることが望ましい．しかし，一般市民の地震活動に対する知識は，地震研究者のそれとかなりの差があるのが実情である．最近，携帯電話やファックス，インターネット等を利用した民間の地震予知・予測有料サービスが多くなってきたが 1），地震研究者からみれば，通常の地震活動から想定される地震を予知・予測したに過ぎないケースでも，そのユーザー（一般市民）が高く評価していることが多い．これは，逆に言えば，通常の地震活動に対する研究者側の啓発活動が不十分であることを意味する．
2)

本報告で紹介する「地震予測」手法 は，オリジナルの物理的モデルや統計的モデルを新たに提案して，より信頼性の高い手法を確立するための学術的な議論を行うためのものではない．通常の地震活動から当然予想できる地震発生について，一般市民に「地震の相場観（どの程度の地震なら起きても当たり前という感覚）」を理解してもらうことを主眼としている．そのために，「地震」イベントを震源カタログから集計するのではなく，より体感に近く一般の人も使いやすい気象庁の震3）度データベース を用いた手法を採用した．数ヶ月から 1 年程度の，日常生活の時間に対応した期間において，当たり前に起きている地震の頻度に基づき，分かりやすい表現でやや強めの地震を体感する確率を示すことで，定常的な地震活動のレベルを理解できることを目指している．また，それは，地震の予知・予測に関する地震学の実力を伝えることにもつながるだろう．
2．手法
4）

この手法の原理は，今給黎（2016） に基づく．任意の場所 A を対象とし，気象庁震度データベースを用いて Y1 年〜 Y2 年の間である震度 X 以上の地震が発生した回数をカウントし，それをもとに震度 X 以上の地震が発生する平均間隔 T（日）を求める（震源は，想定する場所 A から離れていてもよい）．ここで，この震度 X 以上の地震が，この平均間隔で定常ポアッソン過程に従って発生すると仮定すると，あるｔ日間に対象とする場所 Y で震度 X 以上の地震が発生する確率ｐは1-exp（-t/T）であらわされる．
上述の確率値を用いて，以下のような予報を出すことにする．適当なしきい値 P1，P2 を定め（P1＞ P2），ｐ＞＝ P1 であれば「場所 Y で t 日間に震度 X 以上の地震が発生する」と予測（赤予報），ｐ＜ P2 であれば「場所 Y で t 日間に震度 X 以上の地震は発生しない」と予測（青予報），P2 ＜＝ｐ＜ P1 なら「場所 Y で t 日間に震度 X 以上の地震が発生するかどうかは不明」と予測（黄予報）するものとする．今回は，場所 Y を各都道府県，期間 t を 3 ヶ月（＝ 90 〜 92 日）および 1 年（＝365 〜 366 日），震度 X を 4，しきい値 P1 を 0.7，P2 を 0.3 とした．平均発生間隔を決める期間は，2001 年〜 2010 年（期間 A），2012 年〜 2014 年（期間 B），2013 年〜 2015 年（期間 C）とし，期間 A で求めた平均発生間隔で 2015 年と 2016 年の予測を，期間 B で求めた平均発生間隔で 2015 年− 486 −

の予測を，期間 C で求めた平均発生間隔で 2016 年の予測をそれぞれ行い，実際の地震活動と比較して結果を検証した．
なお，1884 年にスタートした日本の震度観測には，観測手法や観測点の数についてかなりの変化があるので注意が必要である．特に 1995 年兵庫県南部地震（阪神・淡路大震災）後の 1996 年度
から，震度観測が体感観測から機械観測に代わり，数年かけて震度観測点が 1995 年当時の観測点（約300 点）の 10 倍以上になった事は（現在は約 4,000 点），最近の最も大きな変更点である 5）．すなわち，1995 年以前と 1996 年以降の震度データベースは，同等に取り扱うことができない．また，1996 年以降の数年間も上述のように移行期間であることを考慮し，本解析では，2001 年以降について平均発生間隔を求めている．
3．結果
上記の A 〜 C 期間それぞれについて，各都道府県で震度 4 以上の揺れを感じた地震の平均発生間隔を第 1 表に示す．2011 年東北地方太平洋沖地震の余震活動の影響を強くうける東日本では，A期間よりも B 期間・C 期間で平均発生間隔が短くなっているが，西日本では，むしろ，A 期間の方が平均発生間隔が短くなっているという傾向がある．また，東日本で A 期間より B 期間・C 期間の平均発生間隔が短くなっている地域では，B 期間よりも C 期間の方が平均発生間隔が長くなる傾向にあり，2011 年東北地方太平洋沖地震の余震活動が徐々に衰えていることを反映していると考えられる．
A 期間の発生間隔を用いた 365 日間の予測結果を第 1 図に示す．2015 年は 365 日で 2016 年は366 日だが，上述のように「赤予報」「黄予報」「青予報」のしきい値 P1 を 0.7，P2 を 0.3 とすると366 日でも 365 日でも予報の区分に差はないので，第 1 図を 2015 年と 2016 年の予測と考えてもよい．
同様にして，B 期間の発生間隔を用いた 365 日間の予測結果を第 2 図に，C 期間の平均発生間隔を用いた 366 日間の予測結果を第 3 図に示す．また，2015 年と 2016 年に各都道府県で震度 4 以上の地震が発生したかどうかを第 4，5 図にそれぞれ示す．
第 1 図を，2015 年と 2016 年の 1 年間予測，第 2 図を 2015 年の 1 年間予測，第 3 図を 2016 年の1 年間予測として結果を評価してみる．第 2 表に第 1 図の予測と 2015 年の実際の地震の有無の数，
第 3 表に第 1 図の予測と 2016 年の実際の地震の有無の数，第 4 表に第 2 図の予測と 2015 年の実際の地震の有無の数，第 5 表に第 3 図の予測と実際の地震の有無の数をそれぞれ示した．これらの表
では，期間中に同じ都道府県で震度 4 以上の地震が複数回発生しても 1 回とカウントしている．また，それぞれの表で，赤予報については，適中率（出した予報がどれくらいあたるかの割合）と予知率（発生した地震の中でどれくらい予知されていたかを示す割合） を計算した．青予報につい6）ては，青予報を出して実際に地震が起きなかった割合を仮に「安心率」として計算した．黄予報については評価していない．
1 年間予測で，2015 年の予測結果（第 2 表，第 4 表）に比べ 2016 年の予測結果（第 3 表，第 5 表）の予知率が低下しているのは，主に 2016 年熊本地震の影響による．期間 A（2001 年〜 2010 年）や，期間 C（2013 年〜 2015 年）で比較的地震活動の低かった九州で 2016 年熊本地震が発生し，熊本県およびその周辺の多くの地域で震度 4 以上の地震が発生したからである．当然のことであるが，過去の地震活動が低い地域で発生する地震に対して，この手法では予測が難しいことを示している．
同様に，2015 年の 1 〜 3 月・4 〜 6 月・7 〜 9 月・10 〜 12 月の各 3 ヶ月について，期間 B の平均発生間隔を用いて震度 4 以上の地震発生予測を行った．検証した結果を第 6 表に示す．1 年予測の− 487 −場合（第 4 表）に比べて，予測期間（t）が短くなるので確率は小さくなり，結果として，赤予報の割合が減り，青予報の割合が増える．また，予報期間が短くなるので適中率も下がる．
平均発生間隔と見積もった期間（A 〜 C）それぞれについての，1 年予測の結果を第 7 表に，3ヶ月予測の結果を第 8 表に示す．1 年予測では，期間 A による予測と期間 B や期間 C による予測で差は無いように思える．3 ヶ月予測では，期間 B や期間 C による予測（直前 3 年の平均発生間隔による予測）の方が，予知率・適中率ともに成績が良い．2011 年東北地方太平洋沖地震による，主に東日本太平洋側の地震活動の活発化によってこのような結果になったと考えられる．
4．まとめ
ある震度以上の地震の平均発生間隔を求めるだけで，定常的な地震活動を仮定して定常ポワソン過程に基づく「中期予測」（1 年および 3 ヶ月の予測）ができ，震度 4 程度の地震（動）であれば相当の「適中率」が見込める．基本的には，サイコロの目の予測と同じなので，このような単純な「予測」を通じて定常的地震活動がイメージ可能な確率で理解できる．種々の予測情報を評価するには，このような予測と比較することが重要であるし，その種の比較が，一般の方にもできるような環境を整えていくことが，地震の観測・研究を行う機関の 1 つの役割でもあると考える（小泉尚嗣・今給黎哲郎）．
5．謝辞
3）

気象庁震度データベース 構築に貢献している気象庁職員をはじめとする多くの関係者に感謝する．
参考文献
1） 村井俊治，2015，地震は必ず予測できる，集英社，172pp．
2） 小泉尚嗣・今給黎哲郎，2016，地震ジャーナル，62，35-40．
3） 気象庁，2017，http://www.data.jma.go.jp/svd/eqdb/data/shindo/ index.php，2017 年 6 月確認．
4） 今給黎哲郎，2016, 地震予知連絡会会報，95，425-431．
5） 気象庁，2009，
http://www.data.jma.go.jp/svd/eqev/data/study-panel/shindo-kentokai/ hensen.pdf，
2017 年
6 月確認．
6） 宇津徳治，1977, 地震 2，30，179-185．
7） 白地図ぬりぬり，https://n.freemap.jp/，2017 年 6 月確認．

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第 1 表 各都道府県における震度 4 以上の地震の平均発生間隔
Table 1 Average interval of the earthquake whose seismic intensity in JMA is 4 or greater in each prefecture.

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第 2 表 期間 A（2001 〜 2010 年）の平均地震発生間隔からの 2015 年の 1 年予測の検証結果
Table 2 Evalulation of the earthquake forecasting for one year in 2015. The forecasting is based on the average interval of theearthquake whose seismic intensity in JMA scale is four or greater in each prefecure in the period A (2001-2010)

第 3 表 期間 A（2001 〜 2010 年）の平均地震発生間隔からの 2016 年の 1 年予測の検証結果
Table 3 Evalulation of the earthquake forecasting for one year in 2016. The forecasting is based on the average interval of theearthquake whose seismic intensity in JMA scale is four or greater in each prefecure in the period A (2001-2010)

第 4 表 期間 B（2012 〜 2014 年）の平均地震発生間隔からの 2015 年の 1 年予測の検証結果
Table 4 Evalulation of the earthquake forecasting for one year in 2015. The forecasting is based on the average interval of theearthquake whose seismic intensity in JMA scale is four or greater in each prefecure in the period B (2012-2014)− 490 −

第 5 表 期間 C（2013 〜 2015 年）の平均地震発生間隔からの 2016 年の 1 年予測の検証結果
Table 5 Evalulation of the earthquake forecasting for one year in 2016. The forecasting is based on the average interval of theearthquake whose seismic intensity in JMA scale is four or greater in each prefecure in the period C (2013-2015)

第 6 表 期間 B（2012 〜 2014 年）の平均地震発生間隔からの 2015 年の 3 ヶ月予測（4 回分）の検証結果
Table 6 Evalulation of the earthquake forecasting for each three months in 2015. The forecasting is based on the averageinterval of the earthquake whose seismic intensity in JMA scale is four or greater in each prefecure in the period B(2012-2014)

第 7 表 2015 年と 2016 年の 1 年予測の評価
Table 7 Evaluation of the one-year-forecast of 2015 and 2016.

第 8 表 2015 年と 2016 年の 3 ヶ月予測の評価
Table 8 Evaluation of the three-month-forecast of 2015 and 2016.

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第1図

期間 A（2001 〜 2010）の地震活動に基づく震度 4 以上の揺れを感じる地震の各都道府県における 1 年間予報．
赤：地震あり（70％以上），黄色：不明（30-70％），青：地震無し（30％未満）．なお，この図の作成には，
7）「白地図ぬりぬり」 というプログラムを用いた．第 2 〜 5 図も同様である．
Fig.1 Forecast of the earthquake whose seismic intensity in JMA scale is four or greater in each prefecture for one year. Red:
The probability is 70% or greater, Yellow: The probability is 30% or greater but smaller than 70%. Blue: The probability
is smaller than 30%. Each probability is calculated from the seismic activity in the period-A (2001-2010). This ﬁgure
was drawn by the program for map display named “Shiro-chizu nuri nuri”7). The other ﬁgures were also drawn by thesame program.

第2図期間 B（2012 〜 2014）の地震活動に基づく震度 4 以上の揺れを感じる地震の各都道府県における 1 年間予報．
赤：地震あり（70％以上），黄色：不明（30-70％），青：地震無し（30％未満）．
Fig.2 Forecast of the earthquake whose seismic intensity in JMA scale is four or greater in each prefecture for one year. Red:The probability is 70% or greater, Yellow: The probability is 30% or greater but smaller than 70%. Blue: The probability
is smaller than 30%. The probability is calculated from the seismic activity in the period-B (2012-2014).

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第3図Fig.3

期間 C（2013 〜 2015 年）の地震活動に基づく震度 4 以上の揺れを感じる地震の各都道府県における 1 年間予報．赤：地震あり（70％以上），黄色：不明（30-70％），青：地震無し（30％未満）．
Forecast of the earthquake whose seismic intensity in JMA scale is four or greater in each prefecture for one year. Red:The probability is 70% or greater, Yellow: The probability is 30% or greater but smaller than 70%. Blue: The probability
is smaller than 30%. The probability is calculated from the seismic activity in the period-C (2013-2015).

第 4 図 2015 年の各都道府県における震度 4 以上の地震の発生の有無．赤：地震あり，青：地震無し .
Fig.4 Occurrence of the earthquake whose seismic intensity in JMA scale is four or greater in each prefecture in 2015. Red:
The earthquake occurred. Blue: The earthquake did not occur.

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第 5 図 2016 年の各都道府県における震度 4 以上の地震の発生の有無．赤：地震あり，青：地震無し .
Fig.5 Occurrence of the earthquake whose seismic intensity in JMA scale is four or greater in each prefecture in 2016. Red:
The earthquake occurred. Blue: The earthquake did not occur.

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