地震予知連絡会会報第 106 巻

３−７

2021 年 9 ⽉発⾏

2021 年 2 ⽉ 13 ⽇福島県沖の地震による⾼周波エネルギー輻射量
High-frequency energy release from the off-Fukushima prefecture earthquake
on February 13, 2021
防災科学技術研究所
National Research Institute for Earth Science and Disaster Resilience

2021 年 2 ⽉ 13 ⽇ 23 時 7 分頃，福島県沖の深さ 55km 付近を震源とする MJ7.3（Hi-net 震源の深さ 57km，Hi-net マグニチュード MHi7.6）の地震が発⽣した．本稿では同地震発⽣後の地震活動について，連続地震波形エンベロープ解析から得られた 4-20Hz 帯域のエネルギー輻射量推定結果を報告する．また，今回の震源域の北側で発⽣した 2003 年（MJ7.1）および 2011 年（MJ7.2）のスラブ内地震における⾼周波エネルギー輻射量の推移と⽐較し，３個の地震で共通する特徴について述べる．

解析に先⽴ち，第１図に⽰す Hi-net（KiK-net）地震観測点（⾚三⾓）の速度波形記録に 4-20Hz帯域のバンドパスフィルタを施し，３成分波形を２乗和して１秒ごとに平均値をとり，密度2800kg/m3 をかけてエネルギー密度の次元をもつエンベロープを作成した．また，コーダ波規格化法 1)を⽤いて，N.MKJH 観測点を基準点とするサイト増幅補正を⾏った．使⽤した観測点では本震時に強震動による波形の飽和 2)が⾒られたため，本震については Hi-net に併設されている KiK-net
地中強震計の加速度記録を積分して速度に変換し，Hi-net 記録と同様の処理を⾏った．得られた地震波形エンベロープにエンベロープインバージョン解析 3)を施し，⾼周波エネルギー輻射量の時間変化を推定した．エネルギー輻射点は余震域の中⼼付近（第１図中⾚丸）に固定した．解析に使⽤した各パラメータは，VP=6.58km/s，VS=3.80km/s，散乱係数 g0=1.5×10-2km-1，内部減衰 Qi-1=1.0×10-3，ガウス型ランダム不均質媒質の速度揺らぎ強度ε=0.146，相関距離 a=5km と定めた．

第２図 a に，4-20Hz 帯域でのエネルギー輻射量の推移と Hi-net マグニチュードに基づく M-T 図を⽰す．本震発⽣から 10 ⽇以内では MHi5.0 以上の地震は８回発⽣しており，最⼤余震は本震の44分後に発⽣した MHi5.8 の地震である．本震に対する最⼤余震による⾼周波エネルギー輻射量の割合はおよそ 0.09%である．第２図 b，c に，余震による積算⾼周波エネルギー輻射量と，同量を本震による⾼周波エネルギー輻射量で規格化した値（NCER）の推移をそれぞれ⽰す．本震発⽣から10 ⽇後までの余震による積算エネルギー輻射量は，本震の⾼周波エネルギー輻射量の 0.57%である．この割合は 2003 年宮城県沖の地震（MHi7.5，0.85%）や，2011 年宮城県沖の地震（MHi7.6，0.87%）と同程度である．なお，2003 年，2011 年，および今回のスラブ内地震は，いずれも余震による⾼周波エネルギー輻射が似たような推移を⽰しており（第２図 b, c），この地域で発⽣するスラブ内地震に伴う余震活動が共通の特徴を持つことを⽰唆する．
なお，今回の本震による⾼周波エネルギー輻射量は 2.2×1015J であり，2003 年宮城県沖の地震（1.8×1015J）と同程度で，2011 年宮城県沖の地震（1.8×1016J）よりも⼀桁⼩さい値であった．ただし 2011 年の地震は東北地⽅太平洋沖地震直後の活発な地震活動が継続する中で発⽣しており，使⽤可能な観測点も少なかったため，推定値に⼤きな誤差が含まれると考えられる．
（澤崎 郁）SAWAZAKI Kaoru－165－地震予知連絡会会報第 106 巻

2021 年 9 ⽉発⾏

参考文献1)

Phillips, W., and K. Aki (1986), Site amplification of coda waves from local earthquakes in central
California, Bull. Seism. Soc. Am., 76, 627-648.

2)

汐見勝彦，小原一成，笠原敬司 (2005)，防災科研 Hi-net 地震計の飽和とその簡易判定，地震

第 2 輯，57，451-461.
3)

Sawazaki, K., H. Nakahara, and K. Shiomi (2016), Preliminary estimation of high-frequency (4-20 Hz)
energy released from the 2016 Kumamoto, Japan, earthquake sequence, Earth Planets and Space, 68,
183.

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第1図Hi-net 震源に基づく福島県沖の地震の震源（黄星印），および本震後 10 日間に発生した地震（黒丸）の震源分布．三角および赤丸印は，高周波エネルギー輻射量推定に使用した Hi-net（KiK-net）観測点，および設定したエネルギー輻射点の位置を示す．紫および青の星印と丸は，それぞれ 2003 年および 2011 年の宮城県沖の地震による震源と 10 日間の地震分布（点線の枠内のみ）を表す．

Fig. 1

Location of Hi-net hypocenters of the 2021 off-Fukushima prefecture earthquake (yellow star) and its aftershocks
occurring within 10 days (black circles). Triangles and red circle represent Hi-net (KiK-net) stations and the energy
release point used for the analysis, respectively. The purple and blue stars and circles represent Hi-net hypocenters ofthe 2003 and the 2011 off-Miyagi prefecture earthquakes and their aftershocks within 10 days, respectively.

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地震予知連絡会会報第 106 巻 2021 年 9 月発行

第2図（a）本震発生後 10 日間の 4-20Hz 帯域のエネルギー輻射量の推移（黒線，左縦軸），および Hi-net マグニチュードに基づく M-T 図（灰色丸，右縦軸）．エネルギー輻射量 W と MHi との関係はlogW=1.6MHi+2.83)としている．（b）本震発生直後からの 4-20 Hz 帯域の積算エネルギー輻射量の推移．
赤，黒，灰色の線はそれぞれ福島県沖の地震，2003 年宮城県沖の地震，および 2011 年宮城県沖の地震に伴い発生した余震による積算エネルギー輻射量．最大余震（MHi5.8）が起こった時刻（括弧内）を赤矢印で示す．(c) 図(b)の積算エネルギー輻射量をそれぞれの「本震」によるエネルギー輻射量で規格化した相対積算エネルギー輻射量（NCER）の推移．

Fig. 2(a) Time-lapse change in the 4 – 20 Hz energy release rate (black curve, left ordinate) and the M-T plot of Hi-net
magnitude (gray circles, right ordinates). The relationship between the energy release W and MHi is given by
logW=1.6MHi+2.83). (b) Cumulative 4 – 20 Hz energy release by the aftershocks for each of the off-Fukushima
prefecture earthquake (red), the 2003 off-Miyagi prefecture earthquake (black), and the 2011 off-Miyagi prefectureearthquake (grey). Red arrow indicates occurrence of the largest aftershock (MHi5.8) with the lapse time after themainshock in the bracket. (c) Same to Fig. (b) except that the cumulative energy releases are normalized by theenergy released by their “mainshock” (Normalized Cumulative Energy Release; NCER).

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