新型コロナウイルス禍に東京で観察された地震計ノイズレベルの低下
矢部優 1）・今西和俊 2）・西田

究 3）

ように思われますが，地震計記録の中で地震のシグナルを１．はじめに捉えている時間はほんの一部にすぎません．残りの大部
世界有数の地震国である日本では，地震観測網が陸域と分の時間は地面の乱雑な揺れ（＝ノイズ）を捉えています．

海域の両方に展開されています．緊急地震速報のようなノイズと言っても，その揺れには意味があることがこれま

防災・減災に資する仕組みも，スロー地震の発見（Obara,での研究で明らかになってきました．例えば，落石や土砂2002）のような世界に先駆けた研究成果も，世界に誇る崩れのような地表での現象がノイズの中に隠れています

日本の地震観測網によってもたらされました．この地震観（Yamada et al. , 2013）．また，気象現象によっても地面の測網は目的によって幾つかの種類があります．陸域の全国振動が生み出されノイズの一部となっていることが分かっ的な地震観測網では，小さな地震まで観測できる高感度て い ま す（Longuet-Higgins, 1950；Hasselmann, 1963）．

地震観測網（Hi-net），強い地震動を観測できる強震観測網

さらに，そのような自然現象と同様に，人間活動（経済活（K-NET・KiK-net），速い振動からゆっくりした振動まで動）もノイズの一部となっていることが知られています（岡広い周波数帯域にわたる観測ができる広帯域地震観測網

田・小原，2000）．例えば，地震計のノイズの大きさは，（F-net）などが挙げられます．世界中の研究者が，このよ

昼間に大きく夜間に小さくなります．１週間の中では平日

うな日本の観測データを用いて地震現象の研究に取り組んに大きく週末に小さくなります（第１図）．年末年始やゴーでいます．

ルデンウィークなどの大型連休の際には特に小さくなりま

地震計というと，地震による地面の振動を記録している

第1図

す．このようなノイズの大きさの時間変化は，人間活動が .IKBM（池袋）観測点における平均的なノイズの大きさ．赤い色ほどノイズが大きいことを示す．各曜日の日中は夜E間に比べてノイズが大きいこと，そして週末に比べて平日にノイズが大きいことが分かる．観測点の位置は第 2 図を参照．本図は Yabe et al. (2020) から修正したものである．

1）産総研 地質調査総合センター 活断層・火山研究部門

キーワード：新型コロナウイルス，地震計，ノイズ，人間活動

2）産総研 地質調査総合センター 研究戦略部
3）東京大学 地震研究所

113-0032 東京都文京区弥生 1-1-1

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矢部ほか

第2図

首都圏地震観測網（MeSO-net）の観測点図．（左）首都圏全体の観測点図．三角は観測点を表す．青い三角は解析に使用した観測点を表す．（右）使用した観測点周辺の拡大図．赤い三角はノイズ低下が確認された観測点を示す．黒い三角はノイズ低下が確認されない観測点を示す．本図は Yabe et al. (2020) から修正したものである．

大きなノイズ源であることを示唆しています．具体的なノMeSO-net 観測点のうち東京都中心部と埼玉県南部の一部

イズ源としては，車両や電車などの交通，ビルや工場にお観測点について調査しました（第２図）．

ける機械の振動などが考えられます．
2020 年は新型コロナウイルス感染症（COVID-19）の流

３．ノイズの大きさの時間変化

行によって，経済活動が様々な制約を受けるなど大きな影響が出ています．特に 4 月から 5 月にかけて緊急事態宣

ノイズの大きさは通常時でも曜日や時間によって変動す言が発令された際には，可能な限りの在宅勤務が求められることが知られています．そこで，まずは各曜日・時間のるなど人間活動が大きく低下しました．これまで知られて平均的なノイズの大きさを COVID-19 が流行する以前のいる地震計ノイズの特徴を考えると，今回の COVID-19 にデータから定義しました．第 1 図には E.IKBM（池袋）の観よる人間活動の低下はノイズの大きさにも影響を与えてい測点（場所は第２図を参照）における平均的なノイズの大ると考えられます．実際，そのようなノイズ低下が世界中きさを示しています．週末（土曜の午後から日曜にかけて）の都市で観察されたことが Science 誌にも報告されましたにノイズの大きさが小さくなっていること，平日でも夜間（Lecocq et al. , 2020）．本稿では，日本においてその影響にはノイズが小さくなっていることが確認できます．次にを初めて調査した Yabe et al. (2020) の内容を紹介します．

2020 年上半期のノイズの大きさを第３図に示します．ここでは，COVID-19 による人間活動の低下の影響を明瞭に２．首都圏地震観測網するため，第 1 図の平均的なノイズの大きさに対する比としてノイズの大きさを表示しています．第 3 図を見ると，

本研究では，首都圏地震観測網 (MeSO-net) と呼ばれる3 月末から 4 月上旬にかけての期間で，ノイズの大きさが地震観測網のデータを使用しました．MeSO-net では，首かなり低下していることがわかります．このような大きな

都圏の主に学校の敷地内に集中的に 300 点ほどの観測点低下は COVID-19 が流行する以前のデータには見られないが配置されています（第 2 図）
．Hi-net の地震計はできるため，前例のない出来事が起きたことを示しています．一だけノイズを小さくするために 100 m から 1 km 程度の方で，ゴールデンウィーク明け後の 5 月後半から 6 月に地下に設置されていますが，MeSO-net の地震計は比較的かけての期間では，ノイズの大きさが回復傾向にあること

地表に近い地下 20 m 程度に設置されているため，人間も分かります．

活動に由来するノイズの影響を相対的に強く受けていて，本研究では，Agoop 株式会社発表の鉄道駅周辺の滞在本研究の目的に適していると期待されます．本研究では，人口データを人間活動の活発さの指標と考え，ノイズの大312   GSJ 地質ニュース Vol. 9 No. 11（2020 年 11 月）

新型コロナ禍に東京で観察された地震計ノイズレベルの低下

第3図

第4図

 .IKBM（池袋）観測点における，2020 年前半のノイズの大きさの時間変化．平均的なノイズEの大きさに対する比を示す．青いほどノイズが低下していることを示す．3 月末から 4 月上旬にかけてノイズが低下し，5 月後半から 6 月にかけて回復傾向にあることが分かる．本図は Yabe et al. (2020) から修正したものである．

 震計ノイズと人間活動の比較．（左）地震計ノイズの時間変化．第 3 図に示したデータについて，5-10 Hz（赤）地と 25-35 Hz（青）の 2 つの周波数帯域における代表値の時間変化を示す．（右）Agoop 株式会社提供の池袋駅周辺の滞在人口データ．青色と橙色はそれぞれ平日と休日のデータを表す．緑字で示した [A] から [D] のタイミン
グは，COVID-19 に関連した社会的な出来事が発生したタイミングを示す．本図は Yabe et al. (2020) から修正したものである．

きさの時間変化と比較しました（第 4 図）
．この滞在人口これに調和するように回復傾向に転じています．緊急事態

データは，携帯電話の位置情報を元に，どのくらいの人数宣言が解除されたのは 5 月末ですが，その前から人間活が鉄道駅周辺の一定エリア内にいるかを滞在時間の重み付動が再開しつつあったことが読み取れます．

きで推計したデータです．池袋駅周辺の滞在人口は 3 月

このように，人間活動の指標である滞在人口データと地末から 4 月上旬にかけての期間で大きく減少しています．

震計ノイズの大きさとの振る舞いは，よく一致しているこ

地震計ノイズが低下する時期と一致するこの期間は，都知とが明らかになりました．このことは，ノイズ源が人間活事による自粛要請や緊急事態宣言の発令など，人間活動に動であることを裏付けるとともに，地震計ノイズが人間活大きな影響を与えたと考えられる出来事が発生した時期に動の活発度の指標になりうることを示しています．前述し対応しています．一方で，ゴールデンウィーク明け後の 5た通り，地震計ノイズの一部が人間活動由来であることは月後半から 6 月にかけての期間には，徐々に滞在人口が認識されていましたが，本研究のように人間活動の指標と回復し始めている様子も確認できます．地震計のノイズも直接的に比較する機会はあまりありませんでした．そのた

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矢部ほか

め今回の新型コロナウイルス禍は，地震計ノイズの性質に

Möllhoff, M., Nesbitt, I. M., Niyogi, S., Ojeda, J., Oth,ついて理解を深める貴重な機会となりました．

A., Proud, S., Pulli, J., Retailleau, L., Rintamäki, A. E.,Satriano, C., Savage, M. K., Shani-Kadmiel, S., Sleeman,R., Sokos, E., Stammler, K., Stott, A. E., Subedi, S.,

４．今後の展望

Sørensen, M. B., Taira, T., Tapia, M., Turhan, F., van
本研究により，人間活動指標との直接的な比較によって，

der Pluijm, B., Vanstone, M., Vergne, J., Vuorinen, T.

地震計ノイズの一部が人間活動に由来することが裏付けら

A. T., Warren, T., Wassermann, J. and Xiao, H.. （2020）

れました．しかし，具体的にどのような人間活動がどの程Global quieting of high-frequency seismic noise due

度のノイズをもたらしているか，という点は未だ明らかに

to COVID-19 pandemic lockdown measures, Science ,なっていません．人間活動の指標となりうるものは，滞在369（6509）, 1338-1343. doi: 10.1126/science.

人口以外にも交通量・鉄道ダイヤ・工場の稼働状況など様々

abd2438.

あると予想されます．各観測点周辺の環境を考慮した上でLonguet-Higgins, M. S. (1950）A theory of the origin of

様々な指標と比較するなど，定量的な理解にはより詳細なmicroseisms. Philosophical Transactions of the Royal研究が必要となります．都市環境下での新たな地震観測とSociety of London, Series A , 243, 1–35. doi:10.1098/

種々の人間活動指標との比較を通して，人間活動由来の地

rsta.1950.0012.

震計ノイズについてさらに理解を深めることで，世界中にObara, K.（2002）Nonvolcanic deep tremor associated with設置された多くの地震計の新たな活用手段が見つかるかも

subduction in southwest Japan. Science , 296(5573),しれません．

1679–1681. doi:10.1126/science.1070378.
岡田義光・小原一成（2000）関東・東海地域の高感度地
文

献

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究所研究報告，60，15-39．

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J., Girona, T., Grecu, B., Grunberg, M., Hetényi, G.,Horleston, A., Inza, A., Irving, J. C. E., Jamalreyhani,E., Lindsey, N. J., McKinnon, M., Megies, T., Miller, M.

YABE Suguru, IMANISHI Kazutoshi and NISHIDA Kiwamu（2020）Seismic noise reduction in Tokyo observed during
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S., Minarik, W., Moresi, L., Márquez-Ramírez, V. H.,（受付：2020 年 11 月 17 日）

M., Kafka, A., Koymans, M. R., Labedz, C. R., Larose,314   GSJ 地質ニュース Vol. 9 No. 11（2020 年 11 月）