第9回国土セーフティネットシンンポジウム
2010年 2月 4日

災害軽減：震度の一歩先」を目指して直下地震や巨大地震の減災に役立つ
緊急時地震速報システムの構築をめ
ざして
入倉孝次郎
愛知工業大学地域防災センター

今日のお話
１．緊急地震速報の仕組み
２．緊急地震速報の問題点
３．より早くかつ精度よい緊急地震速報の開発
４．巨大地震のときにも効果的緊急地震速報を提供するために
５．地震瞬時速報システム（防災科研）の開発の重要性
６．まとめ

緊急地震速報の仕組み

気象庁ホームページ
http://www.seisvol.kishou.go.jp/eq/EEW/kaisetsu/index.html

緊急地震速報システムのマグニチュードの推定（気象庁, 2008）

緊急地震速報システムの震度の推定（気象庁, 2008）

2008年岩手・宮城内陸地震のときの緊急地震速報（第2報：警報）
気象庁（2008年7月31日）
災害時地震速報
岩手・宮城内陸地震

想定東南海地震に対する
緊急地震速報の予測震度と中防の強震動予測の比較
緊急地震速報の震度シミュレーション

中央防災会議の震度予測(2001)

緊急地震速報の問題点✓断層の近傍地点で配信が間に合わない→被害の大きな場所に早く提供することが必要✓M８クラスの巨大地震では予測震度が過小評価となる地点が生じる→震源の情報として、マグニチュードではなく破壊域を提供することが必要リアルタイム震度（功刀他,2008）の変化
緊急地震速報KiK-net一関西：地表
第1報

加速度(gal)

EW

NS

リアルタイム震度UD

6.0

震度5弱超過08:43:48.0

防災科研システム
第1報

時間（秒）

リアルタイム震度

最終6.3

-net一関西におけるリアルタイム
主要動到達までの猶予時間 KiK
震度が5弱相当を超過したタイミング

KiK-net一関西のリアルタイム震度が5弱相当を超過した時点で、情報を発信できれば、間に合わない領域を非常に小さくすることが可能であった。
防災科研システムREIS（実績）

緊急地震速報（実績）

震度相当値

情報提供の間に合わない領域

最大動の出現時間

変位変位

速度

加速度

速度

リアルタイム震度
加速度

リアルタイム震度

干場 ほか(2009) 加筆

P波とS波の最大加速度の関係

相関係数 0.94

実測震度

54321
Sho

01101001000

10000

実測地表面S波最大加速度（gal）

NF, 相関係数0.88

7NF, 相関係数0.84

相関係数 0.84
61000

5

実測震度

6

相関係数 0.88

10000

Sho

NF, 相関係数0.94

Intensity

7P波最大加速度と震度の関係
Intensity

S波最大加速度と震度の関係

実測地表面S波最大加速度（gal）

P波最大加速度と震度の関係式

100432101PP

10.1

1101001000

実測地表面P波最大加速度（gal）

00.11

ここに、
I :震度
Pmax：P波地表面最大加速度，上下成分(cm/s2)

100

1000

実測地表面P波最大加速度（gal）

既往の研究では最大速度と震度が相関がよいと言われている。
Ｐ波最大加速度からの震度の予測も可能である。

I = 2.18 ⋅ log P max + 0.77

10提案する震度予想手法
P波が到達した地点の加速度波形（P波最大加速度）を用いてP波加速度マグニチュード計算式
1
MP =⋅ (log Pmax + log r + 0.0055 ⋅ r + 0.338)
0.600 ＋地点ごとのP波のサイト特性（補正）P波加速度マグニチュード（MP）を算出する

ターゲットの地点のP波最大加速度距離減衰式
log Pmax = 0.600 ⋅ M P − log r − 0.0055 ⋅ r − 0.338

地表面における最大加速度＋地点ごとのP波のサイト特性（補正）

を予測

震度推定式

I = 2.18 ⋅ log P max + 0.77
＋地点ごとの震度のサイト特性（補正）

予測震度

予測震度と実測震度の精度比較提案手法による震度予測
NF 係数:地点 全体: 0.441 Iobｓ4以上 : 0.557

76

推定震度

54
32

データ数：1570
地点数：124
地震数：55

標準偏差

全体：0.44
実測震度４以上：0.56

100

1234

実測震度

567

S波PGAの距離減衰

Compiled by “PEER NGA” ProjectNorthridge (M=6.69)

Loma Prieta

Landers

Chi Chi (M=7.62)(M=7.28)(M=6.93)

S波のPGVの距離減衰
Horizontal

PGV S-wave(gal)102
101Chichi-Aft :Mw5.9
Kobe:Mw6.9
Loma Prieta :Mw6.9
Landers:Mw7.2
Chichi:Mw7.6

100

10-1

110

Shortest fault distance(km)

100
NGA

P波PGAの飽和域と断層域との関係から、断層域の広がりを推定する方法の試み 倉橋ほか（2009）
中越地震と岩手宮城内陸地震のP波およびS波の距離減衰

ここでは、破壊開始点から発生したＳ波到達までのP波部分を使用

P波の最大加速度分布
2004 中越地震

Mj 6.82008 岩手宮城内陸地震Mj 7.2

Chichi地震の場合
ChiChi earthquakePGA P-wave (cm/s/s)

103

Pmax Acc
TCU078102101

TCU1021000.1

TCU103 TCU078

110Distance(km)100

破壊域が大きい場合は、破壊開始点からのS波初動までのP波加速度（点震源の仮定）は適用できない。

水平成分（S波）の最大動到達前のUD成分の最大値（破壊域の端部からのＰ波の最大値）
1999集集地震（Mw 7.6）

水平成分の最大動到着時

TCU052
EW成分

TCU052
UD成分
上下動の最大動到着時観測点から最も近い破壊域からのP波を捉え、最大動を予測することが必要。

主要動のS波の最大動までのUD成分を用いた場合、飽和域がみられ、150gal程度を閾値とすれば、断層の広がりが推定できそう。

The saturation level isabout 150 gals.

最大動到達までの上下動成分の最大加速度分布
中越地震

岩手宮城内陸地震○印は観測点で、その色は、加速度値を示す。
ただし、白色は500gal以上の値を示す

最大動到達までの上下動成分の最大加速度分布
集集地震

四川地震

○印は観測点で、その色は、加速度値を示す。
ただし、白色は500gal以上の値を示す

本研究で提案する緊急地震速報のための震度予測方法
１．P波の最大加速度（PGA)の距離減衰は、ある一定以上の規模の地震（Mj 6.5程度）になると、同じような特性をもつ。
→Mj 6.5以上の地震に対してP波加速度マグニチュード(Mp)は頭打ちになるので、このマグニチュードの大きさだけから精度ある震度評価は困難。
２．UD成分のPGAが一定以上（例えば、＞150ガル）の領域を破壊域と考えて、そこから距離減衰
式により対象地点の震度を評価する。

地震瞬時速報システムの開発（開発期間：平成21年度〜24年度）【目的】
震源近傍でいち早く大地震の発生を検知・伝達することで、情報の「間に合わない」領域を可能な限り小さくする。

【システムの特徴】

活断層
直
近での観測

特定の活断層の直近でのリアルタイム強震観測（高ｻﾝﾌﾟﾘﾝｸﾞ連続観測等）
単独観測点による現地処理
諸元の推定を行わず、予め想定した揺れや被害の情報を利用
機器やエレベータ等の事前制御

広域の強震計との連携

現地処理データ
連続波形データ
地震発生！
伝送遅延を極短地震瞬時速報用強震計の開発
現地地震計の即時処理手法の開発

想定地震発生の判断
地震本部の成果利用や自治体との連携による高精度震度予測

想定地震発生即時判断手法の開発
震度予測の高度化研究

事前の危険回避行動

情報の利活用に関する開発＜震災対策技術展・防災科研のブースにて展示＞

「間に合わない」領域を縮小するためには大地震の発生を瞬時にとらえる研究開発
特定の地震を狙った想定震源の極近傍での強震観測
即時処理の高度化（現地処理等）
極短のデータ伝送遅延

地震瞬時速報利活用研究
地震瞬時速報を「緊急地震速報＋α」の情報として、大きな揺れがくるまでの極短い猶予時間を有効に活かすためのデータ利用技術の開発

内陸地震では震源近傍の地域で被害が大2008年5月汶川地震
2008年6月岩手･宮城内陸地震★

半径30km2009年4月ラクイラ地震

地震瞬時速報用強震計の開発
地震瞬時速報のために必要な強震計の機能
人工ノイズの影響を受けにくい地中で観測を行う
断層近傍の強震動で振り切れないようにする（8000ガル）
地中・地上の強震計をペアにして信頼性を高める
瞬時判定のため高速データ計測を行う
計測されたデータを現地で高速演算処理する
開発中の
小口径地中強震計

都市域で地中強震観測を行うために必要な掘削技術

一般住宅の建築でも行う調査

土質調査ボーリング

・工期が短い・騒音が小さい・工事用敷地が小さい
・低コスト

小型強震計が必要

大工事､住宅地では建設不可能

まとめ
1. 上下動成分の加速度最大値の距離減衰は、破壊域近傍で飽和する。この最大動は、破壊域から生成されたP波に対応している。
その飽和域のレベルは、地質によるサイト特性の影響に依存する。
2. 上下動成分の加速度最大値が一定値以上（Chichi地震の場合約150gal、地域により若干変化）の領域はおおよそ破壊域の範囲に対応する。
3. 対象地点の震度は、地震マグニチュードにかかわらず、破壊域に近い地点からの断層最短距離で計算すると、過小評価を防ぐことが可能となる。
4. 地震発生確率の高い活断層の近くに、高密度に強震動の設置は、将来の地震のため地震の災害を減少させる最も効果的な対策の一つである。
→ 防災科学技術研究所の地震瞬時速報システム