シリーズ「新・強震動地震学基礎講座」（第 2 回）震度に関するいろいろ
強震動委員会
読者の大多数が既に御存知のように，地殻内の破壊現象としての地震の規模はマグニチュードで示される．マグニ

横井俊明（建築研究所国際地震工学センター）jp/svd/eqev/data/study-panel/shindo-kentokai/hensen.
pdf を参照されたい．

チュードの決定法は複数あり，同じ地震で複数のマグニ

上記の震度階は共通して，低震度は観測員の体感，高震チュードが発表されることも珍しくない．震源の物理現象

度は被害状況により震度を決めている（気象庁震度階は高が主たる興味の対象となる場合には，物理的な意味のはっ震度でも体感の記載がある）．計器による観測が今よりきりしているモーメント・マグニチュード（Mw）が使わ

ずっと大変で，観測点分布も粗かった時代には，これは唯れる．一方，地表の地震動（震源から伝播してくる地震波一可能な選択であったであろう．こうして，人間の体感やによって発生する地表の揺れ）は，同じ地震によっても，建物（特に日本では大多数を占める木造住宅群）の応答特観測場所により，強弱も性質も異なる．複雑な地震動を建性が，地震動の指標である震度に関わってくる．震度観測

物被害等と結び付けて端的に表現するために，「震度」がの機械計測化に関する検討は 1985 年頃に開始され，1995古くから使われてきた．

年兵庫県南部地震を経て，1996 年に気象庁震度は全面的

19 世紀末，地震観測の黎明期に，Rossi–Forel 震度階に「計測震度」化された．その際，それ以前の震度との間（Michele Stefano Conte de Rossi（イタリア）と François-にギャップが生じないようにデータ処理法が調整された

Alphonse Forel（スイス），1873 年）や，Melcalli 震度階（http://www.data.jma.go.jp/svd/eqev/data/kyoshin/（Giuseppe Mercalli（イタリア），1884 年）が考案された．後

kaisetsu/calc_sindo.htm）．その結果，上記の体感や建物者は何度か改訂され，Harry O. Wood と Frank Neumannの応答特性と震度との関係が計測震度へと受け継がれた．

による 1931 年版は Mercalli–Wood–Neumann（MWN）震つまり，計測震度は，自動化以前の日本の木造住宅群の被度階と呼ばれる．1956 年には，Charles Richter（ローカ

害と震度の関係に適合するように作られている，と言うこルマグニチュードの創始者と同一人物）により再び改訂さとができる．

れた（MM56 と書かれることもある）．これらは主として震度が被害との相関を持つべきとの前提に立てば，対象米国やその影響の強い国々で使われている．その具体的なとする建物群により（対象国・地域の大多数を占めるのが説 明 文 は， 例 え ば，https://earthquake.usgs.gov/learn/

木造か，あるいはレンガ造やブロック造か，あるいは，多topics/mercalli.php で見ることができる．

くの建物の耐震性が高いのか低いのか，等々），異なる定1964 年 に は， よ り 定 量 的 な 指 標 と し て，Sergei

義やデータ処理が必要となることは想像に難くない．開発

Medvedev（ソ連），Wilhelm Sponheuer（東ドイツ）及途上国対象の技術援助等で震度決定の自動化技術を供与す

び Vít Kárník（チェコスロバキア）により，MSK64 震度る際には，結果的に同じ方法で良いとなる場合が無いとま階 が 提 唱 さ れ た（ 例 え ば，http://www.iitk.ac.in/nicee/

では言い切れないとしても，少なくとも日本の計測震度のwcee/article/4_vol1_A2-143.pdf）．これは主として旧ソビ現地適用の妥当性を確認する手続きは必要であろう．

エト連邦とヨーロッパで使われ，何回かのマイナーな改訂

さて，どんな震度の算定法が良いのか，という問いは，を経て，1988 年から European Seismological Commission

地震動の破壊能力を端的に示す指標として何が良いのか，により全面改訂が始まり，1998 年に European Macroseis-という地震工学における問いと表裏一体の関係にある．地

mic Scale 1998（EMS-98）として出版され，各国語版が震動の定量化への工学分野からのアプローチとしては，例Web で公開されている（例えば，http://www.gfz-potsdam.

え ば George W. Housner が 提 唱 し た SI 値（Spectral In-de/ems98/）．

tensity，1961 年）があげられる．これは 0.1 秒（10 Hz）

一方，日本では，関谷清景による 4 段階の震度階（1884）から 2.5 秒の範囲での速度応答スペクトル（減衰 20%）のに 始 ま り，1898 年 の 7 段 階 へ の 改 訂 を 経 て， 福 井 地 震平均値であり，一般的な構造物にどの程度の被害が生じる（1948）を契機として震度 7 が加えられた 8 段階の震度階かの指標として使われている．しかし，固有周期の長い構が 1949 年に成立した．これら気象庁震度階について，よ造物に対しては有効な指標とはならないことも知られていり詳しく知りたい方は，例えば http://www.data.jma.go.

る．また強震記録の存在が前提となる．

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対象となる建物の応答特性が通常の住宅群と異なる例となって行く）と考えられる．現在の気象庁震度階級関連解

しては，気象庁の「長周期地震動階級」があげられる．こ説表の住宅・建物への状況は，それらの耐震性の高低に分れは，計測震度とは異なり絶対速度応答スペクトルに基づ類して書かれている．今後，既存不適格と呼ばれる古くていて決定されるが，「地震動の大きさの指標」という意味

耐震性の低い建物は老朽化により漸減していき，耐震性のでは，高層建物等に特化した震度（指標）の一種であると低い建物のための記載が不要となる日が来るのであろう．

考えることもできる．

さて，1995 年兵庫県南部地震以降の数千点に及ぶ強震

一口に建物群と言っても様々な材料や様式が存在する上観測点の全国展開で，甚大な被害を受けた地域での強震記に施工精度や維持管理の質，新旧の別等もとても一定とは録が得られるようになり，同程度の計測震度でも建物被害言えないのが実状である．それが故に，応答特性のばらつが大きく異なる場合が知られるようになった．それが，建きに加えて耐震性の高低の違いも大きい．地震動に対して物の応答特性のばらつきに起因するものなのか，はたまた脆弱なレンガ造やブロック造，はたまた専門知識無しで建浅部地盤の不均質が原因である地震動の性質の空間変動にてられた住宅が主流な開発途上国での震災の場合には，住よるのか，は事例毎に定量的に検討して行かなければなら宅等の被害状況からは，日本の場合と同様な地震動推定をない問題である．あるいは，すっぱりどちらかと言えるもできない場合も少なくない．そういう場合，道路盛土等土のではなく，地盤と建物の動的相互作用の問題なのかも知

構造物や保護工の無い斜面等，自然状態により近いものをれない．これは，地表が揺れて（地震動）から建物が揺れ見れば，どの位の地震動だったかをある程度の精度で推定て壊れる（被害）までの間に建物と地盤双方の性質で決まできると言われている．この考え方に立てば，建築技術がる周波数特性を持つフィルターが介在する重要な，そして未発達だった時代の文書記録からの地震動の推定や，地層未だ未解明な部分がある現象である．に残された痕跡からの文明発祥以前の地震動の定量化がでどういう性質をもった地震動が建物を壊すのかを建物のきるかもしれない．第 17 回国際第四紀学連合（INQUA，破壊メカニズムに踏み込んで検討した例である境（20092007 年）で改訂された Environmental Seismic Intensity-

日本地震工学会誌）は，「1～2 秒に大きな弾性応答（スペ2007（ESI2007, 例えば，http://www.isprambiente.gov.it/クトル）をもった地震動が木造建物，中低層非木造建物とfiles/progetti/inqua/esi-eee-volume-april-2012.pdf）は，こいった，日本の大部分を占める建物に対して大きな被害をの考え方で理解することができる．ESI2007 に関しては，引き起こす」と述べている．このような知見に基づいて境以前ロシアの研究者に「普通の建物は MSK64 の IX～X

他（2004 日本建築学会構造系論文集，第 585 号）は，震程度で全部被災して，それ以上の高震度推定には使えない度の大きさに従って対象とする地震動の周期を変化させてから，自然環境への影響を見た方が良いのです」と言われ震度を算定するアルゴリズムを提案している．ところで，て絶句した記憶がある．MSK64 の IX～X の境目は，気象

木造建物，中低層非木造建物の固有周期は 0.2 秒～0.5 秒

庁震度では 6 弱程度にあたり，今日の日本ではこの程度以程度であるので，弾性領域の共振現象では上記は説明でき上の地震動に対して被害の心配をし始める．（まだまだ改ない．これについて，境（2009）は，「被害を受けると（塑善すべき点が残っているとはいえ）如何に日本の耐震化が性化して）周期が伸びる，ではなく，いきなり被害を受け進んでいるかを明確に示すエピソードである．この状況は，たとしたときの周期で応答する」可能性を示唆している．

日本で地震学と地震工学が始まって以来，世代を超えて大振幅の地震動による，あびせ倒しみたいなイメージなの営々と続けられてきた努力の成果である．中でも 1981 年だろうか？（例えば，Hall, J.F. et al., Earthquake Spectra,の建築基準法施行令の改正（新耐震）が現存する建物にとっVol. 11, No. 4, 1995）ての近年の大きな節目であり，1981 年以後に建てられた

上記は，地震動が収まるまでの記録全体に基づくものでものは，以前のものに比べて，耐震性がはっきりと向上しあるが，リアルタイム地震学分野では，揺れ続けている途ていることが知られている．そして，地震保険の建築年割

中でも時刻毎の地震動の破壊能力を示すことができる指標

引は，この年を境目として適用される．また，実際の被災として，例えばリアルタイム震度（中村 2007 日本地震工

建物調査により，1981 年以降の建物は，（施工不良等を除学会論文集 第 7 巻）が提案されている．その定義から，いて）稀にしか被災していないことが明らかにされている地震動の継続時間の影響は取り込まれてはいないように思（2016 年熊本地震の例，http://www.kenken.go.jp/japanese/

われるが，これと計測震度との相関が良いことから，そもcontents/publications/data/173/index.html）．このようにそも継続時間の情報は破壊能力の指標設定に必要なのか，建物の耐震性は，時の経過と共に向上してきた．建物の被という疑問が生じる．

害と，地震動の指標の一つである震度との関係も，当然時の経過と共に変化して行く（同じ震度でも被害が少なくいきなり建物を破壊し，破壊能力に継続時間があまり重要でない地震動とは，どんなものであろうか？

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大振幅でエネルギーが第 1 波に集中している震源近傍地震動であれして広く使われている．地震動自体が非常に複雑で，いろば，この条件を満たすのかも知れない．

いろなタイプがあることに加え，被災する対象である建物

上記で概観したように，地震動の破壊能力の指標やそのの応答特性や耐震性が多岐に渉ることを考えると，特定の一つと考えられる震度については，今日でも検討が続いて震度階，あるいは指標で全てを言い表そうとするのがそもいる．ここでは言及しなかったが，加速度最大値，速度最そも無理で，目的と対象によって例えば計測震度を使う，大値，バンドパスフィルターをかけた加速度最大値，速度あるいは他の破壊能力指標を選択する，というのが，今日応答スペクトル最大値等，震度とは呼ばれない様々な地震の状況では合理的であると思われる．

動のパラメーターも，地震動の強烈さや破壊能力の指標とNL-6-13