5．解説編

32

もう少し詳しく知りたい方のために・・・＜解説＞

地震動予測地図の基本的特徴について（３４～３５ページ）

日本で発生する地震のタイプとその長期評
価方法について（３８～４１ページ）

地震発生の可能性の評価（長期評価）

震源断層モデルの設定

地下構造モデルの設定

地震カテゴリーとカテゴリー毎の長期評価結果について（４２～４６ページ）

地下構造モデルについて（５７～６１ページ）

強震動評価

全国地震動予測地図
震源断層を特定した
地震動予測地図

確率論的地震動予測地図

地震動予測地図作成の全体概要

強震動評価について（３６～３７、６２～６３
ページ）

震源断層を特定した
地震動予測地図について（６４～６７ページ）

確率論的地震動予測
地図について（４７～５６ページ）

33

解説：全国地震動予測地図とは「確率論的地震動予測地図」と「震源断層を特定した地震動予測地図」

地震調査研究推進本部の作成する地震動予測地図には、「確率論的地震動予測地図」と「震源断層を特定した地震動予測地図」という二種類の地図がある。

各地で多数・多種の地震が発生している。
地震動予測
対象地点
最大級の地震地震

中小規模地震ある陸域

ある海域

各地震の位置・規模・発生確率・破壊の特徴等を整理してモデル化する。
主要活断層帯

震源断層を特定できる地震Ｍ※，確率※％
Ｍ※，確率※％…………

震源断層を特定しにくい地震

現時点において考慮しうる全ての地震の位
置・規模・確率に基づき各地点がどの程度の確率でどの程度揺れるのかをまとめて計算し、その分布を地図に示す。

マグニチュードＭ※
今後※※年以内の地震発生確率※％

海溝型地震

ある特定の地震の破壊シナリオが生じた場合に各地点がどのように揺れるのかを計算し、その分布を地図に示す。

破壊シナリオＡ

３以下

４

５弱

５強

震度

確率論的地震動予測地図

６弱

６強

７

破壊シナリオＢ

３以下

４

５弱

５強

６弱

６強

震度

震源断層を特定した地震動予測地図
34

７

解説：全国地震動予測地図とは「確率論的地震動予測地図」と「震源断層を特定した地震動予測地図」★ 「確率論的地震動予測地図」とは、現時点で考慮しうる全ての地震の位置・規模・確率に基づき各地点がどの程度の確率でどの程度揺れるのかをまとめて計算し、その分布を地図に示すものである。
（ 詳しくは 解説編－29～46 参照のこと ）★ 「震源断層を特定した地震動予測地図」とは、ある特定の断層について、特定の断層破壊の仕方（破壊シナリオ）で地震が生じた場合に各地点がどのように揺れるのかを計算し、その分布を地図に示すものである。

定義

種類
例

確率論的地震動予測地図
震源断層を特定した地震動予測地図
多数・多種の地震の発生とそれによる ある特定の想定地震の破壊シナリオが地震動の強さを確率論的に処理してま 発生した場合にある地域に同時に生じとめたハザードカーブに基づいて各地 る地震動強さの分布を地図にまとめた
点の地震動の強さ・期間・確率の関係 もの
情報を地図にまとめたもの
超過確率の分布を示した地図
地震動強さの分布を示した地図
地震動強さの分布を示した地図
多種多数の地震により2009年1月1日よ多種多様の地震により今後 30 年間に震度 想定糸魚川－静岡構造線断層帯地震6 弱以上の揺れに見舞われる確率り30年以内に震度6弱以上の揺れに見の破壊ケース1（右図）による地表の計
舞われる確率測震度（左図）

確

率
26％以上

高い

６％～26％
３％～６％

やや高い

0.1％～３％
0.1％未満・地震動強さ・期間・確率のうちの二つを固定した場合の残る一つのパラメータの地域分布
・一つの地震により同時に発生する地震動強さ分布ではない・周辺で発生する可能性のある全ての地震をその種類毎に確率論的にモデル化
・現状では経験式（距離減衰式）による地震動評価が基本
主な利用例 ・法令整備
・設計荷重設定・設計指針
・広域防災計画
・都市計画・施設立地選定
・公的教育
・地震保険料率算定
主な特徴

35・予め特定の地震あるいは特定の破壊シナリオを想定する
・複数の地震あるいは複数の破壊シナリオに対しては異なる結果
・震源・伝播・サイトの各特性に関する地域の詳細情報を利用した高度な地震動評価が可能
・時刻歴波形が評価されている・特定の地震を想定した諸対策の立案・震災時行動計画・備蓄計画
・顕著な地域的・局所的特徴を反映した
時刻歴波形を用いた各種構造物の耐震設計・耐震性評価・改修・研究
・地域の詳細情報自体にも利用価値解説：地震動予測の基本的な考え方
不均質震源モデル・特性化震源モデル・一様震源モデル
自然現象としての地震は複雑で、震源断層の三次元的な形状や破壊性状、三次元的に変化す
る地下構造の影響を受ける地震波の三次元的な伝播性状、表層地盤による増幅等の局所的な条件の影響により、地震動の性状は左右される。実際には、それらの活用可能な情報の質・量や地震動予測結果の活用目的に応じて、震源特性や伝播特性をモデル化して扱う。

地震動（揺れ）不均質震源モデル

地震波伝播

不均質な震源断層の破壊性
状と地域の三次元地下構造をなるべく忠実にモデル化する。実際の地震の分析等に

震源（破壊開始点）

用いられる。

特性化震源モデル

背景領域

震源はアスペリティと背景
領域とに二元化してモデル化し、地域の三次元地下構造
アスペリティ（すべり量や応力降下量が大きい）をなるべく忠実にモデル化する。詳細法（後述）による強震動予測に用いられる。

一様震源モデル
距離（例：断層最短距離）

断層幅

巨視的な断層面の形状を踏まえつつ、マグニチュードと距離等、地震動を支配する主断層長さ

要なパラメータを絞り込んで考慮する。通常は、簡便法（後述）による強震動予測に用いられる。
36

解説：地震動予測の基本的な考え方
ハイブリッド合成法に基づく「詳細法」と距離減衰式に基づく「簡便法」
全国地震動予測地図で用いられている地震動予測手法は、ハイブリッド合成法に基づく「詳細法」と距離減衰式に基づく「簡便法」とに大別される。
詳細法では、三次元的な形状とそこでの破壊伝播を考慮し得る震源断層モデルを用いて、差分法により長周期地震動を計算し、統計的グリーン関数法により短周期地震動を計算し、マッチングフィルタを介して両者を合成して広帯域地震動の時刻歴を予測する。このとき、差分法
では三次元的な形状とそこでの波動伝播を考慮し得る地下構造モデルを用い、統計的グリーン関数法では、水平成層構造を仮定した一次元地下構造モデルを用いる。
主に堆積層内で発生し地表に沿って伝わる表面波（Love 波・Rayleigh 波）

表層地盤での増幅と地震動の波形の様子

地震動
（揺れ）
地表

浅い地盤（軟らかい）

表層地盤増幅
工学的基盤
屈折

反射

深い地盤（硬い）
地震基盤

地中を伝わる実体波（P 波・S 波）

地震動の特性
振幅・経時特性・周期特性

アスペリティ
（地震動を支配する主要な破壊領域）

ハイブリッド合成法により工学的基盤の地震動時刻歴と計測震度を計算した上で震度増分を加えて地表の震度を計算

地震の発生（震源断層のすべり破壊）

ハイブリッド合成法に基づく「詳細法」による地震動予測の概要

簡便法では、地震規模（マグニチュード）と距離（例えば断層最短距離等）を与え、距離減衰式により地震動の最大振幅を計算する。
表層地盤での増幅

地震動
（揺れ）
地表

浅い地盤（軟らかい）

表層地盤増幅
工学的基盤

深い地盤（硬い）
地震基盤
距離（例：断層最短距離）

地震動の特性
最大振幅のみ距離減衰式により工学的基盤の地震動最大振幅を計算した上で表層地盤増幅率を乗じて地表の最大振幅と震度を計算

地震規模（マグニチュード）距離減衰式に基づく「簡便法」による地震動予測の概要
37

解説：日本列島とその周辺で発生する地震のタイプ
日本列島周辺のプレートの構造とそこで発生する多種多様な地震のタイプ
プレートは、地球表面を覆う厚さ数十 km～100ｋｍ程度の岩盤である。日本列島とその周辺
では、日本列島が載っている陸側のプレートと、太平洋プレートおよびフィリピン海プレートという海側の２つのプレートがあり、海側のプレートは陸側のプレートの下に沈み込んでいる。この地域で発生する地震は、活断層で発生する地震等、「陸域および沿岸域で発生する地震」と「海溝等のプレート境界やその近くで発生する地震」（海溝型地震）の２つに大別される。

陸側のプレート

相模
トラフ

ラフ
南海ト

溝
海

日本海溝 伊豆・
小笠原海溝

島
千

太平洋
プレート

南
西
諸島
海溝

フィリピン海プレート

日本列島周辺のプレート
陸側のプレート内地震（ 陸域・沿岸域の地殻内地震 ）正断層

海溝・トラフ

逆断層

活断層の地震
右横ずれ
断層

左横ずれ
断層

日本列島を
載せている
陸側のプ
レートの動
き

日本列島の
下に沈み込
んでいく海
側のプレー
トの動き
プレート境界地震（ プレート間地震 ）

海溝型地震
沈み込む（沈み込んだ）
海側のプレート内地震

細矢印は断層面上での相対的なずれ方向

日本列島周辺で発生する地震のタイプ
38

解説：震源断層を特定した地震とその長期評価
地震調査研究推進本部による長期評価の概要
地震調査研究推進本部の長期評価では、以下のような検討の流れに沿って、将来の地震を引き起こすと考えられる断層の位置と形状、その地震の規模（マグニチュード）、地震に伴う断層のずれの量等を推定すると共に、将来の地震発生確率を算出している。

全国各地で多数・多種の地震が発生している。 ある地域で発生する海溝型地震や活断層等を調査

地震

長期評価により
震源断層を特定した地震

海溝型地震や
主要活断層帯の調査・研究に基づいて震
源断層を特定出来るようになる

震源断層を特定していない地震群としての特徴をまとめておく（ → 次頁参照 ）過去に発生した地震の時系列を調べる・・・歴史地震・活断層調査・その他・・・
現在

最近の地震

１つ前の地震

２つ前の地震

最近の地震から何年経過したのか？

更に古い地震・・・・・？

位置と活動区間（震源域）の広がりは？
地震はいつ頃発生したのか？
地震の規模（マグニチュード）は？
地震のときの断層のずれの量は？
各地の震度や被害の広がりは？
更に詳しい震源情報は？

地震発生の繰り返し間隔は？

将来（次回）発生するであろう地震の位置・規模・確率等の特性を評価する

ＮＥＸＴ？

震源断層の位置と形状の推定
地震の規模（マグニチュード）の推定
地震に伴う断層のずれの量等の推定
将来の地震発生確率の算出

39

解説：震源断層をあらかじめ特定しにくい地震
地震調査研究推進本部の長期評価によって震源断層が特定された主要活断層帯と海溝型地震以外にも、例えば活断層が知られていないところで発生する内陸の浅い地震やプレート間の地震など、実際には数多くの地震が発生する。地震調査研究推進本部では、これらの地震を「震源断層をあらかじめ特定しにくい地震」と呼び、確率論的地震動予測地図作成の際にその影響を考慮している。震源断層をあらかじめ特定しにくい地震は、その一つ一つについて、事前に発生場所、地震規模、発生確率を特定することが困難なため、地震群としての特徴を確率モデ
ルで取り扱う。
2014 年版では、震源断層をあらかじめ特定しにくい地震として、以下の地震を考慮している。
・太平洋プレートの震源断層をあらかじめ特定しにくい地震
・浦河沖の震源断層をあらかじめ特定しにくい地震
・フィリピン海プレートの震源断層をあらかじめ特定しにくい地震
・日本海東縁部の震源断層をあらかじめ特定しにくい地震
・伊豆諸島以南の震源断層をあらかじめ特定しにくい地震
・陸域で発生する地震のうち活断層が特定されていない場所で発生する地震
・与那国島周辺の震源断層をあらかじめ特定しにくい地震
・南西諸島付近の震源断層をあらかじめ特定しにくい地震
なお、震源断層をあらかじめ特定しにくい地震としてどの規模の地震まで考慮するか（最大マグニチュードの設定）は、地域によって異なる。例として、2014 年版での陸域における最大マグニチュードの設定を下図に示す。その他の震源断層をあらかじめ特定しにくい地震の最大マグニチュードの設定については、付録-1 の 5 章を参照頂きたい.

陸域や沿岸域で発生する浅い地震のうち活断層が特定されていない場所で発生する地震の領域と最大マグニチュード
図中の赤字は領域番頭、青字は最大マグニチュード(M7.3 以外の場合)。

40

解説：地震発生確率の計算方法
BPT 分布に基づく場合とポアソン過程に基づく場合
主要活断層帯の地震や海溝型地震は繰り返し発生し、その活動間隔は BPT 分布（Brownian
Passage Time 分布）に従うと考えられている。BPT 分布は、次の模式図の例では左のような確率密度関数となり、例えば過去の最新活動時期から 2500 年後～2530 年後に再び地震が発生する確率は水色部分の面積となる。仮に現在「最新活動から 2500 年経過」していると、「今後 30
年以内に地震が発生する確率」は「水色の面積÷（水色の面積＋黄色の面積）」となる。最新活動からの経過年数とその時点から 30 年以内に再び地震が発生する確率は、次の模式図の例
では右のようになる。
（最新活動時期が分かっている場合）
活動履歴が明らかな場合の0.001

30年以内に地震が発生する確率（％）

地震発生確率の密度分布
2530年

0.00082500年

確率密度（最新活動時期が分かっている場合）
活動履歴が明らかな場合の今後
３０年以内に地震が発生する確率

100.00060.00040.0002

9
8
7
6
5
4
3

2.2%

2
1

2500

0

0
0

1000

2000

3000

4000

5000

0

6000

1000

最新活動からの時間（年）

2000
3000
4000
最新活動からの時間（年）

5000

6000

一方、過去の最新活動時期が不明の場合もある。その場合には、地震の発生が「ポアソン過程」に従うと仮定し、「平均的には何年間隔で地震が発生するか」という情報のみを用いて地震発生確率を計算する。例えば、下の図の例では、「今後 30 年以内に地震が発生する確率」は、左下図の「水色の面積÷（水色の面積＋黄色の面積）」となる。現在からの年数と、その時点
から 30 年以内に再び地震が発生する確率は、右下図のようになる。この場合、ある基準日から 30 年以内に再び地震が発生する確率は、基準日によらず一定となる。
10
30年以内に地震が発生する確率（％）

最新活動時期が不明の場合の地震発生確率の密度分布

0.0005

確率密度0.00040.00030.000230年

0.0001

最新活動時期が不明の場合の３０年以内に地震が発生する確率

9
8
7
6
5
4
3
2

1.0%

1
0

0
0

1000

2000
3000
4000
現在からの時間（年）

5000

6000

0

1000

2000
3000
4000
現在からの時間（年）

5000

6000

現実には「平均活動間隔」や「最新活動時期」の評価結果に幅がある場合が多いので、活断層で発生する地震については、評価結果の中央の値を代表値として地震発生確率を計算する「平均ケース」と、評価された確率の最大値を用いる「最大ケース」とを各々考えている。
41

解説：地震カテゴリー
地震調査研究推進本部による地震動予測地図とその利活用のための地震の分類
利活用する際の利便性のため、確率論的地震動予測地図で考慮している地震は以下に示す 3
つのカテゴリーに分類されている。各カテゴリーに対する確率や影響度の地図を見ることにより、各地域に大きな影響を及ぼす地震の特徴に応じた備えをすることも可能となる。
カテゴリーⅠ：海溝型地震のうち震源断層を特定できる地震（平均活動間隔が数十年から数百年程度）
・ 色丹島沖の地震
・ 択捉島沖の地震
・ 十勝沖の地震
・ 根室沖の地震
・ 東北地方太平洋沖型の地震・ 三陸沖北部のプレート間地震
・ 相模トラフ沿いのM8クラスの地震
・ 南海トラフの地震
カテゴリーⅡ：海溝型地震のうち震源断層を特定しにくい地震（平均活動間隔が数十年から数百年程度）
・ 三陸沖から房総沖の海溝寄りのプレート間大地震（津波地震）
・ 三陸沖から房総沖の海溝寄りのプレート内大地震（正断層型）
・ 日向灘のプレート間地震
・ 日向灘のひとまわり小さいプレート間地震
・ 与那国島周辺の地震
・ 太平洋プレートのプレート間及びプレート内の震源断層をあらかじめ特定しにくい地震
・ 浦河沖の震源断層を予め特定しにくい地震
・ フィリピン海プレートのプレート間及びプレート内の震源断層をあらかじめ特定しにくい地震
カテゴリーⅢ：活断層など陸域と沿岸海域の浅い地震（平均活動間隔が数千年から数万年程度）
・ 主要活断層帯で発生する固有地震
・ 九州地域において評価対象とする活断層で発生する地震・ その他の活断層で発生する地震・ 地表の証拠からは活動の痕跡を認めにくい地震
・ 北海道北西沖の地震
・ 北海道西方沖の地震
・ 北海道南西沖の地震
・ 青森県西方沖の地震
・ 秋田県沖の地震
・ 山形県沖の地震
・ 新潟県北部沖の地震
・ 佐渡島北方沖の地震・ 陸域で発生する地震のうち活断層が特定されていない場所で発生する地震・ 日本海東縁部の震源断層をあらかじめ特定しにくい地震・ 伊豆諸島以南の震源断層をあらかじめ特定しにくい地震
・ 与那国島周辺の震源断層をあらかじめ特定しにくい地震

注： 地震カテゴリーは、主に確率や影響度の地図（確率論的地震動予測地図）の説明性向上のために工夫され設定されたものであり、強震動の予測方法や震源断層を特定した地震動予測地図の作成方法を選定する際には、この分類に従わない場合もある。例えば、発生間隔が長いと考えられる日本海東縁部の地震は活断層と共にカテゴリーⅢに分類されている。

42

解説：地震カテゴリー
カテゴリーⅠの地震の長期評価結果の概要
カテゴリーⅠの地震、すなわち、海溝型地震のうち震源断層を特定できる地震（震源断層を
あらかじめ特定でき、平均活動間隔が数十年～数百年程度の地震）の長期評価結果の概要を以
下に示す。

43

解説：地震カテゴリー
カテゴリーⅡの地震の長期評価結果の概要
カテゴリーⅡの地震、すなわち、海溝型地震(海溝沿いで発生するプレート間地震とプレート内地震)のうち、震源断層をあらかじめ特定しにくい地震の長期評価結果の概要を以下に示す。

44

解説：地震カテゴリー
カテゴリーⅢの地震のうち長期評価されている沿岸海域の地震の概要
確率論的地震動予測地図では、活断層等で起こる陸域や沿岸海域の浅い地震（平均活動間隔が数千年～数万年程度の地震）について、長期評価がなされ震源断層が特定されている地震と、震源断層をあらかじめ特定しにくい地震をあわせて、カテゴリーⅢの地震として扱っている。
以下には、カテゴリーⅢの地震のうち、沿岸海域の地震の長期評価結果の概要を示す。

45

解説：地震カテゴリー
カテゴリーⅢの地震のうち長期評価されている陸域の地震の概要
確率論的地震動予測地図では、活断層等で起こる陸域や沿岸海域の浅い地震（平均活動間隔が数千年～数万年程度の地震）について、長期評価がなされ震源断層が特定されている地震と、震源断層をあらかじめ特定しにくい地震をあわせて、カテゴリーⅢの地震として扱っている。
以下には、活断層で起こる地震など、陸域の浅いところで起こる地震の長期評価結果の概要を示す。

46

解説：確率論的地震動予測地図「期間」
・「揺れの強さ」
・「確率」の情報の総合化「地震動ハザード」とは、地震によってもたらされる地震動（揺れ）の強さやその確率（これらは自然現象である）を評価したものであり、その結果社会にもたらされる被害等は、「地震リスク」と呼ばれる。このように、「地震動ハザード」と「地震リスク」とは異なるので、混同しないよう、注意が必要である。
確率論的地震動予測地図に示されるのは「地震動ハザード」である。具体的には、「ある地震の発生確率」に「その地震が発生したときのある地点での揺れがある大きさを超える確率」
を乗じたものを全ての地震に対して計算して得られた「地震動の強さと超過確率との関係」が得られる。この関係を表した曲線（ハザードカーブ）に基づき、各地点での揺れの確率や揺れの強さの分布が地図に示したものが確率論的地震動予測地図である。
「地震の発生確率」と「地震動の超過確率」とは異なるので注意が必要である。
一般に、内陸活断層の地震は海溝型

高
↑
：
超
：
過
：
確
：
率
：
↓
低

地震に比べて地震発生確率が低いが、震源断層近傍では非常に強い揺れに見舞われる。この特徴をハザードカー
ブ（揺れの強さと超過確率との関係）に概念的に示すと、右図のようになる。実際には、位置・規模・確率の異なる多数・多種の地震があるので、超過確率や揺れの強さ、ハザードカーブの形状も様々である。

海溝型地震

内陸活断層
の地震

弱←‥‥‥‥‥→強揺れの強さ

確率論的地震動予測地図では、対象地域に影響を及ぼす、現時点で考慮しうる全ての地震を考慮し、地震発生の可能性と地震動の強さを計算し、その結果を総合化して地図上に表現する。
設定する「期間」、「揺れの強さ」および「確率」（地震動の超過確率）を必要に応じて変える
ことで、その結果は多様な特徴をもった地図になる。
①「期間」と「揺れの強さ」を固定した場合の「確率」の分布図
例：今後 30 年以内に震度 6 弱以上（計測震度 5.5 以上）になる確率②「期間」と「確率」を固定した場合の「揺れの強さ」の領域図
例：今後 30 年以内に 3％の確率で見舞われる震度（正確にはこの震度以上）
震度６弱以上になる確率－いろいろな地震による揺れの総合化－ある地点で今後 30 年以内に震度 6 弱以上になる確率は、いろいろな地震について「地震が発生する確率」×「その場所で震度 6 弱以上になる確率」を総合的に考慮して求める。
例として、地点 S において 2 つの地震 A, B を考える。それぞれの確率が
今後 30 年以内の地震の発生確率 … A: 40%, B: 30%
地震により地点 S が震度 6 弱以上になる確率 … A: 60%, B: 40%のとき、「30 年以内に地震により地点 S で震度 6 弱以上になる確率」は、次のようになる。
地震 A の場合： 0.4 × 0.6 ＝ 0.24 (24%)
地震 B の場合： 0.3 × 0.4 ＝ 0.12 (12%)
このとき、30 年以内に地震 A または地震 B により、地点 S で震度 6 弱以上になる確率は
1 － { (1－0.24)×(1－0.12) } ＝ 0.3312 (約 33%)となる。確率値の単純な足し算で「24%+12%＝36%」とはならないことに注意が必要である。
47

解説：確率論的地震動予測地図
確率論的地震動予測地図のためのハザードカーブ計算フロー

地震動予測
対象地点

拡大すると実際には・・・
地震動予測
対象地点

多数・多種の地震
様々な規模の無数の地震

震源断層を特定できる地震
特定の規模

確
率

対象地点から
特定の距離

確率

マグニチュード m
マ グ ニ チュ ー ド の確率関数 Pk( mi )震源断層を特定しにくい地震
Gutenberg-Richter の式
規模も対象地点からの距離もいろいろ
log N ( M ) = a － b M
地震発生度数 N は
マグニチュード M の増加と共に指数関数的に減る
確
確
率
率

距離 r
マグニチュードが miである条件下での距離の確率関数Pk( rj | mi )マグニチュード m
マグニチュードの確率関数 Pk( mi )距離 r
マグニチュードが miである条件下での距離の確率関数Pk( rj | mi )地震 Ek の発生確率 P ( Ek ) または 発生頻度ν ( Ek )ある地震 Ek が発生した条件下で地震動の強さ Y がある値を超える確率
P ( Y＞y | Ek )対象とする地震（地震群）Ek によって t 年間に地震動の強さ Y がある値を超える確率
Pk( Y＞y ；t )ｔ年超過確率Pk( Y＞y ；t )ｔ年超過確率Pk( Y＞y ；t )地 マグニチュード mi の
震
距離減衰式
マグニチュードが mi
動
距離が rj のときに強
地震動強さ Y がさ
y を超える確率
P ( Y＞y | mi , rj )rj 距離
地震動強さの確率分布

地震動強さ

個々の地震毎のハザードカーブ
48

地震動強さ

全地震の結果を統合したハザードカーブ

解説：確率論的地震動予測地図
地震動強さを計算する際の距離減衰式のばらつき
地震動の強さの ばらつき

震源特性 ＞＞
伝播経路特性

震源特性 ＞
伝播経路特性

震源特性 ＜伝播経路特性

震源距離が小さいほど地震動強さは大きくなり、
ばらつきも大きくなる

震源距離が小さいほど地震動強さ
は大きくなるが、ばらつきは小さくなる

震源距離が大きいほど振幅が小さくなるが場所に
よってばらつきが
大きくなる
？

？

地震動の強さのばらつきの震源距離依存性

内陸地殻内地震によるデータおよびシミュレーション結果
海溝型地震によるデータ

震源距離

内陸地殻内地震等
赤実線： 今回の新しいモデル
赤点線： 従来のモデル（ 地震規模・深さにより例示 ）プレート間地震等
青実線： モデル（ 地震規模・深さにより例示 ）地震動のばらつきの震源距離依存性のモデル
なお、モデル上、距離減衰式による地震動強さは対数正規分布に従ってばらつくと仮定しており、分布の裾において非現実的な値となることを回避する判断から、ここでは、±３σ（σは分布の標準偏差）を超える値の確率をゼロとしてモデル化している。
49

解説：確率論的地震動予測地図「期間」
・「揺れの強さ」
・「確率」の情報の総合化★ 同じ地域でも、揺れが弱い（地震動・震度が小さい）ほど、その値を超える確率（超過確率）は高くなる。
ｔ年超過確率
高
確
率
↑
：
：
：
↓
低
確
率

震度
５強

震度
６強

弱い ←‥‥‥‥‥→
揺れの強さ

強い

今後３０年間に震度５強以上となる確率（超過確率）ハザードカーブ

今後３０年間に震度６強以上となる確率（超過確率）ハザードカーブと超過確率の地図の見方★ 同じ地域でも、超過確率が低いほど揺れは強く（地震動・震度は大きく）なる。
ｔ年超過確率
高
確
率
↑ ６％
：
：
：
↓ ３％

着目する超過確率に対応する地
震動強さを計算

低確率
弱い ←‥‥‥‥‥→
揺れの強さ

強い

今後３０年の超過確率が６％の震度ハザードカーブ

ハザードカーブと地震動強さの地図の見方50

今後３０年の超過確率が３％の震度解説：確率論的地震動予測地図
地震動強さを示した各地図の作成手順
多種・多数の地震の発生をモデル化した上で、距離減衰式を用いて工学的基盤の地震動最大速度を求め、表層地盤増幅率を乗じて地表の地震動最大速度を求め、経験式を用いた変換により地表の震度を求める。なお、簡便法による震源断層を特定した地震動予測地図でも、工学的基盤以浅での地震動予測には同様の処理が施されている。

地表最大速度に経験式を適用して震度へ変換

地表最大速度

地表震度

工学的基盤
最大速度に
表層地盤増
幅率を乗じ
て地表最大
速度を計算

表層地盤増幅率

海溝型地震

全地震を確率論的にモデル化した上で距離減衰式を用いて地震動強さ（工学的基
盤最大速度）のハザードカ
ーブを計算して地図を作成
工学的基盤最大速度

主要活断
層帯に発
生する固
有地震
その他の地震
多種・多数の地震の発生をモデル化※ 上図は作成手順の概念説明図であり、地図のサンプルは北日本地域限定試作版（2003.3）のものである。

51

解説：確率論的地震動予測地図
今後 50 年間にその値以上の揺れに見舞われる確率が 2, 5, 10, 39 %の震度分布下に示す今後 50 年間にその値以上の揺れに見舞われる確率が 2, 5, 10, 39 %の震度分布図は、ごく
大まかには、それぞれ約 2500 年、約 1000 年、約 500 年、約 100 年に１回程度見舞われる揺れの震度を意味している。同じ地域でも、超過確率を小さくとるほど地震動は強く（震度が大きく）なり、特にその傾向は活断層沿いの地域で顕著である。このような図については、確率レベルに応じた地震動
強さの地域性評価や、それを考慮した設計荷重などの基礎資料とすることなど、多様な利用が考えら
れる。

３以下

４

５弱

５強
震度

６弱

６強

７

３以下

４

４

５弱

５強
震度

６弱

５強
震度

６弱

６強

７

６強

７

50 年超過確率 5％50 年超過確率 2％

３以下

５弱

６強

７

３以下

50 年超過確率 10％

４

５弱

５強
震度

６弱

50 年超過確率 39％52

解説：確率論的地震動予測地図
今後 30 年間にその値以上の揺れに見舞われる確率が 3 %の震度分布
下の図を見ると、同じ地域・同じ期間・同じ確率を考えても、各地域に最も大きな影響を及ぼす地震のカテゴリーや、その地震動の強さ（震度）は多様である。その特徴を踏まえた上で地
震防災対策を考えることが望ましい。

３以下

４

５弱

５強
震度

６弱

６強

７

３以下

４

全地震

３以下

４

５弱

５強
震度

５弱

５強
震度

６弱

６強

７

６強

７

地震カテゴリーⅠ

６弱

６強

７

３以下

地震カテゴリーⅡ

４

５弱

５強
震度

６弱

地震カテゴリーⅢ※今後 30 年間にその値以上の揺れに見舞われる確率が 3%である震度は、ごく大まかには、約 1000 年に１回程度見舞われる揺れの震度を意味しています。

53

ｆ解説：地震カテゴリーと影響度
今後 30 年間に震度 6 弱以上の揺れに見舞われる確率分布とその四分位表示

全地震による確率分布
各カテゴリーの確率分布を統合すると全地震の確率分
布が求められる。

全地震の確率分布は各カテゴリーの確率分布に分解出来る。

四
分
位
表
示

地震カテゴリーⅠ

低率← 1/4

2/4

3/4 →高率

地震カテゴリーⅡ

低率← 1/4

2/4

3/4 →高率

地震カテゴリーⅢ

低率← 1/4

2/4

3/4 →高率

最大影響地震カテゴリー

Ⅰ

Ⅱ

Ⅲ

※2014 年版では、これまでのカテゴリー別の地図に加え、カテゴリー
ⅠとカテゴリーⅡを併せた地図も作成しており、震源断層が特定されている地震と震源断層が特定されていない地震を併せた海溝型地震によるハザードを把握することができる（地図編を参照）。

54

解説：地震カテゴリーと影響度
今後 30 年間にそれ以上の揺れに見舞われる可能性の最も大きな地震カテゴリー
同じ地域・同じ期間を考えても、対象とする揺れが強い（震度が大きい）ほど、その揺れは、
活断層をはじめとしたカテゴリーⅢの地震によってもたらされる可能性が高くなる。一般に海溝型地震の影響が大きいとされる地域でも、最大級の揺れに対する備えを考えるときには、場合によっては内陸の活断層にも相当の注意を払う必要があることを意味している。

カテゴリーⅠ カテゴリーⅡ カテゴリーⅢ

カテゴリーⅠ カテゴリーⅡ カテゴリーⅢ

震度 5 弱以上

震度 5 強以上

カテゴリーⅠ カテゴリーⅡ カテゴリーⅢ

カテゴリーⅠ カテゴリーⅡ カテゴリーⅢ

震度 6 弱以上

震度 6 強以上55

解説：地震カテゴリーと影響度
各都道府県庁所在地（北海道は支庁所在地）での震度 6 弱以上 30 年超過確率の影響度地点によって、最大影響地震カテゴリーが違うだけでなく、地震カテゴリー毎の影響度の特徴が異なる。例えば、関東地方の都市で、最大影響地震カテゴリーがいずれもカテゴリーⅡであっても、水戸・宇都宮ではカテゴリーⅡの影響度が支配的なのに対して、東京・横浜、さいたまではカテゴリーⅠの影響度もそれなりに大きい。
100%

カテゴリーⅢ

カテゴリーⅡ

カテゴリーⅠ

80%
60%
40%
20%
0%
ー

札 石 渡 檜 後 空 上 留 宗 オ 胆 日 十 釧 根 青 盛 仙 秋 山 福 水 宇 前 さ 千 東 横 新 富 金
幌 狩 島 山 志 知 川 萌 谷 ホ 振 高 勝 路 室 森 岡 台 田 形 島 戸 都 橋 い 葉 京 浜 潟 山 沢
宮
た
ツ
ま
100%
ク

80%
60%
40%
20%
0%
福 甲 長 岐 静 名 津 大 京 大 神 奈 和 鳥 松 岡 広 山 徳 高 松 高 福 佐 長 熊 大 宮 鹿 那
井 府 野 阜 岡 古
津 都 阪 戸 良 歌 取 江 山 島 口 島 松 山 知 岡 賀 崎 本 分 崎 児 覇
屋山島※ここに例示する影響度は、2014 年時点のものです。

地震動強さとそれをある特定期間内に超える確率（超過確率）との関係を示したものがハザードカー
ブだが、更に、各確率レベルに対応する地震動の強さは多数多種の地震のうちどのカテゴリーの地震によるものかを相対確率として表わしたものを影響度と呼ぶ。影響度は、どのような地震に対してどのように備えるべきかの一つの判断材料とすることが出来る。

ｔ年超過確率（対数目盛）
高
確
率
↑
：
：
↓
低
確
率

超過確率の高いレベ
ルではプレート境界の M7 級地震などカテ
ゴリーⅡの影響度が高い
プレート境界の M8 級
固有地震などカテゴ
リーⅠの影響度は全般に高い
超過確率の低い（稀な）レベルになると主要活断層帯などカテ
50
100 ゴリーⅢの影響度が影響度（％） 他を上回る

056

解説：地下構造モデル
浅い地盤構造・深い地盤構造・地震基盤以深の地殻構造のモデル化
各種調査結果を総合化して、強震動予測用の三次元地下構造モデルを作成する。

地表
表面波
表面波

浅い地盤構造工学的基盤
S波速度300～700m/s
程度の地盤の上面

実体波
深い地盤構造震源断層
地震基盤以深の地殻構造

地震基盤

S波速度3km/s程度の地盤の上面

地下構造と地震波伝播の概要
各種構造探査の結果
・屈折法探査・反射法探査
・重力探査
・微動探査
・速度検層

（等）

地質情報
・地形図
・地質図
・地質断面図・コンター図
・ボーリング柱状図（等）手順(1)速度構造と地質構造の対比に
より１次元成層構造を決定
手順(2)
各層の速度等や層境界面形状の初期モデルを推定

３次元成層構造モデル（0次モデル）
必要に応じ再検討、新たな調査結果等を反映、もしくは新たな調査を行い、新しい情報を組み入れる

微動探査やボーリング情報等（必要ならば風化層設定）
不連続な構造の情報（断層・褶曲等）

手順(3)～(5)３次元成層構造モデル（0.5次モデル）

面的探査データ（屈折法探査、重力探査等）

表層 30m 平均Ｓ波速度
AVS30

地震観測記録手順(6)
地震観測記録のスペクトル比等による調整（面的探査データがない場合の0.5次モデル）
手順(7)

微地形区分

表層地盤における地震動
最大速度増幅率
地震観測記録・シミュレーション結果

地震動シミュレーション結果と地震観測記録による調整（波形形状・スペクトル比等）

震度増分

簡便法へ

詳細法へ

強震動評価のための深い地盤構造モデル（1次モデル）

強震動評価のための深い地盤構造モデル作成の流れ
57

浅い地盤構造のモデル化の流れ解説：深い地盤構造
地震基盤から工学的基盤に至るまでの全国の三次元の深い地盤構造モデル
強震動予測のために、地震基盤から工学的基盤に至るまでの全国の三次元地盤構造モデルを作成した。そのうち、地震基盤上面深さ分布を以下に示す。地下構造モデルの信頼性・精度は
必ずしも全国一律ではなく、地震観測記録を説明するように調整（Tuning）された地域とそうでない地域とでは異なり、モデル化する際に用いたデータが異なる複数モデルの領域接合部な
どでも、その両側で異なる可能性がある。現時点では最新の知見を総合化したモデルであるが、今後一層の改良を図っていく必要がある。

地震基盤上面深さ分布58

解説：浅い地盤構造見直された微地形区分
2014 年版では、全国的に見直しを行うとともに、日本測地系から世界測地系への測地系の変更を行った約 250 m メッシュの微地形区分を、表層地盤による最大速度の増幅率評価のための基礎データとして用いている。下の図に 2014 年版で用いた微地形区分を示す。

59

解説：浅い地盤構造
微地形区分から求められた工学的基盤以浅の表層地盤での最大速度増幅率
確率論的地震動予測地図では、表層地盤による最大速度の増幅を考慮している。これは、経験式により微地形区分から表層地盤の層厚 30 m の平均 S 波速度（AVS30）を算出し、さらに経験式により AVS30 から最大速度増幅率を算出することにより行う。下図に、2014 年版の確率論的地震動予測地図の作成に用いた表層地盤による速度増幅率を示す。

揺れにくい ←

→ 揺れやすい工学的基盤（ S 波速度 VS＝400 m/s 相当 ）から地表に至る表層地盤での最大速度増幅率60

解説：浅い地盤構造
2013 年と 2014 年の地震動予測地図で用いた工学的基盤以浅の最大速度増幅率の比較

揺れにくい

←

→

揺れやすい

揺れにくい

2013 年の最大速度増幅率

←

→

揺れやすい

2014 年版の最大速度増幅率

工学的基盤（ S 波速度 VS＝400 m/s 相当 ）から地表に至る表層地盤での最大速度増幅率
2014 年版では、これまでに用いてきた表
層地盤による最大速度の増幅率のデータ（左上の図）を全国的に見直した（右上の図）。表層地盤による増幅率は確率に大きく影響するため、増幅率の変化が大きい地
点では、2013 年と比較して確率が大きく変化した。
左下の図に、浅部地盤による最大速度の増幅率について、2014 年版で用いたものと従来用いてきたものの比を示す。2014 年版
は世界測地系を、これまでは日本測地系を採用している。これにより、両者でメッシュの境界が百メートル程度異なるため、世界測地系の各メッシュの中心位置で比較している。2014 年版で用いた表層地盤デー
タの更新の詳細については、本編の参考資
0.3
0.5
0.8
旧版に比べて揺れにくい

1.0
1.2
1.5 3.0← → 旧版に比べて揺れやすい

最大速度増幅率の比（2014 年／2013 年）
61

料 A.2.2 を参照のこと。

解説：強震動予測レシピ
震源断層を特定した地震の強震動予測手法のフロー「レシピ」とは、主要活断層帯や海溝型の地震など震源断層を特定できる地震について、将来発生する可能性の高い想定地震の断層モデルを設定して強震動を予測するために、誰でも同じような予測計算が出来るような標準的な方法論としてまとめられたものである。最大加速
度、最大速度、震度といった単純化された指標だけではなく時刻歴波形も計算されるので、それを用いれば構造物の地震時挙動や破壊力を知ることもできる。
強震動予測の「レシピ」の構成は、次の通りである。
① 想定する地震の震源の特性化② 震源と対象地域を包含する地下構造・地盤構造のモデル化③ 地震動のシミュレーション手法④ 予測結果の検証
この「レシピ」を適用することにより、構造物の被害に関係する周期 0.1 秒から 10 秒の広い周期帯域における強震動の高精度予測が可能となり、地震被害軽減策に役立てることが可能となる。また、最近の地震の発生で得られた多数の高精度な観測記録や震源情報を用いて、レシ
ピは随時見直され改良されている。
地震観測記録に基づくプレート等深線やインバージョン結果

地下構造データ

活断層調査

活断層で
発生する地震海溝型地震

特性化震源モデル

地下構造モデル

特性化震源モデル

巨視的震源特性

地震基盤以深の地殻構造

巨視的震源特性

微視的震源特性

深い地盤構造微視的震源特性

その他の震源特性

浅い地盤構造その他の震源特性

強震動計算

強震動計算

統計的グリーン関数法

差分法

ハイブリッド合成法

予測結果の検証
過去の地震記録

OK

距離減衰式

NG
震源断層モデルや地下構造モデルの
見直し

終了

62

解説：震源断層を特定した地震の断層モデル
主要活断層帯や海溝型地震の震源断層モデルの例（立川断層帯の例）
震源断層を特定した地震の断層モデルは、以下のルールに従って作成されています。
★ 長期評価結果に基づいて強震動予測用の震源断層モデルが設定される。
★ 地域の詳細情報が得られている場合には、それを優先して考慮する。
★ 不明のパラメータは、全国一律に手順化されたレシピに従って設定する。
以下には、立川断層の震源モデルの設定例を示します。
立川断層帯で発生する地震の諸元の例
断層名称

断層面
のずれ
の向き

立川断層帯

北東側隆起
北西部では
左横ずれ成
分を伴う

MJ

断層
長さ

断層面
の幅

断層面の
傾斜角

地震発生層
の深さ

長期
評価

7.4程度

約33km

不明

極めて高角

不明

モデ
ル化

Mw 6.8

34km

18km

90度

2-18km

巨視的断層パラメータの設定
位置・規模を始め震源断層の全体像を記述するパラメータ

微視的断層パラメータの設定
アスペリティなど震源断層の詳細像を記述するパラメータ

下図青枠内：アスペリティ（主要な破壊領域）

下図青★印：破壊開始点
この例では南東側から破壊が始まるケース 1 と北西側から破壊が始まるケース 2 の二通りのシナリオが設定されている活断層帯で発生する地震の断層面の地表投影

SE

0.5

0.5

33km

NW
GL

90°

2.0km
2.0km
（断層面
上の距離）

2

2

S a = 94.0 km（10 km x 10 km）
s a = 15.1 MPa
D a = 2.4 m

ケース1

S a = 47.0 km（8 km x 6 km）
s a = 15.1 MPa
D a = 1.7 m

s b = 2.7 MPa
D b = 0.8 m

18km
18km
（断層面
上の距離）

ケース2

34km

立川断層帯で発生する地震の微視的断層モデル（左図）とその直交断面（右図）
63

レシピにおける
アスペリティ個数の設定原則
特に根拠情報がなければ・断層長さ≦25km の場合断層中央に 1 個
・断層長さ 26～30km の場合1 個と 2 個の両ケース
・断層長さ≧30km の場合
2個

解説：震源断層を特定した地震動予測地図
強震動予測と震源断層を特定した地震動予測地図作成の概要（立川断層帯の例）
震源断層を特定した地震動予測地図とは、ある特定の地震の破壊シナリオが生じた場合に各地点がどのように揺れるのかを計算してその分布を地図に示したものである。
強震動評価レシピ

SE

0.5

0.5

33km

NW
GL

2.0km
（断層面
上の距離）

2

2

S a = 94.0 km（10 km x 10 km）
s a = 15.1 MPa
D a = 2.4 m

S a = 47.0 km（8 km x 6 km）
s a = 15.1 MPa
D a = 1.7 m

s b = 2.7 MPa
D b = 0.8 m

ケース1
長期評価結果

18km
（断層面
上の距離）

ケース2

34km

特性化震源モデル（鉛直断層面）ケース１▼地表

経験式による変換
最大速度
各メッシュ
での地盤増
幅率による
増幅評価

▼工学的基盤
全国一律に S 波速度400m/s 相当層の上面

ケース２

▼地表

震度

震度

浅い地盤構造浅い地盤構造各メッシュでの震度増分による増幅評価▼詳細法工学的基盤
地域に応じた S 波速度 300～
700m/s 程度以上の地盤の上面

最大速度

地震動波形とその計測震度

深い地盤構造

▼地震基盤

伝播経路

震源断層

地 震規 模 と断 層
か らの 距 離に 基づく経験式（距離減衰式）による地
震動強さの計算

S 波速度 3000m/s
程度の岩盤の上面

震源断層
破壊開始点

三次元的に変化する地中を伝播する
地震波の数値計算

主要な破壊領域（アスペリティ）

簡便法

地震基盤以深
の地殻構造

詳細法

ケース１

３以下 ４

５弱 ５強 ６弱 ６強

震度

簡便法地図
64

７

ケース２

３以下 ４

５弱 ５強 ６弱 ６強

震度７解説：震源断層を特定した地震動予測地図
工学的基盤以浅の地震動の計算手順（立川断層帯の例）
震源断層を特定した地震動予測地図には、工学的基盤の地震動最大速度の分布図、地表の地震動最大速度の分布図、地表の震度の分布図がある。

GOAL

地表最大速度

地表震度

震度増分
工学的基盤
最大速度に
表層地盤増
幅率を乗じ
て地表最大
速度を計算

工学的基盤
計測震度に
表層地盤震
度増分を乗
じて地表震
度を評価

表層地盤増幅率

工学的基盤最大速度

工学的基盤計測震度

広帯域
ハイブ
リッド法
工学的基盤速度時刻歴

：簡便法

距離減衰式

：詳細法

想定地震の断層モデル

START
65

解説：震源断層を特定した地震動予測地図
全国一律に手続き化された強震動予測結果の例（立川断層帯の例）
震源断層を特定した地震動予測地図とは、ある断層において仮定した断層の破壊様式（破壊シナリオ）で地震が発生した場合に各地点がどのように揺れるのかを計算してその分布を地図に示したものである。
条件の異なる複数の破壊シナリオ（ケース）が設定されており、その結果を並べて比較検討することが出来る。また、このように作成した地震動予測地図から、地盤の揺れやすさなどの地域性や、破壊シナリオによる揺れ方の違いなどを把握することができる。

[m]

断層面上には、各シナリオ毎に、アスペリティと呼ばれる主要な破壊領域（下図青矩形）と破壊開始点（下図★印）が設定されている。

震源断層モデルの地表面投影

SE

0.5

0.5

33km

NW
GL

90°

2.0km
2.0km
（断層面
上の距離）

2

2

S a = 94.0 km（10 km x 10 km）
s a = 15.1 MPa
D a = 2.4 m

S a = 47.0 km（8 km x 6 km）
s a = 15.1 MPa
D a = 1.7 m

18km
18km
（断層面
上の距離）

s b = 2.7 MPa
D b = 0.8 m
34km

ケース１

ケース２

微視的断層モデル（右端は直交断面図）
表層地盤増幅率分布★

アスペリティの直上や至近では、大きな地震動に見舞われる。
★ アスペリティの破壊伝播の前面（破壊伝播の延長上）の地域では、大きな地震動に見舞われる。
★ 表層地盤の良くないところでは、増幅が大き
く、大きな地震動に見舞われる。
★ 軟らかい地層が厚く堆積している平野や盆地
等では、増幅が大きく、大きな地震動に見舞われる。
★ これらの条件が複数重なると、震度６強や震度７の最大級の揺れになる場合もある。
3以下 4

5弱 5強 6弱 6強

7震度

地表面の震度分布66

解説：震源断層を特定した地震動予測地図
複数の破壊シナリオ（ケース）とその効果（糸魚川－静岡構造線断層帯の例）
震源断層を特定した地震動予測地図を見ると、★

アスペリティの直上、アスペリティの破壊の前面（破壊伝播の延長上）、厚い堆積平野
や盆地、表層地盤の良くないところ等では、大きな地震動に見舞われる。

★

条件が複数重なると、震度６強や震度７になる場合もある。

など、破壊シナリオやその場所の揺れやすさによって異なる揺れの様子を理解することができ
る。

ケース１

ケース２

ケース３

北部１＆２のアスペリ
ティが浅くて南寄り

北部１＆２のアスペリ
ティが浅くて北寄り

北部１＆２のアスペリ
ティが深くて南寄り

破壊
開始点は
各ケース
とも共通

南部１＆２のアスペリ
ティは各ケース共通

アスペリティの破壊伝
播の前面地域で大振幅

震源断層モデルの地表面投影

アスペリティ直上
至近で大振幅

北部はケー
ス１とアス
ペリティ位
置が異なり
結果も異な
る

南部はケー
ス１とモデ
ルが同じで
結果も同様

断層近傍に加え諏訪盆地の深い地盤
構造と表層地盤増幅により大振幅

北部のアス
ペリティが
深いので地
震動もケー
ス１＆２よ
りは小さめ

南部はケー
ス１とモデ
ルが同じで
結果も同様

3以下 4 5弱 5強 6弱 6強 7 震度
遠方だが甲府盆地の深い地盤構造により周辺よりも増幅
地表面の震度分布67