配布先：京都⼤学記者クラブ、⽂部科学記者会、科学記者会、気象庁記者クラブ、筑波研究学園都市記者会
報道解禁：即時報道可
2021 年 5 ⽉ 7 ⽇

より早く正確な緊急地震速報に向けて―複数の地震観測網を統合した計算⼿法を開発―
概要
緊急地震速報は、地震の発⽣をいち早く知らせる防災上⾮常に重要なお知らせです。しかしながら、揺れが⼩さな地震に対しても誤って緊急地震速報を出してしまうことがありました。例えば、
2020 年 7 ⽉には⿃島近海の地震を検知して関東地⽅などに緊急地震速報を発表しましたが、地震の揺れは予測よりもずっと⼩さく、過⼤予測となってしまいました。
本研究では、現在の緊急地震速報に導⼊されている IPF 法を拡張し、どの地震観測網のデータでも利⽤できる新しい⼿法（拡張 IPF 法）を開発しました。複数の地震観測網を⼀緒に利⽤すると、計算に使える地震計の数が多くなり、より早く正確に地震を検知することができます。2020 年 1 ⽉
より京都⼤学防災研究所で試験運⽤したところ、7 ⽉の⿃島近海の地震に対しても、正しく規模と場所を推定することができました。
この⼿法は、様々な地震観測網のデータに適⽤することができるので、海外の地震観測網にも利⽤することができます。緊急地震速報は世界の地震⼤国で注⽬が⾼まっており、⽇本のシステムを海外へ展開させる可能性を秘めています。
本成果は、2021 年 5 ⽉ 4 ⽇（現地時間）にアメリカ合衆国の国際学術誌「Bulletin of theSeismological Society of America」にオンライン掲載されました。

１．背景
緊急地震速報は、地震の発⽣をいち早く知らせる防災上⾮常に重要なお知らせです。しかしながら、揺れが⼩さな地震に対しても誤って緊急地震速報を出してしまうことがありました。例えば、
2020 年 7 ⽉には⿃島近海の地震を検知して関東地⽅などに緊急地震速報を発表しましたが、地震の揺れは予測よりもずっと⼩さく、過⼤予測となってしまいました。
私達のグループでは、2011 年東北地⽅太平洋沖地震以降、緊急地震速報の改善に取り組んできました。2016 年 12 ⽉には、私達のグループと気象庁が共同開発した IPF 法が緊急地震速報の震源推定⼿法に取り⼊れられました。今回の研究成果は、IPF 法をさらに発展させ、どの地震観測網のデータでも利⽤できるようにしたものです。この新しい⼿法を拡張 IPF 法と名付けました。
２．研究⼿法・成果
IPF 法は、複数の地震が同時に発⽣した時にも区別して震源を決めることができる画期的な⼿法です。これまでの IPF 法では、トリガ情報（いつ P 波が到達したか、とか、どれぐらいの⼤きさの波が来たか、という情報）を地震の観測点で計算したものを使っていました。そのため、この⼿法を他の地震観測網に適⽤するには、それぞれの観測点にトリガ情報を計算する仕組みを導⼊する必要がありました。
緊急地震速報には、気象庁と国⽴研究開発法⼈防災科学技術研究所の地震観測網が使われていますが、IPF 法には⼀部の観測網しか利⽤されていません。それぞれの観測網は地震計のセンサが異なり、別の計算⼿法を使う必要があるためです。本研究では、地震観測点で⾏っていたトリガ情報の計算を、中枢サーバで⾏う仕組みを開発しました。この仕組みにより、これまで利⽤することができなかった異なるセンサの観測点も統合して使⽤できるようになりました（図１）。複数の地震観測網を⼀緒に利⽤すると、計算に使える地震計の数が多くなり、より早く正確に地震を検知することができます。この⼿法を 2020 年 1 ⽉より京都⼤学防災研究所で試験運⽤したところ、10 か⽉の検証期間中に震度 3 以上を観測したすべての地震を正しく検知（予測震度±１以内）でき、平均 5 秒早く予測の第⼀報を発表することができました（図２）。
7 ⽉に⿃島近海で発⽣した地震に対しても、精度よく規模と場所を推定することができました（図３）。
３．波及効果、今後の予定
新しく開発した拡張 IPF 法は、様々な地震観測網のデータに適⽤することができるので、⽇本の地震観測網だけでなく海外の地震観測網にも利⽤することができます。緊急地震速報は世界の地震⼤国で注⽬が⾼まっており、⽇本のシステムを海外へ展開させる可能性を秘めています。
気象庁では、拡張 IPF 法の考え⽅を参考に、緊急地震速報に使われている複数の地震観測網を統合して処理する仕組みを開発中です。観測網の統合により、特に地震波を観測した観測点の少ない発⽣直後において緊急地震速報の精度が向上すると考えられます。
４．研究プロジェクトについて
本研究は、以下の研究助成を受けて⾏われました。
・⽇本学術振興会

最先端・次世代研究開発⽀援プログラム

・⽇本学術振興会

科学研究費助成事業若⼿研究 B

・京都⼤学防災研究所

⼥性・若⼿研究者⽀援のための特別配当関連研究機関：京都⼤学防災研究所、気象研究所、統計数理研究所＜研究者のコメント＞
緊急地震速報は、防災上⾮常に重要な情報ですが、開発に携わる研究者は少なく、これからの成⻑が望まれる分野です。世界の中でも地震の揺れを事前に知ることができる国は数少なく、我が国が世界に誇れる技術の⼀つであると⾔えます。我々研究者としては、引き続き⾼精度・⾼速の緊急地震速報を⽬指して努⼒していきたいと思います。
＜論⽂タイトルと著者＞
タイトル：The Extended Integrated Particle Filter Method (IPFx) As a High-Performance Earthquake Early
Warning System（⾼精度の緊急地震速報を実現する拡張 IPF 法(IPFx)）
著

者：⼭⽥真澄(京都⼤学防災研究所）、溜渕功史(気象研究所) 、Stephen Wu(統計数理研究所)

掲 載 誌：Bulletin of the Seismological Society of America
DOI：https://doi.org/10.1785/0120210008

掲載⽇時：2021 年 5 ⽉ 4 ⽇（現地時間）＜お問い合わせ先＞
⼭⽥ 真澄（やまだ ますみ） 京都⼤学防災研究所・助教
TEL：0774-38-4020
FAX：0774-38-4215
E-mail：masumi@eqh.dpri.kyoto-u.ac.jp<取材・報道に関するお問い合わせ>京都⼤学 総務部広報課国際広報室
TEL：0757-53-5729
FAX ：0757-53-2094
E-mail：comms@mail2.adm.kyoto-u.ac.jp
気象研究所 企画室
TEL：029-853-8535
FAX：029-853-8549
E-mail：ngmn11ts@mri-jma.go.jp
統計数理研究所 運営企画本部企画室 URA ステーション
TEL：050-5533-8580
FAX：041-526-4348
E-mail：ask-ura@ism.ac.jp

＜参考図表＞図 1：現⾏の IPF 法と拡張 IPF 法の違いを模式的に⽰しています。現⾏の IPF 法では地震観測点で波形データからトリガ情報を計算するのに対し、拡張 IPF 法では中枢サーバでトリガ情報を計算します。そのため、観測網に合わせてフレキシブルにトリガ情報を計算することができます。

図 2：2020 年 1〜10 ⽉に発⽣した震度 3 以上の地震について、気象庁の緊急地震速報と拡張 IPF 法の速報発表時刻の⽐較。ほとんどの地震で拡張 IPF 法の⽅が早く速報を発表出来ています。⼀部の地震で拡張 IPF 法の⽅が遅くなっているのは、京都⼤学で使⽤できないデータが含まれているためです。図 3：2020 年 7 ⽉の⿃島沖の地震の震源推定。(a)⽔⾊の星印が推定された震源の位置を⽰し、⻘⾊の星印が実際の震源の位置を⽰しており、うまく推定できていることが分かります。丸印の⾊は震源の確からしさを⽰し、三⾓は観測点の位置を⽰します(⿊⾊と灰⾊は震源推定に参加した観測点、⿊⾊はトリガあり、灰⾊は未トリガ。⽩⾊はそれ以外の全観測点)。(b)最終的な震源と推定された震源の距離、(c)推定されたマグニチュード、(d)推定された最⼤震度