特集

地震と沿岸技術

緊急地震速報など地震防災への最近の取り組みについて
林元 直樹

気象庁 地震火山部 地震火山技術・調査課 調査官

東北地方太平洋沖地震

1. はじめに

熊本地震

繰り返し、地震災害を被ってきた我が国では、地震の揺れによる被害を受ける前に地震によって揺れることを知ることは夢であった。地震の発生直後から震源近くで観測された地震波のデータをもとに、各地での震度や⾧周期地震動階級および強い揺れの到達時間を予測し、それらを可能な限り素早く知らせる情報である緊急地震速報。気象庁は、2007
年 10 月1日よりその一般提供を開始した。
本稿では、緊急地震速報の運用開始から現在まで

図1

 急地震速報の警報および予報の発表回数と精度を示す「スコア」の年
緊
度別推移「スコア」とは、緊急地震速報による震度予測が震度4以上または観測震度が震度4以上となった地域に対して、予測震度と観測震度との差が±1以内に収まる割合を示した精度指標であるに直面した課題とその解決のための技術的改善について紹介する。

2. 緊急地震速報の発表状況
地震による揺れを捉えて、情報を発表するまでのすべてを瞬時に自動処理する緊急地震速報は、ノイズから地震を識別する

折、地動ノイズや機器故障、処理の不完全さなどの理由から緊急地震速報の精度を低下させるような事例も経験してきた。

3. 東 北地方太平洋沖地震における課題とその技術的改善

観測技術、震源やマグニチュード（M）の推定および揺れの予2011 年 3 月 11 日の東北地方太平洋沖地震（Mw9.0、最大震測を行う解析の技術、情報を発表する技術の大きく 3 つの技術度 7）では、本震発生時に東北地方に対して迅速に警報を発表によって成り立っている。これらの実現には、気象庁のみならすることができた。しかし、いくつかの技術的課題に直面した。

ず、公益財団法人鉄道総合技術研究所や国立研究開発法人防災

例えば、当時の処理手法では巨大地震時の震源域の広がりに対科学技術研究所（以下、防災科学技術研究所）、国立大学法人応できず、関東地方の強い揺れを精度良く予測することができ京都大学（以下、京都大学）の技術協力に加え、報道機関や通なかった。また、その後の活発な地震活動においては、異なる

信事業者、予報業務許可事業者などの多くの関係機関や関係省場所でほぼ同時に発生した複数の地震を適切に識別することが庁の⾧年にわたる努力と協力が不可欠であった。

できずに過大予測となった事例が相次いだ。気象庁では、これ緊急地震速報には、人が強い揺れから身を守るために広く一般向けに伝える「警報」と、鉄道やエレベータ等の機器の自動制御等に活用するための高度利用者向けの「予報」との 2 種類があり、運用開始以降、これまで 274 回の警報と 16,861回の予報を発表した（2023 年 11月 30 日現在、図 1）。緊急地震速報による震度予測の合致率を示した精度指標である「スコア」を年度ごとにみると、これまでに概ね 8 割程度の予測精度を保って緊急地震速報が発表されてきたことがわかる（図 1）。一方で、時20 CDIT 2024 ▷ No.61

表1

近年の緊急地震速報の技術的改善

運用開始日2011 年 8 月 10 日

内容
複数の地震を分離するためのソフトウェア改修
気象庁地震計 50 地点、南関東 KiK-net15 地
2015 年 3 月 31 日
点等の活用開始
2016 年 12 月 14 日 IPF 法の運用開始
2018 年 3 月 22 日 PLUM 法の運用開始
海底地震計（S-net、DONET）データの活用
2019 年 6 月 27 日開始
2023 年 2 月 1 日
⾧周期地震動階級の予測情報の追加
2023 年 9 月 26 日 震源推定手法の IPF 法への一本化

特集

地震と沿岸技術らの課題に対して以下の技術的改善を図ってきた（表 1）。
（1）巨大地震への対応

4. 最近の技術的改善：地震の識別処理のさらなる改善

震源域が広範囲となる巨大地震では、震源と M に基づく震これまでの処理では、IPF 法の運用開始後も複数の震源推定手

度予測手法において、点震源仮定に基づく予測と実際の揺れと法を併用しており、それぞれの結果が同一の地震であるか否かの乖離や、M の飽和による予測の過小評価が生じる。このよを判定した上で、発表に用いる震源を決定し、同一地震によるうな課題に対応するため、震源と M によらず揺れから揺れをものと判定された振幅データを用いて Mを推定していた。しか直接予測する「PLUM 法」が開発され、震源と M に基づく予測しながら、2018 年1月5日に茨城県沖の地震（M4.5、最大震度手法と併用する形で 2018 年 3 月から運用開始した。PLUM 法3）と富山県西部の地震（M4.0、最大震度 3）がほぼ同時に発生

では予測地点周辺の観測点における震度を即時的に得る必要がした際には、2 つの地震に対する震源推定結果と振幅データをあることから、防災科学技術研究所が開発したリアルタイム震誤って同一地震と判定したことで、茨城県沖で M6.4 の地震が発度を求める手法を活用している。

生したと推定し、過大な警報を発表した。

（2）地震の識別精度の向上

この課題を解決するため、震源推定手法について、従来の異なる場所でほぼ同時に複数の地震が発生した場合の地震IPF 法を含む複数の手法の併用から、震源推定に用いるすべての識別精度向上のため、京都大学との共同開発による「IPF 法」の観測データを統合して処理できるように改良を加えた IPF 法の運用を 2016 年 12 月から開始した。パーティクルフィルタに一本化する運用を 2023 年 9 月 26 日より開始した。この改善とベイズ推定を用い、地震波の走時残差だけではなく多種類のにより、複数手法の推定結果に対する同一地震判定が不要とな観測量を統合して処理する震源推定手法である本手法は、各観り、地震の識別処理の精度を向上させることが可能となった。

測点で検知された揺れがどの地震によるものかを判別する際に2018 年 1月5 日に過大警報を発表した事例においても、適切にも走時残差と振幅の残差の両方を用いることによって、より適2 つの地震に分けて情報発表できることを確認している（図 2）。

切に地震を識別することが可能となった。
（3）情報発表の迅速化

当時の緊急地震速報：
誤った同一判定により1つの地震とし過大予測

IPF法一本化後：
2つの地震を適切に識別しそれぞれ適切に予測

警報発表
領域ム（DONET）、および日本海溝海底地震津波観測網（S-net）の実際の震央予測震度研究所の協力を得て、2019 年 6 月から地震・津波観測システ

震度５強
震度５弱
震度４
震度３
震度２
震度１
震度１未満

緊急地震速報をより迅速に発表するためには、震源近傍の観測網の活用拡大が極めて有効である。気象庁では海底地震計を緊急地震速報に活用するための技術開発を進め、防災科学技術推定した震央海底地震計の活用を開始し、2020 年 3 月には S-net 観測点のうち日本海溝の東側に位置する S6 の観測点を追加で活用開始した。これにより、日本海溝付近で発生する地震については最大で 30 秒程度、紀伊半島から室戸沖で発生する地震については最大 10 秒程度、緊急地震速報（警報）の発表が理論上早まることが期待される。
（4）様々な指標での情報提供

図2 2018年1月5日の茨城県沖（M4.5、最大震度3）と富山県西部（M4.0、最大震度3）の同時発生により発表した当時の緊急地震速報による予測（左）とIPF法への震源推定手法の一本化後の緊急地震速報の予測（右）5. おわりに
緊急地震速報は、一般提供開始から約16 年が経過した現在、国民の認知度は 9 割に迫り、社会にとっていわばインフラストラ大地震に伴って発生する⾧周期地震動は、高層ビルなどを大クチャーとして認められつつあるといえる。ただし、この16 年きく揺らし被害を発生させる。このような⾧周期地震動によるの間に、例えばスマートフォンの普及など、情報を受け取る環境被害を把握するため、気象庁では「⾧周期地震動に関する情報は大きく変化している。気象庁では、2023 年に「緊急地震速報検討会」での議論を踏まえ、⾧周期地震動階級という新たな観評価・改善検討会利活用検討作業部会」を開催して、今後の緊急測指標を設けた。また、防災科学技術研究所が開発した絶対速地震速報の技術開発や利活用の方向性について議論し、報告書

度応答スペクトルの予測式を用いて、2023 年 2 月から緊急地に取りまとめた。緊急地震速報が情報の受け手にとってより良い震速報に⾧周期地震動の予測結果を加え、警報の発表基準としものであるよう、社会のニーズを確認しながら、より迅速でよりて⾧周期地震動階級 3 以上が予測された場合という新たな基準

精度の高い情報提供を目指して、気象庁はこれからも緊急地震を追加した。

速報のさらなる改善に挑み続けていきたい。

CDIT 2024 ▷ No.61 21