シリーズ「新・強震動地震学基礎講座」（第 20 回）地震ハザード解析から確率論的地震動予測地図へ
強震動委員会盛川仁（東京工業大学 環境・社会理工学院）

最初に（数学的な厳密さにはまったく配慮しないで）確地点についてこのような計算をすることで，確率や震度値

率論のおさらいをしておく．事象 A の「発生しやすさ」の空間分布が得られる．これを確率論的地震動予測地図

を適当な写像 P を導入して区間［0, 1］の実数で表わすと（以下，確率地図）と呼んでいる（防災科学技術研究所，

き，それを確率と呼ぶ．この写像 P はいわば，事象 A の「発2018）．

生しやすさ」のモノサシ（確率測度）で，値域が［0, 1］

地震ハザード解析を実際にやってみようとすると「あるである事以外はルベーグ測度と同等であると考えてよい．

特定の地点における地震動の大きさの確率分布」を求める

重要な点は，確率を規定するモノサシは（我々が）自由にためにはうんざりするほどたくさんのハードルが待ち構え決めることができ，確率論ではその決められたモノサシをていることに直ちに気づくであろう．すなわち，使って理論展開されるということである．

・対 象地点周辺で発生する地震をどのようにして選ぶ

確率論はモノサシの決め方には関知しないので，我々はか？

何らかの方法でモノサシを決定しなくてはならない．大雑・地震の震源断層がどこにあるのかわからない場合には把に言えば理論的にモノサシを決め得る場合と，実現値をどうすればよいのか？

用いて統計的に決める場合がある．設定可能な全ての初期・地震動の大きさの指標として何を選ぶのか？

条件が完全に同じ割合で出鱈目に選ばれるという条件のも・対 象地点における地震動はどのようにして求めるのとで精確な立方体のサイコロを放り投げたときに「1 の目か？

が出る確率は 1/6 である」とするのは，論理的考察に基づ・地 震の発生確率や規模をどのようにして決定するのいて（理論的に）モノサシを決めていると言ってよいだろか？

う．一方，天気予報の降水確率は現時点と似たような気象・対象地点のまわりに複数の断層がある場合，それらの条件にあった過去のたくさんの事例のうちで 1 ミリ以上の影響をどのように考慮，または組み合わせるのか？

雨が降った割合として決められる．これは多数の実現値かなどである．本稿はこれらのとても答えられそうにもない

ら統計的にモノサシを決める例である．

疑問に対して，現時点で，どのように対応可能か，あるい

多くの事象において理論的にモノサシを決定することはは，どのように対応されているのかを確率地図の作成過程

難しく，統計的手法によってモノサシを決定せざるを得な（地震調査研究推進本部，2014）を追いながら簡単にまとい．これは，写像 P の決定には統計的に安定な結果が得めようとするものである．

られるだけの膨大な実現値が必要である，ということを意味している．

2．対象地点周辺で発生する地震
対象地点周辺で発生する地震を選ぶにあたっては，周辺

1．地震ハザード解析の活断層の有無，プレート間地震の影響，震源を予め特定

地震ハザード解析とは，簡単に言ってしまえば地震（地

できない地震の検討が必要である．

震動ではなく，断層のすべり現象）の発生確率を考慮して，日本国内の多くの地点では海溝部で発生するプレート間

ある特定の地点（以下，対象地点と呼ぶ）における地震動

地震の影響を強くうけると考えられる．政府の地震調査研の大きさの確率分布を推定する手法である．かつては，こ究推進本部（以下，地震本部）は海溝型地震についての長れを地震危険度解析と呼ぶことも少なくなかったが，「危期評価を実施している（地震調査研究推進本部，2017a）．

険度」には「リスク」の概念も含まれるため純粋に地震動

2011 年東北地方太平洋沖地震での経験によって明らかとについて検討する際はハザード解析と称するようである．

なった課題を解決するために海溝型地震の新しい長期評価

対象地点について得られた地震動の大きさに関する確率密方法の検討が進められている．統一的な見解が得られるま度関数を用いることで，「今後 X 年間に震度 Y 以上の地震

でには時間を要するため，防災対策等で活用されることを動を経験する確率」を求めたり，「今後 X 年間に確率 Z%

想定した暫定版ともいうべき長期評価結果が公開されておで経験する震度の下限値」を求めることができる．多数のり，その結果を利用できる．データの不確実性などにより

NL-3-16

解釈が分かれる地震発生確率などは複数の解釈について並

震源距離などの値を経験式に代入するだけなので計算その記するなど，定説が得られていない部分はその旨を明示しものは容易であるが，経験式そのものが大きなばらつきをつつ記載されている．

内包していることに注意が必要である．

対象地点周辺の活断層は，周囲の地形的・地質的特徴か

確率地図では地震動予測式のばらつきが対数正規分布にら同定するのが王道であるが，一般にこの作業は誰にでも従うものと仮定して，その標準偏差を震源距離の関数としできると云う性質のものではない．そのため，確率地図でてモデル化して評価に取り入れている．なお，確率論的性

は地震本部が実施した活断層の長期評価の対象となった断質を有する変数の最大値は，その変数の確率論的性質とは層について検討している．地震本部はこれまでに国内の主別に極値分布（Gumbel 分布）で説明できることがよく知要な 115 の活断層帯（および 5 つの活断層ではないと判定られている．対数正規分布は極値分布のよい近似を与えるされたもの）について詳細な長期評価を行った結果を公表ため，このような取り扱いは簡便かつ合理的である．

している（地震調査研究推進本部，2017b）．評価結果には各断層ごとに断層の位置や形状をはじめとして，平均活4．地震の発生確率と規模

動間隔，活動区間，想定される地震の規模，地震の際のず

主要な活断層による地震については，地震本部による長れ量，今後 X 年以内の地震発生確率（X＝30, 50, 100, 300），

期評価の結果を利用することができる（地震調査研究推進

最後の活動からの経過時間がその値のおよその信頼度とと本部；2017a, 2017b）．発生確率の算定には，最新の地震もに示されている．なお，内陸地殻内地震の長期予測につ発生イベントからの経過時間を考慮して地震発生間隔の確いては当講座で既に紹介されている（隈元，2018）．

率 分 布 を モ デ ル 化 し た BPT（Brownian Passage Time）

対象地点周辺に活断層がない場合にも，地表に断層が現分布に基づく点過程が仮定されている（地震調査研究推進

われない地震（震源断層を予め特定しにくい地震）が対象

本部，2001）．BPT 分布を決めるために必要なパラメータ地点周辺で発生するものとして，少なくとも M6.8 の地震

は歴史地震や断層のトレンチ調査から求められた平均地震を想定したうえで，日本列島内陸部の地域ごとに示された発生間隔と，その変動係数αの 2 つである．前者は，個々最大マグニチュードに配慮することが期待されている（地の地震ごとに当然異なるが，後者については断層によらず震調査研究推進本部，2010）．プレート間およびプレートに一律の値（α＝0.24）が暫定的に与えられている．なお，内で発生する震源断層を予め特定しにくい地震について

BPT 分布を適用することの妥当性については諸説があり，も，長期評価によって海溝にそった地域ごとに地震規模と過去の地震発生の履歴情報の質や量によっては Weibull 分

発生確率が推定されているので，これを利用することがで布など他の分布形のほうが適合性が高く，頻度論に基づく

きる．

よりもベイズ更新を組合わせるほうがよいとする意見もあ
るようである．

3．対象地点における地震動の予測

過去の地震発生の履歴がわからない断層については，定地震動の指標には震度以外にも最大地表面加速度

常ポアソン過程が仮定され，その平均地震発生間隔は当該（PGA），最大地表面速度（PGV），SI（Spectral Intensity）

断層でのひずみの蓄積の速さをもとに求められている．

値など種々の指標を用いることができる．一般市民にとっところで，長期評価によって公開されている地震発生確ては震度を指標とすることは言葉に馴染みがあってわかり率の多くが，例えば 0.5%〜2% と云う具合いに幅を持ってやすいと感じられるであろう．一方，構造物の設計や応答示されている．天気予報にたとえれば，「明日の降水確率の評価等の工学的な目的には，対数スケールによる震度よは 20%〜50% である」と言っているのと同じようなもの

りも高い分解能を有する PGA や PGV などの指標が望まである．冒頭に述べた通り，確率とは写像 P のもとで一しい．構造物の周期特性の違いを考慮して応答を評価する

意的に決定されるべきものであり，実際，降水確率は一意ためには，より情報量が多い地震応答スペクトル（松崎，的に決定されている．確率の値が幅を持つ，というのは純2017）が必要となる場合もある．

粋な数学の観点からは違和感を覚えるであろう．

これらの地震動指標値は，想定する地震の断層位置と規トレンチによって地震の痕跡を発見したとしても（そも模が決まれば距離減衰式（近年は地震動予測式と呼ぶ）のそも見落としがあるかもしれない），現時点の技術では遠ような経験式を用いて決定することができる．また，表層い過去の地震の発生時期の推定精度は良くて有効数字 2

地盤の影響は表層地質あるいは表層部分の平均的なせん断

桁，条件によっては有効数字 1 桁が精一杯であり，大きな波速度に基づく地震動応答倍率の経験式を用いて評価され誤差を含んでいる．つまり，極端な表現をするならば，平る．地震動予測式については，当講座で既に解説されてい均地震発生間隔が 1000 年の断層について，その値にはるのでそちらを参照されたい（司，2018）．地震の規模や1000 年オーダーの誤差が含まれているかもしれないのでNL-3-17ある．

震が発生しても不思議ではないような環境では，対象地点

しかも，地震発生のモデルとして BPT 分布を適用するに影響を及ぼす地震が複数にわたると考えるのが適当であ場合のみならず，定常ポアソン過程（指数分布）以外の手

る．上に述べた海溝型地震，（複数の）活断層における地震，法を適用する場合，最新の地震発生イベントによる応力降

震源断層を予め特定できない地震，の 3 種類の地震につい下を何らかの形で考慮できるという利点がある一方で，最て対象地点毎に検討しなくてはならない．その際，各々の後の地震がいつ発生したかを決めなくてはならないという

地震の性質の違いにより，発生確率や地震の規模はまった

難しい問題を本質的に抱えている．最後に発生した地震がく異なる．対象地点の地震危険度を評価するにあたって，

歴史地震として記録に残っていればある程度の精度は期待

これらの地震ごとの結果に対して単純な重ねあわせを適用できる．しかし，トレンチから推定するような場合は平均することはできない．

地震発生間隔と同様に大きな誤差を含むことになる．結果

合理的に地震危険度を評価するために，確率地図では亀として，一意的に地震発生間隔の確率分布のパラメータを田ら（1997）による確率論的想定地震の考え方が用いられ決定することができず，極端な場合のパラメータを上下限ている．定式化等は文献（亀田ら，1997）に譲るが，対象値として与えて地震発生確率を求めて並記するしかない，

地点において想定される個々の地震によって，今後 X 年というのが現状である．すなわち，「平均地震発生間隔が間にある地震動レベル（たとえば震度 Y）を超える確率を推定範囲内でもっとも長く，最新の地震発生が考えうる

各々の地震の発生確率を重みとして重ね合わせることで，もっとも新しい時期に発生した場合」が地震発生確率の下全ての起りうる地震を考慮するという考え方である．この限値を与え，「平均地震発生間隔が推定範囲内でもっともような考え方を使うことで，その地点にとってどの地震の短く，最新の地震発生が考えうるもっとも古い時期に発生影響が支配的かという個々の地震の貢献度をあわせて求めした場合」が発生確率の上限値を与えるとしている．確率

ることができる．「今後 X 年間」の X の値が小さい場合は

地図では，このような事情を考慮して，地震発生確率の上

平均地震発生間隔が短いプレート間地震の貢献が大きく，下限値の中央値を用いた場合と，地震発生確率の上限値を

X が大きくなるにつれて活断層による地震の貢献度が大き用いた場合の 2 種類について解析を行っている．

くなっていく，と云う地震の定性的な傾向をうまく表現可

活断層による地震の規模については，地表で観測される能である．

断層長さや変位などをもとに推定されている．しかし，一つの断層帯が複数のセグメントに分かれていて，それらが6．おわりに全てあるいは一部が同時に破壊するのかまったく個別に破以上，種々のパラメータを具体的に決定して対象地点に壊するのか，といったシナリオを確定的に決定することはおける地震動レベルの確率密度関数を求めるという所期の容易ではない．加えて，解決すべき課題が多く残されてい目標が達成されるまでを概観した．地震発生確率や地震のる（隈元，2018）．

規模の曖昧さ，地震動評価のための経験式（地震動予測式）

震源断層を予め特定しにくい地震については，地震発生が本質的に抱える大きなばらつきなど，よくわからないも数と地震の規模が両対数軸上で線形関係にあるとするのをよくわからないなりに積み上げて地震ハザード解析はGutenberg-Richter（G-R）式に基づいて定常ポアソン過程

成立していることが理解されるであろう．

でモデル化する．G-R 式においても直線を規定する 2 つのハザード解析を含む危険度解析（とその裏返しである信係数を決定しなくてはならないが，大地震は発生数が少な

頼性解析）のための理論は極めて緻密で完成度が高い．し

いため小さな地震記録に基づいて係数を決定して大地震にかし，このような確率論に立脚した考え方は，本来，極め

ついてはほとんど外挿のような形でモデル化せざるを得なて豊富な情報のもとで解析対象とする現象を構成する要素

い．精度が高いか，と問われて自信を持って肯定する人はの確率論的性質，すなわちモノサシである写像 P が厳密

あまり多くないであろう．

に決定されていることを前提としている．これは，工業用地震の発生確率と予想される規模は地震危険度の評価結

材料や機械部品などのように大量の実現値に基づく統計的

果に直接影響を与える重要なパラメータであるが，その値性質が明らかな事象に対しては極めて有効に機能する．しを決定することがいかに困難であるか，また大きな制約のかし，自然現象，特に地震のように再現期間が人間の寿命

中でどのようにしてパラメータを決定しているか，というに対して極めて長く，統計的に緻密な議論が可能となるだ

ことを正しく知っておくことは非常に重要である．

けの実現値を得ることが絶望的な現象を対象とするには大きな困難を伴う．

5．複数地震の組み合わせサイコロを 3 回ふって，1 と 3 と 4 の目がでたので，こ日本のように，どこにでも断層があって，いつどこで地のサイコロの目がでる確率は 1 と 3 と 4 がそれぞれ 1/3 でNL-3-18

ある，と言わざるを得ないような状況だと言えばイメージ

飯山かほり博士，鈴木祐輔氏に内容について有用かつ重要しやすいであろうか．今後，2 や 5，6 の目が出るかもしなご助言をいただいた．また，編集担当の岩田知孝委員，

れないし，そもそもそのサイコロは 6 面体ではなく 20 面

松島信一委員から本稿の改善のために有益なご意見をいた体かもしれないのである．

だいた．記して謝意を表します．

地震 PRA（確率論的リスク評価），信頼性設計，設計用

参考文献

入力地震動の地域ごとの違い（地域係数）の設定，構造物の補強の優先順位の設定など，工学的あるいは防災上の観

防災科学技術研究所，2018，http://www.j-shis.bosai.go.jp/点から地震ハザード解析の必要性には疑いの余地はない．

地震調査研究推進本部，2001，長期的な地震発生確率の評

現時点での地震ハザード解析，たとえば，その産物である
確率地図の作成には今現在考えうる最高の知恵と努力が投価手法について．
地震調査研究推進本部，2010，「活断層の長期評価手法」

入されている．しかし，地震ハザード解析が依然として発展途上にある未成熟な技術であることはまぎれもない事実

報告書，暫定版．
地震調査研究推進本部，2014，32-67，https://www.jishin.

である．地震という現象の時間スケールを考慮すると，ごgo.jp/main/chousa/14 yosokuchizu/h 5.pdf

く近い将来にこれまで以上に多くの地震の実現値が得られ

地震調査研究推進本部，2017a，https://www.jishin.go.jp/て写像 P の統計モデルを安定して決定できるようになる

evaluation/long term evaluation/subduction fault/

見込みは低い．そのため，よりよい写像 P のモデル構築

地震調査研究推進本部，2017b，https://www.jishin.go.jp/には統計的手法だけではなく，今後は強震動研究の成果をevaluation/long term evaluation/major active fault/

活用しながら，理論的アプローチによる写像 P のモデル

亀田・石川・奥村・中島，1997，土木学会論文集，577，の精度向上を目指すことが必須となるであろう．強震動研
究のますますの発展が，地震に強い社会の実現にとって重75-87.
隈元，2018，日本地震学会ニュースレター，71，NL1，14-

要であると筆者が考えるゆえんである．

16.
松崎，2017，日本地震学会ニュースレター，70，NL1，21-

謝辞

23.

本稿の執筆にあたっては，電力中央研究所の中島正人博

司，2018，日本地震学会ニュースレター，70，NL6，14-

士，鉄道総合技術研究所の坂井公俊博士，東京工業大学の16.

（第 21 回）地震動即時予測
強震動委員会

干場充之（気象研究所）

1．はじめにに行われるようになってきた．わが国では，1990 年代か

地震動即時予測は，迫ってくる（強い）揺れをその直前

らの鉄道分野での適用，2007 年に気象庁の緊急地震速報に予測する，というものである．断層がずれて地震が発生の開始などがあり，また，メキシコでは 1990 年代から，すること自体を予知することは出来ないとしても，強い揺

台湾では 2014 年から実社会での適用が始まり，米国，中国，

れがやってくることは予測できる．それが，数秒からせい

韓国，EU 諸国，トルコなどでも適用に向けてシステム構

ぜい十数秒という直前でも事前に分かれば地震災害を減じ築の研究が進んでいる．

ることに貢献するだろう．このように，地震動即時予測で以下には，最初に地震動即時予測の基本的なロジックには，地震が発生した後だが，強い揺れが来る前のタイミン

ついて説明し，予測手法の概要，最後に今後の研究の展望

グで予測を行う．通常，「地震動予測」というと，シナリについて述べる．

オ地震での地震波形の予測（「新・強震動地震学基礎講座」
第 14 回参照）や地震動予測地図（同第 22 回予定）など，

2．地震動即時予測のロジック

未来に発生する地震に伴う震動の予測を意味していた．一では，どのようなロジックを用いて，地震動を即時に予方，このように地震動が迫ってくる直前のタイミングで予測しているのか？そのロジックの基本的なものは，測する概念は，従来の「地震動予測」と区別するために，「地（1）地震波が伝播していく様子を推定し，地震動を予測す

震動即時予測」と呼ばれる．地震動即時予測の研究と実社
会への適用は，特に最近 10 年程度の間に世界各地で活発

る．
（2）P 波を捉えることで後続の S 波による地震動を予測す

NL-3-19

る．

るが，（3）は取り入れていない．

（3）破壊過程の初期の段階の情報から破壊全体（地震規模

なお，地震動即時予測の説明として（2）が強調されこ（マグニチュード，M）など）を推定し，その情報にとが多いためか，P 波部分だけを用いて予測するもの（つ基づいて地震動の強さを予測する．

まり，予測には P 波部分の情報しか使ってはいけない），の 3 つに分類できる．地震動即時予測は，この 3 つのいずと誤解されることがある．しかし，（1）のロジックで，S

れか，あるいは組み合わせにより行われる．

波を観測し，その後の S 波の伝播を予測することは可能

ここで，（1）では，通信の速度が地震波の速度に比べてである（そして，P 波を観測し P 波を予測することも可能）．

極めて速いことを用いる．震源の近くで地震波を捉え，（地

地震動即時予測には，P 波部分の情報だけでなく，震源に震波の伝播を追い越して）より遠い地点に伝えることがで近い観測点でとらえた S 波の情報もとても有効である．

きれば，そこでは「まもなく地震波が到達する」ことを事前に予測することができる．この考え方では，速い通信技

3．地震動即時予測の手法と高度化術が求められる．また，地震波を捉える観測点が，予測を2 で紹介した地震動即時予測のロジックとは別の観点か行う地点よりも震源に近いところにある必要がある．（2）

ら，通信を使うか否かによって，オンサイト手法とネット

では，相対的に振幅の小さな P 波は振幅の大きな S 波よワーク手法という分類があり，以下にそれぞれについて説りも早く伝わる，という地震波の特徴を用いる．現在揺れ明する．

ているのが P 波による震動だと判断できれば，間もなくオンサイト手法では，通信を使わずにその地点のみの情数倍の強い揺れ（S 波）が来るだろうと予測できる．この報で予測を行う．通信を使わないので，必然的に（2）の考え方は，単独の観測点でも適用でき，必ずしも通信を必

ロジックを基に考察されたものが多い．また，その地点の要としないのが特徴である．（3）では，断層の破壊過程のみの情報なので，システム構成が比較的簡単で済む．わが初期の特徴から破壊の全体を予測する．例えば，P 波の最国では，この方法はエレベータ業界などで用いられており，

初の 3 秒間の振幅や卓越周期の情報などから，地震の規模あるレベル以上の震動を P 波センサーで検知することに（M）を推定するものである．震源距離と M の情報があれ

より，エレベータを自動停止させている（P 波センサー：

ば地震動の強さを推定できるので，破壊の初期段階で M

周期帯域を考慮した上下動加速度計が多いようである）．

が分かれば，破壊全体からもたらされる地震動の強さを予

ただし，この手法だけで必ずしも全ての場合に対処できる

想することができる．地震の破壊継続時間は，M6，7，8

わけではない．たとえば，大きな地震では P 波であっての地震で，それぞれ，おおむね 3，10，30 秒程度なので，もそれなりに強く揺れるので，強い揺れに間に合わないと

M7 や M8 だと推定するということは，すなわち，初めのいうことになる，また，（P 波の情報を使うので）まった

3 秒の情報から，10 秒後や 30 秒後まで破壊が続いている

く揺れていない状態で強い揺れを予測することは不可能でと予測することに相当する．このように，P 波の最初の部ある．さらに，地震が連発している場合には，先発の地震分に，M6，7，8 でそれぞれ波形の特徴に違いがあり，最の S 波に後発の地震の P 波が重なると，後発の地震の揺

初の 3 秒で破壊全体の大きさを予測できる，と主張する論

れを見誤ることが起こる．また，大きな地震の場合，破壊文がある一方，波形の特徴の違いを否定する研究も多い．

開始点からの S 波よりも，強い揺れを出した破壊からの P

地震発生のメカニズムや破壊の成長の物理の研究と相まっ波の方が，遅く到達することが起こりうる．これらの場合て，破壊の未来を予測できる/できない，の議論が続いてには，（2）のロジックがうまく機能しないことが起こる．

いる．

S 波群中に混じっている P 波を如何に検出するか，という地震動即時予測システムでは，上記のどのロジックを取ことが課題となる．

り入れるかにより，その設計思想は大きく異なってくる．

ネットワーク手法とは多点観測点からのデータを用いる

たとえば，（3）が有効ならば，破壊全体が早い段階で分かもので，（1）をもとに（2）のロジックを用いているもの

ることになるので予測は 1 回のみで済むが，そうでない場が多い（システムによっては，さらに（3）も加えている

合には破壊の成長に合わせて何度も予測を繰り返す必要がものもある）．P 波が到着する前（まったく揺れていないある．（3）に関しては，研究論文上の議論は多い一方，運状況）であっても予測できる地点も多く，広い範囲の揺れ用システムへの適用となると，このロジックを積極的に採を予測することが可能である．一方，密な地震計観測網，用しているものは少ないようである（海外のシステム構築

通信回線，中央処理装置（コンピュータ）などが必要であでは，かつて（3）に則り実験を行っていたが，その後，り，システム構成が比較的複雑になる．世界中の多くのネッ

このロジックを外した例がある）．ちなみに，気象庁の緊トワーク手法では，震源位置と M を推定し，地震動予測

急地震速報では，（1）と（2）のロジックを取り入れてい

式と地盤増幅特性を用いて地震動を予測する，という方法

NL-3-20

をとっている．現在の緊急地震速報も基本的にはこの方法要としないので，広い震源域，連発地震，M の飽和といに沿ったものである．ここでは，いかに早くかつ正確に震う課題を回避することができる．また，震源位置と M と源位置と M を推定できるかが即時予測のカギとなるが，いう“過去の状態”からではなく，“現時点での揺れの状態”

また，同時に，正確な地震動予測式（「新・強震動地震学という実況値から将来を予測するので，精度の高い予測が基礎講座」第 13 回参照）と精緻な地盤増幅特性（同第 6期待できる．一方，地震動の分布を正確に求めようとする

回，9 回参照）も，正確な予測のために重要な要素である．

と，密な地震計観測網や，大量のデータを処理できる強い

なお，この方法では，（震源位置という点の情報しかない

中央処理装置（コンピュータ）が必要という条件がある．

ので）M7 を超えるような「広い震源域」を持つ場合へのなお，この考え方の簡易的なもの（PLUM 法）は，2018

対応，また，（震源決定が難しくなる）「地震が連発」して

年 3 月から緊急地震速報システムに組み込まれている．

いる場合への対応が課題となる．さらに，解析の安定のため観測波形にローカットフィルター（遮断周波数として，

4．今後に向けて

0.075 Hz を用いている論文が多い）を施すことが多く，こ

これまでは，ネットワーク手法の地震動即時予測システのため，M8 以上の巨大地震になるといわゆる「M の飽和」

ムのパフォーマンスの良し悪しを見る指標として，多くのが発生し，巨大地震の M を過小評価するという課題があ

論文の中では，「いかに早く震源位置と M を決められた

る．実際，2011 年の東北地方太平洋沖地震（Mw9.0）と，か？」また，「それらの推定精度は？」が示されてきた．

それに伴う比較的大きな余震の際にはこれらの課題が顕著

しかし，正確な震源位置と M が求められたとしても，地に表れた．これ以降，これらの 3 つの課題の解決に焦点を震動予測式や地盤増幅特性が不適切だと地震動の予測は正当てる研究が多くなった．

確ではない．さらに，上に記したように，最近では，震源「M の飽和」の課題の解決方法として，GPS などの GNSS

位置と M を必要としない方法も提案されている．このたをリアルタイム解析する研究が盛んになっている．GNSS

め，今後は，（震源位置と M ではなく）地震動の強さの予では永久変位といった長周期成分まで捉えることができる

測の迅速性やその推定精度が良し悪しを測る指標として用ので，1 秒ごと（もっと，頻度が高い場合もある）の変位

いられることが多くなってくるであろう．例えば，M8 以を測定することにより，疑似的な長周期変位計として用い上で問題となる M の飽和の課題は，M を求める観点からることができ，M の飽和を軽減できる．「広い震源域」のすれば，「（地震被害に関係する周期帯域での）振幅の小さ課題に関しては，震源を点ではなく領域として即時推定（震な差でも M に大きな差がある」ことである（なので，よ源域の即時推定）する研究が行われている（ちなみに，震り長周期までを解析に取り入れることが重要）．一方，多源を点と捉えるものと，領域として考えるものはそれぞれ，

くの地震動予測式が示しているように，M がある程度以“point source algorithm”，“finite source algorithm” と呼ば上大きい場合，M が大きくなっても地震動の振幅はそれれることがある）．強い揺れの領域の広がりや，GNSS のほど大きくならない．つまり，地震動予測という観点から解析から震源域の即時推定を試みる研究が多い．
「地震がすると，「M に大きな差があっても地震被害に関係する帯連発」する場合では，複数の地震からの P 波と S 波の相域では振幅差があまりない」ということであり，M の正が入り乱れて現れることになるが，これらをどの地震から確性は，この周期帯の地震動強さにはあまり影響しないこのものか区別することが求められる．震源位置の決定に，とになる．また，地震観測網にしても，震源位置を決める

P 波や S 波の出現時間の情報だけでなく，地震波の振幅ののに最適な配置と，ある特定の場所での揺れの強さを予測

情報も加味することで複数の地震の区別を行う研究が行わするのに最適な配置は，異なっているであろう．この様に，れている（この考え方は，2016 年 12 月に緊急地震速報シ

評価の指標の観点を変えてみると結果が変わってしまうこ

ステムに組み込まれた．IPF 法）．

とがあり，「（強い）揺れをその直前に予測する」という目

一方，「震源位置と M，震源域などの震源情報を即時推的を見据えて研究を進めていくことが重要であろう．

定する」という方法ではなく，「揺れから揺れを直接予測

さて，「地震動即時予測」では，地震動予測式や地盤増する」という方法に則した研究も多くなってきた．冒頭で

幅特性など「地震動予測」を目的とした研究成果がそのま示した「迫ってくる揺れをその直前に予測する」という目

ま応用できる．「地震動予測」の 1 つの応用形とみること的のためには，必ずしも，震源位置や M は必要ではない．

もできるだろう．ただ，「地震動即時予測」の大きな特徴

現時点での地震動の分布（波動場）を観測量から内挿や外は，既に地震が発生し，途中まで地震動が伝播してきてい挿を用いて面的に求め，そこから波動伝播の物理（波動伝るという情報を使える点にある．つまり，現象の途中（前播のシミュレーション）を用いて，未来の波動場を予測し半部分）までモニターしたうえで，それ以降（後半部分）

ようという考え方である．そもそも，震源位置や M を必を予測するということに相当する．このため，途中までのNL-3-21

状況を見て予測を柔軟に修正することができる（「地震動

予測（見逃し）は避けるべき”とする意見もあり，過大予予測」では，途中の状況を見て修正，ということはしない）．

測と過小予測の評価が必ずしも等価ではない．この評価の原理的には，「地震動即時予測」では，かなり精度の良い

視点の多様性が，「地震動即時予測」の良し悪しの評価を予測が可能なはずである．一方，「地震動予測」では，予複雑にしている面がある．
“いかに評価するか”というこ測のための計算にかなりの時間をかけても構わないが，とに向けた研究もはじめられているところである．

「地震動即時予測」では，どんなに遅くとも強い揺れが到達するまでには予測結果を出さないといけないという計算

5．参考情報時間の制約がある（もちろん，強い揺れのごく直前ではな

地震動即時予測の研究に関しては，雑誌の特集号（Geo-

くて，もっと前の方が良い）．この計算時間の制約の上で，physical Research Letters, 2009, Vol. 36, Issue 5 ; Seismo-

どこまで予測の精度を良くしていけるか，が「地震動即時

logical Research Letters, 2009, Vol. 80, No. 5） や 単 行 本予測」の特有の課題と言える．

（Gasparini et al, 2007 ; Wenzel and Zschau, 2014）もある

このように，「地震動即時予測」では，迅速で正確な予ので，参考にして頂きたい．

測が求められる．ただし，迅速性と正確性を同時に満たす
ことは容易ではない．もっとも迅速なのは，観測網のどれ

謝辞

か 1 点で地震波を捉えた時に，全ての予測地点に対して「強い揺れが来る」と予測することだが，これでは，ほぼ全て編集担当の松島信一委員と岩田知孝委員には原稿を丁寧に読んでいただき，有益なコメントを頂きました．

の予測地点でかなり過大予測となり正確性の面からは不合

参考文献

格である．逆に，もっとも正確なのは，観測事実そのものの値を予測値とするものであるが，これでは，強い揺れのGasparini, P., G. Manfredi and J. Zschau (editors), 2007,

後なので予測とは言えず迅速性の面から満足できない．また，迅速性と正確性のどちらを重視するかは，利用者の立Earthquake Early Warning Systems, Springer.
Wenzel, F. and J. Zschau (editors), 2014, Early Warning

場によって異なり，さらに，正確性についても，“過大予測（いわゆる“空振り”）はある程度許容できるが，過小NL-3-22for Geological Disasters, Springer.