シリーズ「新・強震観測の最新情報」（第 3 回）F-net
防災科学技術研究所
はじめに木村武志いる広帯域地震計に対する温度変化の影響の軽減をはかっ

F-net（Full-range seismograph network of Japan）は，ている．また，73 観測点のうち 25 点では，北海道大学，防災科学技術研究所（防災科研）が運用する，全国を約弘前大学，東北大学，東京大学，名古屋大学，京都大学，

100 km 間隔で覆う 73 観測点（2020 年 1 月 1 日現在）か

九州大学，鹿児島大学との共同研究協定のもとで各機関のら な る 広 帯 域 地 震 観 測 網 で あ る（ 図 1）． 防 災 科 研 は，地震・地殻変動観測施設を利用させていただいている．

1994 年に開始した特別研究「地震素過程と地球内部構造に関する総合的研究」（フリージア計画）に基づき，1997

観測装置

年 3 月までに 20 の観測点からなる広帯域地震観測網を整各観測点には 2 式の地震計が設置されている．1 つは備した．一方で，1995 年兵庫県南部地震（阪神・淡路大Streckeisen 社製 STS-1 および STS-2 の広帯域地震計で，震災）の発生を受け 1995 年 6 月に成立した「地震防災対それぞれ周期 0.1-360 秒および 0.1-120 秒の地動速度に対策特別措置法」により，1995 年 7 月に「地震調査研究推して平坦な特性を持つ．また，2014 年からは STS-2 の後進本部」（地震本部）が総理府に設置され（現在は文部科継として Kinemetrics 社製 STS-2.5 を使用している．2020学省に設置）その下で推進される基盤的調査観測のうちの

年 1 月 1 日現在，STS-1，2，2.5 がそれぞれ 16，38，19 点「陸域における広帯域地震計による地震観測」として観測で稼働している．

網は引き継がれ，以降，防災科研がその整備と運用を担ってきた．

広帯域地震計の計測可能範囲（最大入力速度）は±0.01
m/s 程度であり，近地における強震動の観測には適さない．

F-net の各観測点では，数スパンに区切られた長さ 30-

そこで広帯域地震計に加えて速度型強震計を併設すること50 m の横坑の最奥部に地震計を設置しており，使用してで，広帯域かつ高ダイナミックレンジでの観測を可能にし

図 1

F-net の観測点分布（2020 年 1 月 1 日現在）

NL-6-11

て い る．2020 年 1 月 1 日 現 在，STS-2 と 同 様 に 周 期 120

0.1，0.01 Hz の 5 種類のサンプリング周波数による収録を秒までの地動速度に対して平坦な特性を持ち，最大入力速行っていた．

度が±2 m/s である東京測振社製 VSE-355G3 を 62 点で使用している．また，周期 100 秒まで平坦な特性を持ち最大データ収集と公開

入力速度が±3 m/s の東京計器社製 TSM-1 を 11 点で使用している．

各観測点で収録されたデータは，Hi-net などの連続観測データと同様に IP-VPN 網を介してデータセンターにリア

データ収録装置は計測技研社製 HKS-9200 および HKS-ルタイムで伝送している．各観測点からデータセンターに9300 を使用している．観測された連続データはリアルタ

は平均 0.5 秒以下という遅延時間でデータが伝送されていイムで防災科研のデータセンターに伝送されており，同様る．にリアルタイムでデータを連続収集している高感度地震観収集した地震波形データは，Hi-net や首都圏地震観測網

測網 Hi-net と同型の収録装置を用いている．各観測点では，

MeSO-net などの防災科研が運用する他の観測網の連続100 Hz サンプリング，27 bit 分解能で 6 成分（広帯域地震データと合わせて，一元的に WEB サイト（https://hinet

計 3 成分，速度型強震計 3 成分）のデータ収録が行われて

www11.bosai.go.jp/auth/download/cont/）から公開している．収録データフォーマットは，WIN32 形式である．

いる．さらに F-net の波形データについては，長周期帯域

2001 年 に 現 在 の 収 録 方 式 へ の 移 行 を 開 始 す る ま で は，の地震波形データの利便性を考慮し，データセンターでQuanterra 社製 Q680 を使用し，24bit 分解能，80，20，1，20 Hz および 1 Hz サンプリングにデシメーションした波

図 2

2011 年東北地方太平洋沖地震時の F-net 気仙沼観測点の観測記録．上から南北成分，東西成分，上下成分である．
赤線，黒線は速度型強震計，広帯域地震計の記録，水色線は広帯域地震計の計測可能範囲を示す．

NL-6-12

形データも SEED 形式などで公開している（http://www.

的にこのデータが活用されれば幸いである．

fnet.bosai.go.jp/auth/dataget/）． こ の サ イ ト で は，Q680

参考文献

を使用していた期間の波形データも公開しており，さらに地震計の計器特性のチェック結果や背景ノイズの周波数特1）福山英一・石田瑞穂・D. S. Dreger・川井啓廉，1998，性などのデータ品質に関する情報も示している．両サイト

オンライン広帯域地震データを用いた完全自動メカニ

は， 事 前 に ユ ー ザ ー 登 録 ペ ー ジ（https://hinetwww11.

ズム決定，地震 2，51，149-156．https://doi.org/10.

bosai.go.jp/nied/registration/）から登録していただけれ

4294/zisin1948.51.1_149.

ば，認証の上どなたでも利用可能である．なお，F-net に2）福山英一・石田瑞穂・堀貞喜・関口渉二・綿田辰吾，

は「 防 災 科 研 F-net（NIED F-net）」 と し て デ ー タ DOI

1996，Freesia Project による広帯域地震観測，防災（https://doi.org/10.17598/NIED.0005）も付与されている．

科学技術研究所報告，57，23-31．https://doi.org/10.
24732/nied.00001078.

顕著な記録の例

3）Kimura, T., H. Murakami and T. Matsumoto, 2015,

F-net の特徴の 1 つとして，広帯域地震計と速度型強震

Systematic monitoring of instrumentation health in

計の併設による高ダイナミックレンジでの観測が挙げられ

high-density broadband seismic networks, Earthる．図 2 は 2011 年東北地方太平洋沖地震時の気仙沼観測

Planets Space, 67, 55. https://doi.org/10.1186/s40623-

点での STS-2 と VSE-355G3 の記録である．STS-2 は計測

015-0226-y.

可能範囲を超えているのに対して，VSE-355G3 では正常

4）松本拓己・堀貞喜・松林弘智，2009，広帯域地震観測に観測できている．この地震の際には南西諸島の一部の観─ 防 災 科 研 F-net の 10 年 ─， 地 震 2，61，S9-S18．

測点を除き F-net ほぼ全点の広帯域地震計で計測可能範囲

https://doi.org/10.4294/zisin.61.9.

を超えており，速度型強震計の有用性が示された．

5）松村稔・伊藤喜宏・木村尚紀・小原一成・関口渉二・
堀貞喜・笠原敬司，2006，高精度即時震源パラメータ

おわりに解析システム（AQUA）の開発，地震 2，59，167-184．

広帯域地震観測網 F-net の概要について紹介した．フ

https://doi.org/10.4294/zisin.59.167.

リージア計画を含めると観測網構築から 25 年以上が経過

6）Okada Y., K. Kasahara, S. Hori, K. Obara, S. Seki­

し，広帯域・高ダイナミックレンジの観測データは地震のguchi, H. Fujiwara, A. Yamamoto, 2004, Recent prog-

震源モデルや地下構造・地盤構造モデルの推定などに加え

ress of seismic observation networks in Japan ─Hi-て，スロー地震や火山噴火・地すべりなどの様々な地殻活net, F-net, K-NET and KiK-net─. Earth Planets Space,動のモニタリングに活用されてきた．引き続き，様々な目

56, xv-xxviii. https://doi.org/10.1186/BF03353076.

（第 4 回）気象庁における強震観測
気象庁地震火山部地震津波監視課
はじめに森脇嘉一

して整備した地点，一部の気象官署で既存の計測震度計を現在，気象庁におけるデジタル強震観測・波形収集業務

機能強化した地点，主要な空港に整備した地点などから構は，計測震度計（07 型震度計）及び多機能型地震観測装成される．地震動を常時観測し中枢へ伝送することで，規置により行っている．

模の大きな地震を早期に検知し，地震の震源や規模を迅速

計測震度計は，多くの気象官署に整備しているほか，人に推定でき，地震津波災害の軽減・防止に必要な，津波警口の多い市街地近辺については，20 km を基本とした全国報・緊急地震速報・地震情報等の迅速かつ的確な発表につメッシュをカバーするような配置としている．内陸直下でながっている．

M7 クラスの地震が発生すると地震被害が広域になると考気象庁の強震観測点数は，令和元年（2019 年）12 月 31えられるが，概ね震度 6 弱以上を確実に把握することが期

日現在，全部で 683 地点あり，その観測点分布図を図 1 に待でき，国として震度の情報発表に必要な観測網としての示す．

機能を果たしている．
一方，多機能型地震観測装置は，津波地震早期検知網とNL-6-13図 1

気象庁の強震観測点分布図（令和元年（2019 年）12 月 31 日現在）

強震観測機器北海道南西沖地震」を契機として，平成 6 年（1994 年）

気象庁におけるデジタル強震観測・波形収集業務は，昭から津波地震早期検知網 150 地点を整備し，強震観測点の和 63 年（1988 年）に気象官署の機械式強震計を廃止した増加に貢献した．その後，平成 16 年（2004 年）からの更のと同時に展開された 87 型電磁式強震計により開始した．

新で多機能型地震観測装置として機能強化した．同時に，87 型電磁式強震計は，全国の気象官署のうち約 80 箇所に気象官署に整備していた計測震度計の一部を多機能型地震整備され，その後に整備・強化された計測震度計との比較・観測装置として機能強化した．平成 19 年（2007 年）から評価を経て，平成 9 年（1997 年）に運用を終了した．

は主要空港に新規で整備するなどして，緊急地震速報等へ計測震度計による観測は，平成 3 年（1991 年）に 90 型の活用が拡大した．さらに，「平成 23 年（2011 年）東北震度計を整備したことに始まり，震度観測が体感から計器地方太平洋沖地震」を契機として，津波地震早期検知網タによる観測へ順次移行することとなったが，90 型震度計イプの新規観測点を整備した．また，平成 31 年（2019 年）

は波形収録機能を実装していなかった．平成 6 年（1994 年）

からは機器の更新に取り組んでいるところである．に展開した 93 型震度計からデジタル波形の収録が可能と計測震度計，多機能型地震観測装置の機能や性能は多くなり，IC メモリカードにデータ収録を行った．平成 7 年の点で共通している．100 Hz サンプリングの 3 成分（NS,（1995 年）には，「平成 7 年（1995 年）兵庫県南部地震」をEW, UD）を記録し，加速度・速度波形によるトリガ処理契機として，95 型震度計による既設震度計の機能が強化に加え，計測震度 0.5 以上の場合に 1 分単位の強震波形をされるとともに，新設観測点や機動観測点が整備された．

CF カードに保存する機能が共通点である．これ以外につこれにより，震度観測点数のうえではほぼ倍増し，現在といて，現在運用中の機器の詳細な諸元を表 1 に示す．製造ほぼ同じ観測点密度となった．その後，平成 19 年（2007 年）

元や用途に応じて仕様の異なる点はあるが，強震計としてからは，95 型震度計を順次 07 型震度計に更新し，時刻校の基本的な性能に大差はない．

正方法を変更した．さらに，「平成 23 年（2011 年）東北地方太平洋沖地震」を契機に，停電対策と地上回線切断対波形収集システム策強化を行った．

95 型震度計が電話回線による波形収集機能を搭載した

一方，多機能型地震観測装置は，「平成 5 年（1993 年）ことで，平成 8 年（1996 年）10 月から暫定的に，平成 9NL-6-14

表 1
センサー部

項目

機器

機器の性能特性（運用中の機器に限る）

計測震度計（07 型震度計）

多機能型地震観測装置

信号変換部

入力範囲

±4.4 G

±4 G

±4 G

±4 G

±4.4 G±4 G

測定範囲±3276.8 gal±3000 gal

±3276.8 gal±2048 gal

±3276.8 gal±3000 gal

周波数特性

450 Hz200 Hz200 Hz200 Hz450 Hz200 Hz

カットオフ周波数

20 Hz

40 Hz

20 Hz

20 Hz

20 Hz

40 Hz

A/D 変換入力範囲±3276.8 gal±3276.8 gal±3276.8 gal±2048 gal

±3276.8 gal±3000 gal

出力

24 bit24 bit24 bit24 bit24 bit24 bit

連続波形送信なし

あり

年（1997 年）4 月から本格的な波形収集業務を開始した．

いる．

当時，現地で観測した強震波形は，気象庁本庁，札幌・仙（1）気象庁の Web サイト

台・大阪・福岡管区気象台，沖縄気象台のいずれかの中枢

主な地震については，「強震観測データ」のページ（https:官署（中枢局装置）に集め，最終的に気象庁本庁へ集約し//www.data.jma.go.jp/svd/eqev/data/kyoshin/jishin/）ていた．気象官署の計測震度計と中枢局装置間は一部を除に公開している．また，「長周期地震動に関する観測情報」

いて専用線で繋がっていたが，これ以外の多くの計測震度の各ページに「観測点毎の加速度ファイル」として掲載し計は公衆回線で中枢局装置と通信していた．通信条件の制ている．

約から，収集基準は最大震度 4 以上の地震で震度 3 以上を観測した地点としていた．なお，マニュアル操作により中・長周期地震動に関する観測情報（最新）（https://www.data.jma.go.jp/svd/eew/data/ltpgm/）

枢局装置から特定の観測点に対して波形要求コマンドを送・過去履歴（過去 30 日以内に情報発表した地震のリス信し，現地に保存している強震波形を収集することが可能ト）であった．その後，計測震度計と中枢局装置間が INS 回（https://www.data.jma.go.jp/svd/eew/data/ltpgm/eq_線に変更され，通信速度が向上するなどして，収集基準のlist.html）

制限は徐々に緩和され，平成 25 年（2013 年）4 月からは，・長周期地震動階級 1 以上を観測した地震（2014 年 3

震度 1 を観測した場合に強震 WIN32 形式で気象庁本庁及月 28 日以降に長周期地震動階級 1 以上を観測した地震のび大阪管区気象台の 2 官署（中枢局装置）へ自動収集するリスト）ようになった．

（https://www.data.jma.go.jp/svd/eew/data/ltpgm_

一方，多機能型地震観測装置は，整備当初から専用回線により加速度を含む波形データを定常的に中枢へ UDP 通

explain/data/past/past_list.html）（2）（一財）気象業務支援センターでの提供

信で伝送していた．ただし，現地でトリガ条件を満たした

原則として年単位の資料を 1 枚の CD-ROM あるいは場合に保存している強震波形を手動でリモート収集するこ

DVD-ROM の形式で（一財）気象業務支援センターを通じとも可能であった．現状は，伝送網が IP-VPN 回線（バッて「強震観測報告」，「強震波形データ」として提供していクアップとして INS 回線）から順次光回線化して Univer-る．連絡先は以下のとおりである．

sal One サービスへ移行しているところである．現在は，WIN32 形式の波形だけでなく，緊急地震速報に利用する一般財団法人 気象業務支援センター 気象データ担当

電文も定常的に送信している．

〒101-0054
東京都千代田区神田錦町 3-17 東ネンビル

データの提供TEL：03-5577-2170

FAX：03-5281-0443

気象庁は観測成果としての強震波形を，気象庁の Webサイトで公開しているほか，（一財）気象業務支援センター

なお，地方公共団体が整備した震度計で観測された強震を通じてメディアで提供している．なお，気象庁が公開し波形については，地震調査研究推進本部の取り決め（気象ている強震波形は，昭和 63 年（1988 年）から記録のある庁は，概ね最大震度 5 強以上を観測した地震に対し，概ね87 型電磁式強震計を含めると，10 万弱の波形数となって震度 5 弱以上を観測した地点の強震波形を消防庁との連名

NL-6-15図 2 「平成 30 年北海道胆振東部地震」における厚真町鹿沼観測点での強震記録で都道府県へ提供依頼する．都道府県からの提供協力を受

震動（震度及び強震波形）を観測することを目的として，ければ，原則として，地震学・地震工学等の調査研究を行同一の観測・収録性能を有したものを同一設置条件となる

う研究者に気象庁との共同研究という形態で収集した強震ように整備・更新しながら観測を継続している．性能面に波形を提供する．
）に基づき，一部を気象庁の Web サイ

ついては，計測震度計全数を検定することにより担保してト及び「強震波形データ」で提供している．

いる．設置場所については，特異な環境となっていないか，ノイズレベルが高すぎないかを事前に検討したうえで決定

顕著な記録の例

している．観測環境については，震度計台の規格を統一す

気象庁の強震観測記録が計測震度や加速度値としてカタることや，震度計設置環境基準に適合するか定期的に確認

ログ化されている平成 9 年（1997 年）1 月から令和元年

することで，観測条件が一定水準以上の同一性を保持する（2019 年）12 月末までを対象に，3 成分合成加速度と震度よう配慮している．

について，それぞれ最も大きな値を記録した地震と観測点を紹介する．

また，毎日の動作確認と定期的なメンテナンスを行うことにより，計測震度計の基本性能を維持している．その結

3 成分合成加速度が最も大きい記録は，2011 年 3 月 11

果，地震発生時に観測した震度を迅速に通報するとともに，日に発生した「平成 23 年（2011 年）東北地方太平洋沖地

強震波形を確実に現地から収集することを可能にしてい震」の際，釜石市只越町で観測した 1503.7 gal（震度 5 弱，る．

計測震度 5.4）であった．また，1000 gal を超える記録は参考文献

これを含め 9 事例あった．一方，最も大きな震度の記録は，2018 年 9 月 6 日に発生した「平成 30 年北海道胆振東部地1）石垣祐三・高木朗充，2000，気象庁震度データベース

震」の際，厚真町鹿沼で観測した震度 7（計測震度 6.5，3の整備及び活用例について，験震時報，63，75-92.

成分合成加速度 967.3 gal）であった．この強震波形を図 22）気象庁，1996，震度を知る，ぎょうせい，238pp.に示す．なお，震度 7 はこの 1 事例，震度 6 強を観測した

3）気象庁地震火山部，2002，地震観測業務履歴，験震時

記録は 11 事例あった．

報，65 別冊，401pp.
4）原田智史，2007，多機能型地震観測装置の概要，験震

おわりに時報，70，73-81.

気象庁の計測震度計は，その地域の標準的な地表面の地NL-6-16