シリーズ「新・強震動地震学基礎講座」（巻頭言）シリーズ「新・強震動地震学基礎講座」について
日本地震学会 強震動委員会委員長

竹中博士（岡山大学）

強震動地震学の世界へようこそ．ニュースレター前号

新潟県中越沖地震，2008 年岩手・宮城内陸地震，2011 年（2016 年 11 月 10 日発行）の学会記事のページで予告され東北地方太平洋沖地震，2016 年熊本地震などがあります．

たように今号からシリーズ「新・強震動地震学基礎講座」

この巻頭言の執筆直前のつい最近も 2016 年 10 月 21 日にの連載を開始します．私たち強震動委員会の重要な活動の鳥取県中部で，11 月 22 日に福島県沖で被害地震が起こっひとつに地震学会内外への最新の強震動研究の普及啓発がたばかりです．今回の新シリーズは，旧連載の古くなったありますが，この連載は特に地震学会会員への普及啓発を部分の更新だけでなく，旧連載以降に新たに現れたテーマ目的にしたものです．強震動委員会でこの新連載を企画しや新規導入された技術（例えば，地震動即時予測など）にたきっかけ（のひとつ）についてここで簡単にご紹介しまついての解説も積極的に行っていく予定です．今回を含めす．て旧連載の 9 回以上の連載で取り扱う予定のテーマは下記

強震動委員会は 1996 年の発足以来定期的に会合（委員の通りです．今号には，この巻頭言に引き続いて，岩田知会）を開いてきましたが，第 100 回委員会を記念して今年孝委員による記事「強震動地震学とは？」が掲載されていの 3 月 4 日に「第 100 回強震動委員会拡大委員会」を開催ます．

しました．そこでは，委員以外の方々にもご参加いただき，最後になりましたが，この企画のニュースレターへの連強震動委員会が目指す方向について参加者の自由討論が行載を快くお認めいただき，編集作業をしてくださる学会情われました．その中で，委員外の方から，強震動委員会の報誌編集委員会（委員長

活動が学会員によく知られていない実情があるとのご意見会内でこの企画のとりまとめをされている干場充之幹事とがあり，残念ながら私たち委員もこのご指摘にうなずくと岩田知孝委員，さらに原稿執筆される方々にお礼申し上げころがありました．強震動委員会では，毎年，強震動講習ます．

河合研志）並びに，強震動委員会の開催，強震動研究会の開催，日本地球惑星科学連合大会のセッション提案，強震動委員会ホームページの運営などの活動をしております．このような活動は継続性が重要

それでは，皆さん，最新の強震動地震学の世界をお楽しみください！

で，今後も続けていくべきと考えておりますが，学会員（さ記らには社会）に対して新たなアウトリーチ的活動も実施す

予定している題目（案）べきではないかという機運がその後委員会内で盛り上が・強震動地震学とは？

り，今回の連載企画を一気に押し進めることとなりました．

・強震観測

強震動委員会では 1990 年代後半から 2000 年代初めにか・震度のいろいろ

けてニュースレターに同様な連載「強震動地震学基礎講・応答スペクトル座」（1997 年 3 月～1998 年 10 月，全 9 講），「強震観測の・長周期地震動最新情報」（1998 年 1 月～2002 年 3 月，全 23 回）をして・表層地質・表層地盤による強震動の増幅（含：地震基盤，います．これらの解説記事は日本地震学会のホームページ

工学的基盤の話）（http://www.zisin.jp）の「出版物・資料」の「資料」のペー・散乱と減衰の話（地殻，表層地盤）

ジ，または強震動委員会のホームページ（http://www.

・地盤増幅の面的な推定

mmjp.or.jp/kyosindo/kyosin.html）で現在も読むことがで・地盤構造の推定法

きます．ただ，記事が執筆されてから随分と時が経ち，内・地盤の非線形応答容が古くなってしまった部分も少なからずあります．強震・強震動予測手法の概要

動地震学は，実際の地震に学ぶことが多く，大きな地震の・地震動予測式度に進化してきました．旧連載以降に発生した主だった地・経験的・統計的グリーン関数

震だけでも 2003 年十勝沖地震，2004 年新潟県中越地震，・強震動予測と震源モデル

2005 年福岡県西方沖地震，2007 年能登半島地震，2007 年

・断層近傍の強震動

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・強震動予測と活断層評価待値評価）

・強震動予測と速度・減衰構造モデル

・耐震設計

・波動場の計算（数値シミュレーション）

・地震動即時予測

・微動の活用・強震動研究の今後

・地震動予測地図・（その他）

・地震危険度解析（地震ハザード解析）と確率的予測（期（第 1 回）強震動地震学とは？
強震動委員会岩田知孝（京都大学防災研究所）「地震」は，地下に蓄えられたひずみが岩石の破壊で一研究所の K-NET，KiK-net を初めとして各機関において挙に解放され，弾性波（地震波）を生ずること．また，そ強震観測網が構築・拡充され，現在日本には数千の強震観れによって地盤が振動する現象．と記載されている（＃1）．

測点がある．兵庫県南部地震以前には，被害地震が起きた

研究者は，2 つの意味を区別するため，前者を「地震」と時に被害地域での強震記録がほとんど得られなかったことよび，後者を「地震動」と使い分けている．「強震動」は「強から，地震被害と強震動の関係を十分に議論することがでい」＋「地震動」を意味していて，具体的には，構造物なきなかったが，強震観測点密度が高まったことにより，大どに被害が生じるほどの強い揺れ，と考えることができる．

被害に直結する強震動特性を分析することのできる強震記

地震学の教科書にある表現定理によって，「地震動」は，録が多く得られるようになるとともに，多様な特性をもつ地下の断層運動と，断層から観測点へ至る地震波の伝播特強震記録が得られるようになってきている．

性（あるいはグリーン関数）を使って記述することができ右辺の各項についての研究，特に，地震波伝播特性に関るので，非常に限定的な書き方をすれば，強震動地震学とする研究は，以下のように考えることができる．地震基盤

は，地震学の基本定理のひとつである表現定理に基づいた面より下の構造については，地殻や沈み込むプレートと研究を行っているということができる．

いった大規模構造についての地震学の研究成果を利用する

表現定理を模式的に書くと，以下のように書ける．

ことができる．また，（＃3）で記載しているように，強震動（地震動）特性には，地震基盤面より浅い部分の地下速地震動＝震源特性＊地震波伝播特性（1）（＃2）度構造が影響するので，信頼度の高い地盤構造の推定はとても重要な研究課題となる．そもそも強震動特性を知りた被害を起こすような観測地震動（強震動）が得られた場合

い地域は人口密集地域なので，様々な種類の社会活動にには，（1）式左辺が与えられたわけだから，このデータをよって微動の震動レベルが高いため，その微動を用いた地用いて，右辺の震源特性や地震波伝播特性の解明を行うこ

下速度構造の推定といった研究が，その手法開発も含め，とができる．例えば，強震記録を用いた震源過程の推定と広く行われている．また，人工地震探査やボーリング調査，いった研究は，右辺のうち，地震波伝播特性は既往の地下重力調査といった各種地球物理学的手法による地下構造の（地震波）速度構造モデル（＃3）を用いて算定し，また，調査に従って，地下構造モデルの構築に資する情報を得る

震源断層面は，CMT 解，余震分布や地表地震断層の情報ことができる．これらの情報を内挿，外挿することによっを参考に与え，震源断層面上での時空間分布を求める，とて，地震基盤面以浅の速度構造モデルが作成されている．

いったことを行っている．また，近傍のサイトで，強く揺こういった研究は，各地域で関係研究者が取り組んでいるれた地点とそうでもない地点の 2 記録が得られた場合は，ほか，地震調査研究推進本部の地震動予測地図作成を通じ（1）にあてはめると，近傍の 2 地点に対しての震源特性のて，全国規模の J-SHIS の地盤モデル（＃5）や全国一次地差は小さいと考えることができるので，地震波伝播特性，下構造モデル（＃6）が参照できる．本稿の最初に述べた，特に各地点の近傍の差（地震波サイト特性（＃4）の差）

既往の地下速度構造モデルというのがそれらにあたる．

によって引き起こされている，というように考えることで，上述の地下速度構造モデル構築の際にも，実地震記録を揺れの違いの原因を考えることができる．このように，得活用してそのモデルの検証といったことは行われている．

られた観測事実（左辺）からは，震源特性や地震波伝播特震源特性があまり複雑でないと考えられる，中小規模地震性を解明する研究を行うことができる．

を対象として，地下速度構造モデルを与えて地震波形を計

1995 年兵庫県南部地震後に整備された，防災科学技術算し，観測波形と比較をしてどのくらい再現できているか，

NL-5-19といったことを見る，モデルの検証研究があげられる．

本稿の途中で書いたが，日本は世界で類を見ない密度のここまでは（1）式の左辺を与えて右辺を知る，つまり強震観測網を持っていると言える．それは同時に有数の地地下の中がどうなっているかを調べる研究について述べて震大国であり，強震が起きる頻度が高いからだ．強震観測

きた．生じた強震動の理由を解明する研究，ということがは可能な限りは同じ地点で継続的に揺れを計ることができできる．そういった知見が積み重なっていき，また関係研るようにしておくことが望ましい．それは観測場所が変わ究成果を活かして（1）式右辺の中身について判ってくる

ると，サイト特性の違いで揺れ方が変わるためだ．強震記と，（1）式を右から左に見る研究を進めることができる．

録に基づいた研究を継続し，地震災害を減らす研究を進め地震波伝播特性を与えることができるとした場合，震源特るためにも，各機関の観測網の継続的な維持に期待したい．

性を与える，つまり，震源断層を想定して，地震波形を計算することに対応する．つまりこれが「強震動予測」ということになる．強震動予測の確からしさの検証は，起きた地震の評価によって検討するしかないので，右辺のパラメータを与えたときに，左辺の予測値が観測値をどう再現しているか，ということで確認することができる．
このように（1）式を左から右に，また右から左に，と考えることによって，右辺の各項目の中身をより深く理解することや，その要素を物理探査手法に基づいて直接推定する，また，それらの知見を踏まえて将来発生する地震の信頼度の高い強震動予測を行う，といったことを繰り返し行うことで，強震動生成の本質を理解して行くことを強震動地震学では行っている．ここまで，対象としている地震波の周期についての記載はしてこなかったが，強震動が地震被害と直結していることから，現在のところは概ね 10

図秒から 0.1 秒程度の周期範囲を対象としている．この周期 源特性，地震波伝播特性の概念図（「地震・地震波・震地震動」（福島・2001）に加筆）

範囲は，一般構造物はもとより，超高層ビルや長大橋，石油タンクといったいわゆる長周期構造物や，精密な機器な補足説明

どの短周期振動によって被害が起きる可能性があるものに（＃1）国語辞典（集英社）「第 1 版」よりよって規定される．ここでは詳しくは述べていないが，地（＃2）各項の定義が正確でないので，詳しくしても仕方な震学の現在の知見では，1 秒を境として，それより長周期いのだが，それぞれが時間関数だとすると，＊は con-側は確定論的な取り扱いができているものの，それより短volution（たたみ込み積分）という線形オペレーション

周期側は，地下構造，及び震源項ともに確定論的な取り扱を表している．各項が周波数領域とみれば，単なるかけいができるほどのモデル化ができているわけではないの算になる．

で，統計論的な取り扱いを行っている．この「1 秒の壁」（＃3）地震波伝播に関係する地下構造のパラメータは，Pをすこしずつ短周期側に寄せていく研究も，強震動地震学

波速度，S 波速度，密度，及び地震波減衰構造（Q 値）の重要な研究テーマのひとつと言える．

であるが，それらを総称して地震波速度構造，もしくは強震動地震学は，地震学で得られている知見にもとづい更に単純に，速度構造と記載する場合がある．

た応用問題に取り組んでいると位置づけられる．地震波発（＃4）地震波速度構造の変化が大きいほど，地震波振幅の生の源である震源断層と密接に関係する活断層研究者との変化が大きくなる．自然地震で振幅が大きい S 波の速連携は不可欠である．また，地盤構造を知るためには各種度に着目すると，強震動地震学が主として対象となる地物理探査手法の活用や連携も必要とされる．加えて，地震殻以浅の構造において，地震基盤面より深い部分での S被害との関係を議論するには，地盤と建物の相互作用も含波の速度変化は 10〜20％程度であるのに対して，地震めた入力地震動研究，また強震時の液状化も含む地盤の非基盤面以浅は，地震基盤の S 波速度を 3 km/s くらいと線形挙動といった，建築，土木，地盤工学の研究とも密接すれば，地表近くでは柔らかい地盤では 0.1 km/s と何に関係しており，こういった境界領域の研究も一層推進し，十倍も違う．この効果による地震波振幅の増大や，地表地震被害の軽減，減災社会の実現に向けた研究を行っていの存在による表面波の生成伝播といった地震動を複雑にく必要がある．

する要素は，観測点近傍の影響が大きい．従って，（1）NL-5-20

式の「地震波伝播特性」を概念的には，「（震源─観測点（＃5）http://www.j-shis.bosai.go.jp/間距離に依存する）地震波伝播特性」と「観測点サイト（＃6）http://www.jishin.go.jp/main/chousa/12_choshuki/特性」に分けて考えると分かり易い場合もある．地震基
盤面以浅を地盤構造と呼ぶこともある．

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