シリーズ「新・強震観測の最新情報」「新・強震観測の最新情報」連載にあたって
干場充之
恒（班長），植竹富一，古村孝志
強震動委員会委員長

強震動委員会ニュースレター新連載担当班

中原

今から 20 年ほど前のことになりますが，地震学会ニューてしまうという問題が生じておりました．また，極大地震

スレター紙上で「強震観測の最新情報」という連載があり

動の観測事例の増加による機器の高ダイナミックレンジ化ました．これは，日本や海外の強震観測の現状を会員内外があり，緊急地震速報や迅速な災害対応等への利用をめざに広く紹介する目的で，地震学会強震動委員会により企画したデータ転送のリアルタイム化もありました．さらに近されたものです．各観測網の関係者に執筆していただいた

年では海底における強震観測なども始まっています．

記事は，1998 年 1 月号から 2003 年 3 月号までの約 5 年間，そこで強震動委員会では，ニュースレター新連載担当班

23 回にわたってニュースレターに掲載されました．それを中心に，前回の「強震観測の最新情報」の内容の更新をらは以下の URL でご覧いただけます（https://www.zisin.

ベースにしつつ，この 20 年間の観測技術の進展も踏まえ

jp/publications/document03.html）．当時は，1995 年兵庫て，「新・強震観測の最新情報」を企画することに致しま

県南部地震の発生により強震観測の重要性が広く認識されした．今回は国内の強震観測網に限定して，研究機関，大ていた時期でしたし，防災科学技術研究所の K-NET や学，民間企業等の観測網の関係者に記事の執筆依頼を進め

KiK-net が構築されている時期でもありましたので，このており，これから約 20 回の連載を予定しております．本

企画は時宜を得たものであったと思います．

連載により，地震研究・防災に携わる皆様，特に前回の企早いものでそれから約 20 年の歳月が経過しました．そ

画を知らない若い世代の方々にとって，強震観測に関心をの間，各観測網では機器更新により仕様が変更になったり，持ち，貴重な強震観測データを有効に活用していただく契中には縮小や廃止の憂き目にあった観測網も出てきて，記機になれば，担当者一同大変うれしく思います．

事中のリンクが切れてしまったり，記事の内容が古くなっ（第 1 回）K-NET
防災科学技術研究所
はじめに

㓛刀

卓

以前に整備されていた一部の観測点や相模湾の海底ケーブ

K-NET（Kyoshin Network：全国強震観測網）は，国ル式地震計の海底観測点等も加わり，その観測点数は，立研究開発法人防災科学技術研究所（防災科研）が運用す2019 年（平成 31 年）3 月 31 日の時点で 1,037 箇所となっる，全国を約 20 km 間隔で均質に覆う 1,000 箇所以上の観ている．図 1 には K-NET の観測点分布図（2019 年 3 月測点からなる強震観測網である．K-NET 整備の契機となっ31 日現在）を示した．強震計は海底ケーブル式地震計をたのは 1995 年（平成 7 年）に発生した兵庫県南部地震（阪除けば，すべて地表に設置されており，市町村役場や学校神・淡路大震災）である．この地震では震度 7 に相当するなどの公共施設の敷地内にあることが多い．このため激震に襲われた「震災の帯」と呼ばれる地域が出現した．

K-NET は地震被害に関連した強震動の研究に特に適した

しかし，当時の強震観測体制では激震に相当する強震記録観測網である．

をほとんど得ることができず，全国均質な強震観測網の必

K-NET では均質な強震記録を得るため，可能な限り統要性が強く認識されることとなった．この状況を受けて，一された観測施設と強震観測装置を用いることとしていK-NET は科学技術庁防災科学技術研究所（当時）によりる．観測施設は 3 m 平方の敷地からなり，中央にコンクリー整備が開始され，わずか 1 年後の 1996 年（平成 8 年）6ト製の地震計台が設置されている．建屋は軽量な FRP 製月から運用を開始している．発足当初の K-NET は，全国であり地震計台とは独立した基礎上に設置され，強震記録1,000 観測点からなる観測網であったが，現在では，計画に影響を与えないように配慮がなされている．観測点建設

NL-5-12

図 1

K-NET の観測点分布図（2019 年 3 月 31 日現在）

にあたっては，観測点近傍で最深 20 m までの N 値検層，ナミックレンジ 132 dB，最大計測レンジ 4,000 gal，刻時PS 検層，密度検層が行われ，土質柱状図と検層データが精度 0.1 ms，記録容量 512 MB に性能が引き上げられた．

取得されている．

K-NET02 は 2003 年に運用が開始されている．K-NET02以降の強震計の特徴として OS（Linux）を搭載することで，強震観測装置強震計内での演算機能の大幅な強化がなされたことが挙げ

K-NET は，観測目的に適合した専用設計の強震計を使られる．K-NET02 は強震動の発生を検知すると，自動的用していることが特徴の一つである．K-NET 強震計は，にセンターに接続し，強震記録を送信する機能を持つ．こ

開発順に K-NET95，K-NET02，K-NET02A，K-NET11 のの機能により，規模の大きな地震後に発生する通信回線の形式に大別される．K-NET95 と K-NET02 はすでに全数が輻輳を避け，迅速な強震記録の収集が可能になった．さら更新されており，現在稼働している強震計は K-NET02Aに，K-NET02 以降の強震計は，気象庁が行う検定に適合と K-NET11 のいずれかである．

した震度計としての機能を有し，地震検知後 2 分以内に震K-NET95 は観測網発足に伴い開発された強震計である．

度電文の送信が可能である．この震度電文は，気象庁が取加速度計として V403BT（アカシ製）を用いた 24 bit 分解りまとめて発表する震度情報の一部として利用され，地震能の強震計であり，100 Hz サンプリング，実効ダイナミッ

後の初動対応等へ役立てられている．K-NET02 は，停電

ク レ ン ジ 114 dB， 最 大 計 測 レ ン ジ 2,000 gal， 刻 時 精 度

時に内蔵蓄電池を用いて，1 日間の震度電文およびトリガ5 ms の性能を持つものであった．K-NET95 は 8 MB のフ強震記録の送信が可能である．さらに停電が継続した場合ラッシュメモリを持ち，これは 2.5 時間分の 3 成分強震記には，トリガ強震記録の収録のみ 7 日間の動作が可能であ録の記録容量に相当する．また，停電時には内蔵蓄電池でる．

20 時間の動作を行うことが可能であった．強震記録の収K-NET02A は K-NET02 の改良型であり，加速度計とし録はトリガ方式であり，データ回収はセンターからのダイて JA-40GA（日本航空電子工業製）が採用されている．

アルアップ方式によっていた．

JA-40GA は可動部にクオーツフレクチャ（石英ヒンジ）

続 い て 開 発 さ れ た K-NET02 で は， 加 速 度 計 と し てを採用した加速度計である．この種の加速度計は金属製のEpiSensor（米国 Kinemetrics 社製）を採用し，実効ダイ可動部を採用した加速度計に比べ加速度強震記録にしばし

NL-5-13図 22004 年新潟県中越地震時の小千谷（NIG019）観測点での強震記録ば見られるステップ状ノイズの発生が少ないという利点を最大加速度等を入力とした強震記録の検索が可能であり，持つ．

土質柱状図等の付帯情報も利用可能となっている．なお，現時点で最新である K-NET11 は，2011 年（平成 23 年）

K-NET と KiK-net には「防災科研 K-NET，KiK-net（NIEDに発生した東北地方太平洋沖地震（東日本大震災）後に開K-NET, KiK-net）」としてデータ DOI（https://www.doi.

発され，2012 年に運用が開始されている．K-NET11 は最org/10.17598/NIED.0004）も付与されている．

大計測レンジが 8,000 gal に引き上げられた他，長期間の停電に備え 7 日間の震度電文およびトリガ強震記録の送信

顕著な記録の例が可能である等，特に計測の確実性に重点を置いた開発がなされた．

K-NET は 1,000 箇所の観測点が一斉に運用開始となったことや均質な観測点配置もあり , 運用開始から 2019 年（令和元年）9 月末までに，40 万波形以上の強震記録を蓄収集システムとデータ公開積している．この中には，3 成分合成最大加速度が 1,000 gal

K-NET95 の強震記録収集は，防災科研本所（茨城県つを超える 27 記録，震度 7 相当となる 2 記録，震度 6 強相くば市）にあるセンターからダイアルアップで行っていた．

当となる 32 記録が含まれている．一例として，K-NET 記

この作業は完全自動化されていたものの，大規模な地震時録中で最大の震度となる，2004 年新潟県中越地震時に記には通信回線の輻輳の影響を受け，数時間以上の遅延が発録された，小千谷（NIG019）観測点（計測震度 6.7 相当）生することがあった．これを解決するために，強震計からの強震波形を図 2 に示した．⽔平動記録には，地盤の⾮線自動的に送信される強震記録および震度電文を，一括して形応答（液状化）を示唆するサイクリックモビリティ現象受信可能なデータ収集システムが 2003 年に開発された．

が認められる．

このシステムは数度の改良を受けながら現在まで運用されている．震度電文に関しては通信の頑健性のため，本所とおわりに兵庫耐震工学研究センター（兵庫県三木市）にある 2 か所のセンターに同時送信される．

以上，K-NET の概要を簡単に紹介した．全国均質な観測施設に同一の観測機器を配置し , 得られたデータを迅速収集された強震記録は，運用者による品質チェックを受に公開するという観測網の在り方は，整備当時としては先けた後，本連載の第 2 回で紹介する KiK-net の強震記録と駆的な試みであり，後に整備された観測網のモデルとも合わせて，WEB サイト（http://www.kyoshin.bosai.go.jp/）

なったと言える．K-NET は強震動を記録するための観測から公開されている．この WEB サイトでは，地震諸元や網であると同時に，震度観測等により地震防災に対し直接NL-5-14

の利用がなされているという側面も持つ．K-NET が観測

4）Kinoshita, S., 1998, Kyoshin Net (K-NET), Seism. Res.

する情報が様々な形で活用されれば幸いである．

Lett., 69, 309-332.
5）木下繁夫・上原正義・斗沢敏雄・和田安司・小久江洋

参考文献

輔，1997，K-NET95 型 強 震 計 の 記 録 特 性， 地 震 2，

1）Aoi, S., T. Kunugi, and H. Fujiwara, 2004, Strongmotion seismograph network operated by NIED:

49，467-481.
6）㓛刀K-NET and KiK-net, Jour. JAEE, 4, 65-74.

卓・青井真・藤原広行，2009，強震観測─歴史と展望─，地震 2，61，S19-S34.

2）E guchi, T., Y. Fujinawa, E. Fujita, S. Iwasaki, I.

7）㓛刀卓・青井真・中村洋光・藤原広行・森川信之，

Watabe, and H. Fujiwara, 1998, A real-time observa-

2008，震度のリアルタイム演算法，地震 2，60，243-

tion network of ocean-bottom-seismometers deployed252.

at the Sagami trough subduction zone, central Japan,8）Okada, Y., K. Kasahara, S. Hori, K. Obara, S. Seki­

Mar. Geophys. Res, 20, 73-94.
3）藤原広行・㓛刀

卓・安達繁樹・青井guchi, H. Fujiwara, and A. Yamamoto, 2004, Recent真・森川信之，progress of seismic observation networks in Japan

2007，新型 K-NET：強震動データリアルタイムシス–Hi-net, F-net, K-NET and KiK-net–, Earth Planets

テムの構築，日本地震工学会論文集，7，2-16.

Space, 56, xv-xxviii.

（第 2 回）KiK-net
防災科学技術研究所
はじめに

㓛刀卓

2,000 m 以深に及ぶ観測施設が含まれており，大阪市此花

KiK-net（Kiban-Kyoshin Network：基盤強震観測網）は，区に設置されている 1 地点を除いて 12 地点が関東地方に国立研究開発法人防災科学技術研究所（防災科研）が運用分布している．最深の観測井は，さいたま市岩槻区にあるする，約 700 箇所の観測点からなる強震観測網である．

岩槻深層観測施設（SITH01）であり，その深さは 3,510 m

KiK-net の最大の特徴は，各観測施設に観測井が掘削され ,である．KiK-net では，Hi-net 観測施設の地点選定の関係

地表と地中の双方の強震計からなる鉛直アレーが構成されから，本連載の第 1 回で紹介した K-NET に比べると，全ていることである．

般的に硬質な地盤上に観測施設が設置されているのが特徴

1995 年（平成 7 年）兵庫県南部地震（阪神・淡路大震災）である．同様な理由から都市部にある観測施設の数は少なの発生を受け，全国にわたる総合的な地震防災対策を推進

い．観測井の掘削にあたっては PS 検層が行われボーリンするため，地震防災対策特別措置法が制定された．同法にグ柱状図が作成されている．

基づく地震調査研究推進本部令により 1995 年（平成 7 年）
7 月 18 日に地震調査研究推進本部（地震本部）が総理府強震観測装置に設置された（現在は文部科学省に設置）．地震本部の下

KiK-net では，K-NET と同様に専用設計の強震計を使では，地震に関する各種の基盤的調査観測が推進されるこ用している．KiK-net 強震計は，開発順に SMAC-MDK，ととなったが，KiK-net はこの一環として Hi-net（High-KiK-net06，KiK-net11 の形式に大別される．SMAC-MDK

Sensitivity Seismograph Network： 高 感 度 地 震 観 測 網 ）はすでに全数が更新されており，現在稼働している強震計に併設される形で防災科研により建設された強震観測網では KiK-net06 と KiK-net11 のいずれかである．

ある．

SMAC-MDK は K-NET95 と同様に 24 bit 分解能を持つ

KiK-net の観測施設は，2019 年（平成 31 年）3 月 31 日

強震計であり，200 Hz サンプリング，実効ダイナミックの時点で沖縄県や離島を除く全国 695 箇所に配置され，各レンジ 114 dB，最大計測レンジ 2,000 gal で，6 成分（地表観測施設では地表と地中の 2 カ所に強震計が設置されてい3 成分，地中 3 成分）の計測を行っていた．地表加速度計

る．地中強震計は Hi-net の高感度地震計と共に耐圧筐体としては V404BT（アカシ製）を採用している．SMAC-に格納され，深さ 100 m 以上の観測井の孔底に設置されてMDK は 85 MB のフラッシュメモリを持ち，これは 6.5 時いる．KiK-net の観測点分布図（2019 年 3 月 31 日現在）

間分の 6 成分強震記録の記録容量に相当する．強震記録のを図 1 に示した．KiK-net には地中強震計の設置深度が収録は K-NET95 と同様トリガ方式であり，データ回収はNL-5-15図 1

KiK-net の観測点分布図（2019 年 3 月 31 日現在）

センターからのダイアルアップ方式によっていた．

災科研本所（茨城県つくば市）にあるセンターからダイア

KiK-net06 は K-NET02A をもとに開発された強震計でルアップで行っていた．KiK-net では，K-NET の 2 倍のある．地表加速度計としては JA-40GA（日本航空電子工成分数となるため，通信の輻輳時には全データ回収までに業製）が採用されており，計測性能は K-NET02A と同等より多くの時間を要することとなっていた．このため，の実効ダイナミックレンジ 132 dB，最大計測レンジ 4,000

KiK-net06 の導入時からは，K-NET と同様に強震計からgal，刻時精度 0.1 ms となっている．OS（Linux）を搭載

自動的に送信される強震記録を一括受信可能なデータ収集し各種の演算が可能であることも共通である．

システムが運用されている．

KiK-net11 は現時点で最新の強震計である．KiK-net11

収集された強震記録は，運用者による品質チェックを受

は構成部品，ソフトウエア等のほとんどを K-NET11 と共け た 後，K-NET の 強 震 記 録 と 合 わ せ て，WEB サ イ ト

通化することにより，導入およびメンテナンスコストの低（http://www.kyoshin.bosai.go.jp/）から公開されている．

減がはかられている．KiK-net11 では K-NET11 と同様に

この WEB サイトでは，地震諸元や最大加速度等を入力と最大計測レンジが 8,000 gal に引き上げられ，停電後 7 日した強震記録の検索が可能であり，ボーリング柱状図等も間のトリガ強震記録の送信が可能である．

利用可能である．なお，K-NET と KiK-net には「防災科

KiK-net の地中加速度計としては，V404-BT，その後継

研 K-NET，KiK-net（NIED K-NET，KiK-net）」としてデー品の V410-BT，および JA-40GA が採用されている．KiK-タ DOI（https://www.doi.org/10.17598/NIED.0004） も 付

net06 と KiK-net11 は，リアルタイム震度，長周期地震動与されている．

指標，最大加速度等の各種強震指標演算や，気象庁の定め

KiK-net は Hi-net に併設された観測網であるため，多くるアルゴリズムによる地震諸元推定等の高度な機能を持の観測施設で，Hi-net の高感度地震波形データを送信する

つ．これらの機能は OS 上のプログラムにより実現されための帯域保障された通信回線が敷設されている．この通K-NET 強震計でも共通に使用可能である．

信帯域の一部を利用して，KiK-net06 と KiK-net11 では，リアルタイム震度，長周期地震動指標，最大加速度等の強収集システムとデータ公開

震指標を連続伝送する試みを行っている．このデータは，

SMAC-MDK の強震記録収集は，K-NET95 と同様に防防 災 科 研 が 運 用 す る， 強 震 モ ニ タ（http://www.kmoni.

NL-5-16図 22008 年岩手・宮城内陸地震時の一関西（IWTH25）観測点での強震記録

bosai.go.jp/）に代表される即時地震動把握のためのシス顕著な記録の例

テムで活用されている．また，関東地方に位置するいくつ

KiK-net では運用開始から 2019 年 9 月末までに，38 万

かの KiK-net 観測施設からは，気象庁の定めるアルゴリズ波形以上の強震記録を蓄積している．この中には，3 成分ムにより推定された地震諸元に関する情報が，帯域保障回合成最大加速度が 1,000 gal を超える 20 記録，震度 7 相当

線を通じて気象庁に送信されている．この情報は 2015 年となる 4 記録，震度 6 強相当となる 15 記録が含まれている．

（平成 27 年）3 月から緊急地震速報の発表に活用されてい一例として，KiK-net 記録中で最大の加速度となる 2008

る．

年岩手・宮城内陸地震時に記録された，一関西（IWTH25）観測点の強震波形を図 2 に示した．図中には 6 成分の強震記録が示されており，上から地表 3 成分の記録，地中 3 成

NL-5-17分の記録となっている．この強震記録は観測史上最大の加参考文献

速度（地表 3 成分合成で 4,022 gal）を示すものであり，地表上下動記録には上向きにより強く揺れた上下⾮対称の波

1）Aoi, S., T. Kunugi, and H. Fujiwara, 2004, Strong-形が認められる．この顕著な非対称性は，いわゆる“トラmotion seismograph network operated by NIED:ンポリン効果”発見の契機になったものである．

K-NET and KiK-net, Jour. JAEE, 4, 65-74.
2）Aoi, S., T. Kunugi, and H. Fujiwara, 2008, Trampoline

おわりにEffect in Extreme Ground Motion, Science, 322, 727-

本稿では KiK-net の概要を簡単に紹介した．地表と地中730.に加速度計を配した鉛直アレーでの大規模な強震観測は世3）㓛刀界的にも例がなく，KiK-net の強震記録は海外の研究者による利用も多い．特に 1,000 m を超える設置深度での強震卓・青井真・藤原広行，2009，強震観測─歴史と展望─，地震 2，61，S19-S34.
4）㓛刀卓・青井真・中村洋光・藤原広行・森川信之，

記録については，他では代え難いものとなっている．KiK-

2008，震度のリアルタイム演算法，地震 2，60，243-

net は地震に関する基盤的な観測の一部を担うと同時に，

252.

強震モニタ等の即時地震動把握システム，気象庁の運用す

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

る緊急地震速報システムにデータを提供する等，地震防災

guchi, H. Fujiwara, and A. Yamamoto, 2004, Recentの分野にも役立っている．

progress of seismic observation networks in Japan–Hi-net, F-net, K-NET and KiK-net–, Earth Planets
Space, 56, xv-xxviii.

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