12 －３ 気象庁のケーブル式常時海底地震観測システム
JMA’s Cable Ocean Bottom Seismographs
気象庁

地震予知情報課

Earthquake Prediction Information Division, JMA
１．概要
気象庁では，1979 年に東海沖，1985 年に房総沖にケーブル式常時海底観測システム（以下「ケーブル式 OBS」という．）を整備し，当該領域の地震活動の監視・観測等に活用している．これらは，それぞれ複数の海底地震計（速度型地震計）と海底津波計（水圧計）を海底ケーブルで接続したシステムである（第 1,2 図，第 1 表）．
さらに，2008 年には，東海・東南海地域の地震活動等の監視・観測を強化するため，御前崎沖から志摩半島沖にかけての東南海沖にケーブル式 OBS を整備し活用を開始した．このケーブル式OBS は従来の速度型地震計に加え加速度型地震計を備えることで緊急地震速報の処理に対応している（第 1 図，第 1 表）．なお，緊急地震速報への活用は約 1 年間データを十分精査した後の 2009年 8 月から実施している．
また，気象庁では，地震調査研究の推進に資するため，（独）防災科学技術研究所の相模沖，（独）海洋研究開発機構の釧路沖，室戸沖，東京大学地震研究所の三陸沖のケーブル式 OBS の地震波形データを収集し（第 3 図），陸上の地震観測点のデータと一元的に処理して結果を関係機関や国の地震調査研究推進本部に提供している．
２．ケーブル式 OBS の効果
一般に，陸上の観測点で観測された地震波の P 相，S 相の験測結果で海域の地震の震源を推定しようとすると精度が低くなり，推定した震源の分布がばらついたり，推定した震源が沖合に離れるに従って，みかけ上深くなる傾向がみられ，地震活動の評価に不都合が生じる場合がある．こうした問題の解決策の一つがケーブル式 OBS を導入して震源により近いところで観測を行うことである．
第 4 図は，気象庁の東海沖，東南海沖ケーブル式 OBS から得られたデータの有無による震源の推定結果の比較である．この周辺海域では，2004 年 9 月 5 日に発生した紀伊半島沖の地震（M6.9）と東海道沖の地震（M7.4）の余震活動が継続しているが，ケーブル式 OBS により余震の分布の深さ方向のばらつきが抑えられ，より尤もらしい分布になっていることが分かる．第 5 図は，房総沖
ケーブル式 OBS から得られたデータの有無による震源の推定結果の比較であるが同様にプレート境界付近の震源の分布に改善がみられる．
第 6 図は（独）海洋研究開発機構の釧路沖ケーブル式 OBS から得られたデータの有無による震源の推定結果の比較である．震源の深さ方向のばらつきが抑えられるとともに，沖合においてみかけ上震源が深くなる傾向も緩和されている．
３．課題
以上に示した通り，ケーブル式 OBS の導入によって周辺海域で発生した地震の震源の推定精度は改善されるが，周辺のテクトニクスから推察すると，これでも深さの推定が完全に是正されてい－ 611 －るとは言い難い．これは，気象庁の震源推定に用いている走時表が地上での観測を前提にしたものであり海底に比べてかなり速いものになっていること，海底地震計は地上より低い位置にあるが気象庁の震源推定では観測点の高度補正を行っていないことなどの原因によると考えられる．
（独）海洋研究開発機構が紀伊半島沖海洋観測システム（DONET）を稼働させるなど，今後，海域における地震観測の拡張が予想される．気象庁でも，蓄積したデータを精査し，震源推定に観測点補正を導入するなどの震源推定の処理の改善を図る必要がある．
なお，海底津波計については，海底地殻変動の監視への利用が可能かどうか検討している．

第 1 表 気象庁のケーブル式 OBS の諸元
Table 1 Specification of JMA’s Cable Ocean Bottom Seismographs and Pressure Gauges
設置場所 設置年

ケーブル

東海沖ルートの最大水深2,200m
1979 年 ケーブル長 154km

房総沖ルートの最大水深4,011m
1985 年 ケーブル長 126km

ルートの最大水深2,068m
東南海沖 2008 年 ケーブル長 211km

地震計

地震計の詳細動電コイル型速度計
3式（固有周期 3Hz または 4.5Hz）
変位計３成分 1 式
等化回路により変位出力
速度計上下成分 水晶水圧計 ジンバルに搭載
動電コイル型速度計
3式
2式（固有周期 3Hz または 4.5Hz）
変位計３成分 水晶水圧計 等化回路により変位出力
速度計上下成分 水晶温度計 ジンバルに搭載
動電コイル型速度計（固有周期 4.5Hz）
速度フィードバック型加速度
5式
3式
加速度計３成分 水晶水圧計 計
速度計３成分 水晶温度計 ジンバルに搭載－ 612 －

津波計

渥美半島

御前崎

渥美半島

御前崎 500m

500m
500m

志摩半島

500m

1000m

志摩半島

1000m

1000m

海底地震計５
1000m
500m

1000m

1500m

1000m 1500m
1500m

海底地震計４
1500m

1000m

1500m

1000m

海底地震計４500m
1000m
海底地震計３

1000m

500m

500m

津波計３
1000m
海底地震計５
津波計３500m

1500m

500m

500m

1000m

1500m

500m

1500m

海底地震計２2000m

海底地震計２2000m津波計１
海底地震計１津波計１

海底地震計３
津波計２

津波計２

1500m

2000m

2500m

1500m

2000m

2500m

東南海沖海底地震計
東南海沖津波計
東南海沖海底地震計

海底地震計１2000m

東南海沖津波計
東海沖海底地震計
東海沖海底地震計・津波計
東海沖海底地震計

2000m

東海沖海底地震計・津波計

第 1 図 気象庁の東海沖，東南海沖ケーブル式 OBS の配置
第 1 図 気象庁の東海沖，東南海沖ケーブル式
OBS の配置
第 1 図Placement
気象庁の東海沖，東南海沖ケーブル式
OBS の配置
Fig.1
JMA’s Off-Tokai
and Off-Tonankai
Ocean
BottomSeismographs
and Pressure
Fig.1 Placementof JMA’sofOff-Tokai
and Off-Tonankai
CableCable
Ocean
BottomSeismographs
andPressure
Gauges
Fig.1
Placement
ofJMA’sOff-TokaiandOff-Tonankai
Cable
Ocean
BottomSeismographsand PressureGauges
Gauges

第 2 図 気象庁の房総沖ケーブル式 OBS の配置
第2図
気象庁の房総沖ケーブル式OBSの配置
第 2 図 気象庁の房総沖ケーブル式の配置
Fig.2Placementof JMA’s OBS
Off-BosoCableOcean
Bottom Seismographs and Pressure Gauges
Fig.2 Placement of JMA’s Off-Boso Cable Ocean Bottom Seismographs and Pressure Gauges
Fig.2 Placement of JMA’s Off-Boso Cable Ocean Bottom Seismographs and Pressure Gauges－ 613 －⑤伊東沖
④相模沖

①釧路沖
③房総沖
②三陸沖

⑥東海沖
⑦東南海沖
⑧室戸沖

①釧路沖 （JAMSTEC） ：2000年08月～利用開始②三陸沖 （東京大学）：1997年10月～利用開始③房総沖 （気象庁） ：一元化開始以前から利用④相模沖 （防災科研）：1997年10月～利用開始⑤伊東沖 （東京大学）：1998年12月～利用開始⑥東海沖 （気象庁） ：一元化開始以前から利用⑦東南海沖（気象庁） ：2008年10月～利用開始⑧室戸沖 （JAMSTEC） ：1998年03月～利用開始

第 3 図 気象庁が震源推定の処理に用いている他機関のケーブル式 OBS の配置
第 3 図 気象庁が震源推定の処理に用いている他機関のケーブル式 OBS の配置
Fig.3 Fig.3
Placementof otherofOrganizations’
Cable Ocean
BottomSeismographs
Placement
other Organizations’
CableOcean
Bottom Seismographs

一元化震源（ＯＢＳ使用）

ＯＢＳを非使用で計算した震源★はＯＢＳ観測点の位置

第東南海沖ケーブル式海底地震計を用いた場合の震源（左図）と用いない場合の震源（右第44図
図 東海沖，東海沖，東南海沖ケーブル式海底地震計を用いた場合の震源（左図）と用いない場合の震図）
Fig.4
Calculated Epicenters with(Left) and without(Right) Off-Tokai and Off-Tonankai Cable Ocean
源（右図）
Bottom Seismographs
Fig.4 Calculated Epicenters with(Left) and without(Right) Off-Tokai and Off-Tonankai Cable Ocean－ 614 －
Bottom Seismographs

一元化震源（ＯＢＳ使用）

ＯＢＳを非使用で計算した震源★はＯＢＳ観測点の位置

第 5 図 房総沖ケーブル式海底地震計を用いた場合の震源（左図）と用いない場合の震源（右図）
第 5 図 房総沖ケーブル式海底地震計を用いた場合の震源（左図）と用いない場合の震源（右図）
Fig.5 Calculated
Calculated Epicenterswith(Left)and without(Right)
Off-Boso Cable
OceanCable
BottomOcean
Seismographs
Fig.5
Epicenterswith(Left)and without(Right)
Off-BosoBottom
Seismographs

一元化震源（ＯＢＳ使用）

ＯＢＳを非使用で計算した震源★はＯＢＳ観測点の位置

第6図
第 6（独）海洋研究開発機構の釧路沖ケーブル式海底地震計を用いた場合の震源（左図）と用いな
図 （独）海洋研究開発機構の釧路沖ケーブル式海底地震計を用いた場合の震源（左図）と用い場合の震源（右図）
いない場合の震源（右図）
Fig.6
Calculated
Epicenters with(Left) and without(Right) Off-Kushiro Cable Ocean Bottom
Seismographs
JAMSTEC(JapanAgencyfor Marine-EarthScienceCableand OceanTechnology)
Fig.6
CalculatedofEpicenterswith(Left)and without(Right)
Off-Kushiro
Bottom－ 615 －Seismographs of JAMSTEC(Japan Agency for Marine-Earth Science and Technology)